電力系統(tǒng)脆弱性評(píng)估方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種電力系統(tǒng)脆弱性評(píng)估方法，涉及電網(wǎng)安全分析【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明的電力系統(tǒng)脆弱性評(píng)估方法包括以下步驟：（1）建立電力系統(tǒng)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；（2）通過(guò)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的電氣介數(shù)建立結(jié)構(gòu)脆弱因子指標(biāo)；（3）通過(guò)靜態(tài)能量函數(shù)法獲取網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)潮流數(shù)據(jù)；（4）計(jì)算狀態(tài)脆弱因子并結(jié)合步驟（2）中的結(jié)構(gòu)脆弱因子計(jì)算得出綜合脆弱性評(píng)估指標(biāo)；（5）輸出電力系統(tǒng)的脆弱區(qū)域。由于本發(fā)明電力系統(tǒng)脆弱性評(píng)估方法從全局的角度來(lái)分析電力系統(tǒng)可能存在的脆弱環(huán)節(jié)，能夠全面、準(zhǔn)確、有效地確定電力系統(tǒng)運(yùn)行中的脆弱區(qū)域，彌補(bǔ)了以往電力系統(tǒng)脆弱性評(píng)估方法的單一片面等不足，為電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的預(yù)防和控制提供著重點(diǎn)，有效預(yù)防因擾動(dòng)或事故引起的電力系統(tǒng)災(zāi)變。
【專利說(shuō)明】電力系統(tǒng)脆弱性評(píng)估方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電網(wǎng)安全分析【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種電力系統(tǒng)脆弱性評(píng)估方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 脆弱性概念源于環(huán)境、生態(tài)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域，它是描述系統(tǒng)及其組成部分易于 受到影響和破壞，并缺乏抗拒干擾、恢復(fù)初始狀態(tài)的能力。電力系統(tǒng)脆弱性是近年來(lái)針對(duì)電 力系統(tǒng)安全性及可靠性提出的一個(gè)新概念，目前還沒(méi)有公認(rèn)的定義和統(tǒng)一的分析標(biāo)準(zhǔn)。但 從已有參考文獻(xiàn)看，電力系統(tǒng)脆弱性是用來(lái)描述系統(tǒng)在正常運(yùn)行情況或各種隨機(jī)因素的作 用下，系統(tǒng)承受干擾或故障的能力以及系統(tǒng)不能維持正常運(yùn)行的可能趨勢(shì)及其影響。
[0003] 大規(guī)模停電事故初期往往是少量元件相繼故障，在事故擴(kuò)大階段則與電力系統(tǒng)中 的脆弱環(huán)節(jié)有緊密的聯(lián)系。因此，從整體預(yù)防的角度出發(fā)，辨識(shí)并保護(hù)電力網(wǎng)絡(luò)中的脆弱環(huán) 節(jié)對(duì)提高電力系統(tǒng)的可靠性、降低大規(guī)模停電事故的發(fā)生概率有十分重要的意義。
[0004] 電力系統(tǒng)脆弱性評(píng)估主要分為兩個(gè)方向：一、針對(duì)實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)的狀態(tài)脆弱性評(píng) 估，傳統(tǒng)的方法主要是靈敏度法，隨后相繼出現(xiàn)了能量函數(shù)法(包括靜態(tài)和暫態(tài))，基于概率 的風(fēng)險(xiǎn)理論評(píng)估法等；二、是針對(duì)固有的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)脆弱性評(píng)估，主要研究方法有 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論法。
[0005] 目前，在建立電力系統(tǒng)的脆弱性評(píng)估指標(biāo)時(shí)遇到的最大問(wèn)題是：在針對(duì)電力系統(tǒng) 實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)或自身固有的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)建立指標(biāo)時(shí)，往往只能兼顧時(shí)運(yùn)行或者拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 性的其中之一，無(wú)法全面的確定電力系統(tǒng)中的脆弱區(qū)域。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述不足，提供一種能全面評(píng)估電力 系統(tǒng)脆弱性的電力系統(tǒng)脆弱性評(píng)估方法。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：
[0008] -種電力系統(tǒng)脆弱性評(píng)估方法，其特征在于，將脆弱性分為狀態(tài)脆弱性和結(jié)構(gòu)脆 弱性兩個(gè)方面，以此對(duì)系統(tǒng)脆弱性進(jìn)行綜合評(píng)估。包括以下步驟：
[0009] 步驟（1):建立電力系統(tǒng)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并根據(jù)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)計(jì)算電力系統(tǒng)各節(jié) 點(diǎn)和支路的電氣介數(shù)；
[0010] 步驟（2):通過(guò)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的電氣介數(shù)建立結(jié)構(gòu)脆弱因子指標(biāo)，即通過(guò)計(jì)算節(jié) 點(diǎn)的結(jié)構(gòu)脆弱因子cii與線路的結(jié)構(gòu)脆弱因子^得到固有網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)脆弱 性的影響；
[0011] 步驟（3):通過(guò)靜態(tài)能量函數(shù)法獲取網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)潮流數(shù)據(jù)，得到在不同運(yùn)行狀態(tài)下對(duì) 電力系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)脆弱性的影響，即通過(guò)計(jì)算電力系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)的靜態(tài)能量函數(shù)Ei與線路的 靜態(tài)能量函數(shù)分別計(jì)算節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)脆弱因子α 2與線路的狀態(tài)脆弱因子β2，得到在不 同運(yùn)行狀態(tài)下對(duì)電網(wǎng)脆弱性的影響；
[0012] 步驟（4):將步驟（2)和步驟（3)中計(jì)算得到的節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)脆弱因子a i與線路的 結(jié)構(gòu)脆弱因子、以及節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)脆弱因子α2與線路的狀態(tài)脆弱因子β2，分別代入等式

【權(quán)利要求】
1. 一種電力系統(tǒng)脆弱性評(píng)估方法，其特征在于，將脆弱性分為狀態(tài)脆弱性和結(jié)構(gòu)脆弱 性兩個(gè)方面，以此對(duì)系統(tǒng)脆弱性進(jìn)行綜合評(píng)估。包括以下步驟： 步驟（1):建立電力系統(tǒng)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并根據(jù)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)計(jì)算電力系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)和 支路的電氣介數(shù)； 步驟（2):通過(guò)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的電氣介數(shù)建立結(jié)構(gòu)脆弱因子指標(biāo)，即通過(guò)計(jì)算節(jié)點(diǎn) 的結(jié)構(gòu)脆弱因子與線路的結(jié)構(gòu)脆弱因子^得到固有網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)脆弱性 的影響； 步驟（3):通過(guò)靜態(tài)能量函數(shù)法獲取網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)潮流數(shù)據(jù)，得到在不同運(yùn)行狀態(tài)下對(duì)電力 系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)脆弱性的影響，即通過(guò)計(jì)算電力系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)的靜態(tài)能量函數(shù)&與線路的靜態(tài) 能量函數(shù)分別計(jì)算節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)脆弱因子α 2與線路的狀態(tài)脆弱因子β2，得到在不同運(yùn) 行狀態(tài)下對(duì)電網(wǎng)脆弱性的影響； 步驟（4):將步驟（2)和步驟（3)中計(jì)算得到的節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)脆弱因子a i與線路的結(jié) 構(gòu)脆弱因子、以及節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)脆弱因子α2與線路的狀態(tài)脆弱因子β2，分別代入等式 α=αιΧ α2以及β2，計(jì)算得出綜合脆弱性評(píng)估指標(biāo)，其中，α為脆弱節(jié)點(diǎn)因子，β 為脆弱線路因子； 步驟（5):通過(guò)綜合脆弱性評(píng)估指標(biāo)脆弱節(jié)點(diǎn)因子α、脆弱線路因子β值確定脆弱節(jié) 點(diǎn)和線路，通過(guò)對(duì)綜合脆弱性評(píng)估指標(biāo)的計(jì)算值進(jìn)行排序，篩選出最脆弱節(jié)點(diǎn)和線路的前 20%，輸出為電力系統(tǒng)的脆弱區(qū)域。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)脆弱性評(píng)估方法，其特征在于，上述步驟（2)中， 所述節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)脆弱因子％通過(guò)等式
計(jì)算，等式中，r-a)為"發(fā) 電-負(fù)荷"節(jié)點(diǎn)對(duì)（m, η)間加上單位注入電流元后,在節(jié)點(diǎn)i上引起的電流,Wm為電力系統(tǒng) 中發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)m的權(quán)重，取發(fā)電機(jī)額定容量或?qū)嶋H出力，Wn為負(fù)荷節(jié)點(diǎn)η的權(quán)重，取實(shí)際負(fù) 荷或峰值負(fù)荷，G和L為所有發(fā)電節(jié)點(diǎn)和負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的集合。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)脆弱性評(píng)估方法，其特征在于，上述步驟（2)中，所 述線路的結(jié)構(gòu)脆弱因子h通過(guò)等式<
計(jì)算，等式中，Γ~α，」）為"發(fā) 電-負(fù)荷"節(jié)點(diǎn)對(duì)（m，η)間加上單位注入電流元后，在線路（i，j)上引起的電流;Wm為電力 系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)m的權(quán)重，取發(fā)電機(jī)額定容量或?qū)嶋H出力；Wn為負(fù)荷節(jié)點(diǎn)η的權(quán)重，取實(shí) 際負(fù)荷或峰值負(fù)荷；G和L為所有發(fā)電節(jié)點(diǎn)和負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的集合。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)脆弱性評(píng)估方法，其特征在于，上述步驟（3)中，所 dE 述節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)脆弱因子％通過(guò)等式計(jì)算，等式中，節(jié)點(diǎn)的靜態(tài)能量函數(shù)Ei通過(guò) 等式
計(jì)算，Α為靜態(tài)能量函數(shù)的數(shù)學(xué)模型。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)脆弱性評(píng)估方法，其特征在于，上述步驟（3)中，所 述線路的狀態(tài)脆弱因子02通過(guò)等式
計(jì)算，等式中，線路的靜態(tài)能量函數(shù)Eij通 過(guò)等式
計(jì)算，為支路能量函數(shù)。
【文檔編號(hào)】G06Q10/00GK104156769SQ201310213412
【公開(kāi)日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2013年5月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月31日
【發(fā)明者】黃文偉, 袁漢云, 孫斌, 劉明, 王平, 趙維興, 李小璐, 陳銳, 李華強(qiáng), 邱曉燕, 周步祥, 舒勤, 滕歡, 陳實(shí), 劉念 申請(qǐng)人:貴州電網(wǎng)公司電力調(diào)度控制中心, 四川大學(xué)