電力系統脆弱性評估方法
2023-10-30 20:48:57
電力系統脆弱性評估方法
【專利摘要】本發明公開了一種電力系統脆弱性評估方法，涉及電網安全分析【技術領域】。本發明的電力系統脆弱性評估方法包括以下步驟：（1）建立電力系統的複雜網絡結構；（2）通過複雜網絡結構中的電氣介數建立結構脆弱因子指標；（3）通過靜態能量函數法獲取網絡實時潮流數據；（4）計算狀態脆弱因子並結合步驟（2）中的結構脆弱因子計算得出綜合脆弱性評估指標；（5）輸出電力系統的脆弱區域。由於本發明電力系統脆弱性評估方法從全局的角度來分析電力系統可能存在的脆弱環節，能夠全面、準確、有效地確定電力系統運行中的脆弱區域，彌補了以往電力系統脆弱性評估方法的單一片面等不足，為電力系統安全運行的預防和控制提供著重點，有效預防因擾動或事故引起的電力系統災變。
【專利說明】電力系統脆弱性評估方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及電網安全分析【技術領域】，特別涉及一種電力系統脆弱性評估方法。
【背景技術】
[0002] 脆弱性概念源於環境、生態、計算機網絡等領域，它是描述系統及其組成部分易於 受到影響和破壞，並缺乏抗拒幹擾、恢復初始狀態的能力。電力系統脆弱性是近年來針對電 力系統安全性及可靠性提出的一個新概念，目前還沒有公認的定義和統一的分析標準。但 從已有參考文獻看，電力系統脆弱性是用來描述系統在正常運行情況或各種隨機因素的作 用下，系統承受幹擾或故障的能力以及系統不能維持正常運行的可能趨勢及其影響。
[0003] 大規模停電事故初期往往是少量元件相繼故障，在事故擴大階段則與電力系統中 的脆弱環節有緊密的聯繫。因此，從整體預防的角度出發，辨識並保護電力網絡中的脆弱環 節對提高電力系統的可靠性、降低大規模停電事故的發生概率有十分重要的意義。
[0004] 電力系統脆弱性評估主要分為兩個方向：一、針對實時運行參數的狀態脆弱性評 估，傳統的方法主要是靈敏度法，隨後相繼出現了能量函數法(包括靜態和暫態)，基於概率 的風險理論評估法等；二、是針對固有的網絡拓撲結構的結構脆弱性評估，主要研究方法有 複雜網絡理論法。
[0005] 目前，在建立電力系統的脆弱性評估指標時遇到的最大問題是：在針對電力系統 實時運行參數或自身固有的網絡拓撲結構建立指標時，往往只能兼顧時運行或者拓撲結構 性的其中之一，無法全面的確定電力系統中的脆弱區域。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的在於克服現有技術中所存在的上述不足，提供一種能全面評估電力 系統脆弱性的電力系統脆弱性評估方法。
[0007] 為了實現上述發明目的，本發明提供了以下技術方案：
[0008] -種電力系統脆弱性評估方法，其特徵在於，將脆弱性分為狀態脆弱性和結構脆 弱性兩個方面，以此對系統脆弱性進行綜合評估。包括以下步驟：
[0009] 步驟（1):建立電力系統的複雜網絡結構，並根據複雜網絡結構計算電力系統各節 點和支路的電氣介數；
[0010] 步驟（2):通過複雜網絡結構中的電氣介數建立結構脆弱因子指標，即通過計算節 點的結構脆弱因子cii與線路的結構脆弱因子^得到固有網絡拓撲結構對電網結構脆弱 性的影響；
[0011] 步驟（3):通過靜態能量函數法獲取網絡實時潮流數據，得到在不同運行狀態下對 電力系統各個環節脆弱性的影響，即通過計算電力系統各節點的靜態能量函數Ei與線路的 靜態能量函數分別計算節點的狀態脆弱因子α 2與線路的狀態脆弱因子β2，得到在不 同運行狀態下對電網脆弱性的影響；
[0012] 步驟（4):將步驟（2)和步驟（3)中計算得到的節點的結構脆弱因子a i與線路的 結構脆弱因子、以及節點的狀態脆弱因子α2與線路的狀態脆弱因子β2，分別代入等式
【權利要求】
1. 一種電力系統脆弱性評估方法，其特徵在於，將脆弱性分為狀態脆弱性和結構脆弱 性兩個方面，以此對系統脆弱性進行綜合評估。包括以下步驟： 步驟（1):建立電力系統的複雜網絡結構，並根據複雜網絡結構計算電力系統各節點和 支路的電氣介數； 步驟（2):通過複雜網絡結構中的電氣介數建立結構脆弱因子指標，即通過計算節點 的結構脆弱因子與線路的結構脆弱因子^得到固有網絡拓撲結構對電網結構脆弱性 的影響； 步驟（3):通過靜態能量函數法獲取網絡實時潮流數據，得到在不同運行狀態下對電力 系統各個環節脆弱性的影響，即通過計算電力系統各節點的靜態能量函數&與線路的靜態 能量函數分別計算節點的狀態脆弱因子α 2與線路的狀態脆弱因子β2，得到在不同運 行狀態下對電網脆弱性的影響； 步驟（4):將步驟（2)和步驟（3)中計算得到的節點的結構脆弱因子a i與線路的結 構脆弱因子、以及節點的狀態脆弱因子α2與線路的狀態脆弱因子β2，分別代入等式 α=αιΧ α2以及β2，計算得出綜合脆弱性評估指標，其中，α為脆弱節點因子，β 為脆弱線路因子； 步驟（5):通過綜合脆弱性評估指標脆弱節點因子α、脆弱線路因子β值確定脆弱節 點和線路，通過對綜合脆弱性評估指標的計算值進行排序，篩選出最脆弱節點和線路的前 20%，輸出為電力系統的脆弱區域。
2. 根據權利要求1所述的電力系統脆弱性評估方法，其特徵在於，上述步驟（2)中， 所述節點的結構脆弱因子％通過等式
計算，等式中，r-a)為"發 電-負荷"節點對（m, η)間加上單位注入電流元後,在節點i上引起的電流,Wm為電力系統 中發電機節點m的權重，取發電機額定容量或實際出力，Wn為負荷節點η的權重，取實際負 荷或峰值負荷，G和L為所有發電節點和負荷節點的集合。
3. 根據權利要求1所述的電力系統脆弱性評估方法，其特徵在於，上述步驟（2)中，所 述線路的結構脆弱因子h通過等式<
計算，等式中，Γ~α，」）為"發 電-負荷"節點對（m，η)間加上單位注入電流元後，在線路（i，j)上引起的電流;Wm為電力 系統中發電機節點m的權重，取發電機額定容量或實際出力；Wn為負荷節點η的權重，取實 際負荷或峰值負荷；G和L為所有發電節點和負荷節點的集合。
4. 根據權利要求1所述的電力系統脆弱性評估方法，其特徵在於，上述步驟（3)中，所 dE 述節點的狀態脆弱因子％通過等式計算，等式中，節點的靜態能量函數Ei通過 等式
計算，Α為靜態能量函數的數學模型。
5. 根據權利要求1所述的電力系統脆弱性評估方法，其特徵在於，上述步驟（3)中，所 述線路的狀態脆弱因子02通過等式
計算，等式中，線路的靜態能量函數Eij通 過等式
計算，為支路能量函數。
【文檔編號】G06Q10/00GK104156769SQ201310213412
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2013年5月31日 優先權日:2013年5月31日
【發明者】黃文偉, 袁漢雲, 孫斌, 劉明, 王平, 趙維興, 李小璐, 陳銳, 李華強, 邱曉燕, 周步祥, 舒勤, 滕歡, 陳實, 劉念 申請人:貴州電網公司電力調度控制中心, 四川大學