Risk Assessment Framework and Algorithm of Power Systems Based on the Partitioned Multi-objective Risk Method

针对平均风险指标无法区分高损失-低概率事件及低损失-高概率事件的缺点,提出了电力系统的分割多目标风险分析框架。该框架将电力系统的风险状态细分为低损失、中等损失和高损失3个风险范围,并提出3个损失范围条件风险函数和条件风险概率的概念。采用经典的容量停运表模型,建立了这些条件期望指标的计算方法。对IEEE-RTS及TH-RTS2000系统进行了分割多目标风险评估,研究不同负荷水平下系统风险在3个损失范围的分布及转移情况,并分析损失分割点对系统风险的影响。通过分割多目标风险分析,风险分析者和决策者可以权衡系统的平均风险以及高、中、低损失范围的条件期望风险,从而对系统的风险状况有一个全面和深入的了解。

Multi-objective Evolutionary Algorithm Based on Target Space Partitioning Method

Considering the defects of conventional optimization methods, a novel optimization algorithm is introduced in this paper. Target space partitioning method is used in this algorithm to solve multi-objective optimization problem, thus achieve the coherent solution which can meet the requirements of all target functions, and improve the population's overall evolution level. The algorithm which guarantees diversity preservation and fast convergence to the Pareto set is applied to structural optimization problems. The empirical analysis supports the algorithm and gives an example with program.

考虑次生故障差异化影响下韧性主动提升的输电系统网架重构策略

近年来,我国能源电力加速转型,极端自然灾害频发,国际形势不稳定,使得常规安全风险与非常规安全风险交织,大停电风险有增加的趋势。稳健可靠的网架重构方案对防止恢复中再次发生系统崩溃具有重要意义,针对当前研究中未有效计及恢复中次生故障的不足,该文提出一种考虑次生故障差异化影响下系统韧性主动提升的网架重构策略。首先,讨论在网架重构恢复方案中考虑次生故障影响的必要性;然后,基于分割多目标风险分析方法提出一种系统韧性指标,旨在差异化处理次生故障并突出高风险故障对恢复过程的影响;进一步建立考虑韧性主动提升的网架重构全局优化模型,以增强系统对高风险故障的抵御能力。为提高模型的求解效率,提出一种基于窗口滚动机制的求解策略,可给出兼顾快速性与稳健性的网架重构方案。最后,采用新英格兰10机39节点系统和IEEE 118节点系统验证所提出方法的有效性。

太湖和辽河沉积物重金属质量基准及生态风险评估

以太湖、辽河的表层沉积物为研究对象,运用相平衡分配法(EqP)初步探讨了两流域沉积物中4种重金属(Cd,Cu,Pb,Zn)的沉积物质量基准(CSQC)推荐值,并对两流域沉积物中的重金属进行了生态风险评估.根据美国国家环境保护局(US EPA)基于水生生物对重金属的最终慢性毒理水平的淡水水质基准,制定了太湖及辽河4种重金属(Cd,Cu,Pb和Zn)的沉积物质量基准推荐值分别为6.42,55.3,20.6和201.5 mg/kg及5.42,52.8,18.9和177.7 mg/kg.通过与不同国家及地区制定的CSQC值进行比较,推算出4种重金属的CSQC值大都接近所有数据的中间值.从沉积物固相和间隙水相2个不同的角度对沉积物中重金属进行的生态风险评估表明,两流域的大部分区域同步可提取重金属(SEM)与酸可挥发性硫化物(AVS)含量的差值大于0,而Σi[CTi]/[CSQC,i]值与Σi[CIW,i]/[CCCi]值均大于1,说明在整体上两流域沉积物中的重金属存一定的生态风险.由于未考虑各金属元素之间的拮抗或协同等作用以及底栖生物敏感性的问题,所使用的生态风险方法在评价生态风险方面可能会相对有所偏差.

一种区域环境风险评价方法——信息扩散法

针对区域环境风险多源、多途径和多敏感目标的特点,基于网格法提出一种区域环境风险评价的信息扩散法.该方法基于模糊集理论,可对单个环境风险源的风险值进行有效扩散.通过信息扩散获得的区域环境风险值可在一定的区域环境风险分级标准下进行聚类分析,并得到环境风险分区图.选取广州市南沙区黄阁镇和南沙镇为案例应用该方法进行区域环境风险评估.结果表明,利用该方法可为政府部门优化产业布局、制订风险预防措施和应急管理措施等提供科学依据.

能源转型下新能源电力系统概率风险评估

当前我国正处在能源转型的关键时期,在碳达峰和碳中和背景下,高比例新能源接入带来的不确定性使得确定性的风险评估已经无法保障电力系统的安全可靠运行。概率风险评估是评估高度不确定性系统风险的有效工具,其旨在突破确定性风险评估基于风险长期平均数字特征无法对高概率低损失和低概率高损失事件进行区分的局限。本文首先阐述了新能源电力系统概率风险评估的迫切性,然后对其进行了概述,包括概率风险评估的含义、应用现状以及新能源电力系统概率风险评估的特点,继而在风险评估研究现状的基础上,从风险建模、评估、分析和决策4个层面论述了新能源出力模型和故障模式、概率风险评估核心算法和计算效率、多层次概率指标体系和薄弱环节识别方法、运行方式安排和设备备用规划决策等方面的关键问题。未来亟需从新能源出力与负荷之间的时空相关性以及新能源的相依故障模式、概率风险全分布评估的算法和全面提高计算效率的方法、基于分割多目标风险分析理论建立面向不同风险类型的多层次指标及薄弱环节识别体系、在优化模型的目标函数或者约束条件中计及概率风险指标的决策方法等方向展开研究。

分割多目标风险分析框架下不同风速模拟方法对电力系统可靠性评估的影响

比较不同风速模拟方法对可靠性评估的影响,为风速模拟方法的选择提供依据。首先,根据实测风速数据研究了风速的季节特性、日特性、自相关性等宏观特性,分析并比较了实测风速法、实测风速均值法、概率抽样法、多状态等效法和时间序列模拟法在模拟风速宏观特性上的差异。然后,针对无条件期望可靠性指标的不足,提出了充裕度评估中条件可靠性指标体系,并给出了分割多目标风险分析框架下基于蒙特卡洛方法的电力系统充裕度评估过程。最后,对加入风电的IEEE-RTS测试系统进行了可靠性评估。算例结果表明:时间序列模型计算出的无条件及条件可靠性指标与实测风速法相比差别较小;概率抽样法计算出的系统状态指标呈高频率、低持续时间的特点;风速均值法计算出的健康状态条件概率偏大,而临界状态和风险状态的条件概率偏小,且健康状态呈现明显的低频率、长持续时间的特点。

计及故障停电经济损失的配电网风险评估

参照输电网安全评估方法并考虑配电网与输电网的差异,提出了一种基于故障停电经济损失的配电网风险评估新方法。首先,根据配电网自身的特点对其结构进行适当简化,并在此基础上以各类开关为边界对所研究的配电网络进行故障分区;其次,采用用户调查法获得不同类型电力用户的单位停电经济损失,通过对停电经济损失数据线性相关性分析,采用最小二乘法线性拟合不同类型用户的单位停电经济损失函数;最后,以各区域及各分段开关为评估单元、不同用户的停电经济损失为严重程度,根据风险评估理论计算每个区域、分段开关以及整条馈线的风险值,并通过风险值找到配电网中的薄弱环节。以IEEE-RBTS馈线5为例对所提评估方法进行验证,结果表明所提方法求取的风险值物理概念明确,有利于寻找配电网的风险脆弱点,可以为评估调度部门提供有效的参考。

基于改进状态空间分割法的继电保护设备拒动风险评估

继电保护设备隐性故障已经成为导致电力系统连锁故障的重要因素。因此,在电力系统的风险分析中,需要突破传统N-1故障设置假设,考虑受继电保护设备隐性故障影响的N-k连锁故障。针对继电保护设备拒动引发连锁故障的问题,首先根据继电保护设备的功能模块建立继电保护设备拒动故障树模型;然后综合考虑元件固有失效率和运行信息,建立继电保护设备拒动概率动态评估模型。基于此,提出一种改进的状态空间分割法对电力系统面临的连锁故障风险进行分析,实现了在枚举空间和抽样空间中进行连锁故障搜索,可提高连锁故障搜索的完备性和风险分析的计算效率。最后,在仿真中验证了所提方法的有效性。

以风险决策为基础的流域防洪系统规划

针对期望值方法的缺陷，将分区多目标方法（ＰＭＲＭ）应用到防洪系统最优规模决策中，该方法既考虑了经济上的最优性，又充分考虑了洪灾的风险性，克服了期望值方法的缺陷。应用表明，该法适合于具有风险因素的防洪系统规模的决策问题。

商业银行操作风险的度量与资本需求模型

目前,商业银行操作风险的度量大都是在操作风险损失数据的分布假定下、根据VaR风险度量方法给出资本需求(风险准备金),这一理论方法的基础是假定分布。然而商业银行操作风险的准备金往往又是一个基本确定的数值或需求区间,这就给风险准备金提出了比较严格的要求,否则将为商业银行操作带来一定的风险隐患。故根据分区多目标风险方法度量操作风险,并在此基础上根据信息熵的理论给出最优的资本需求(风险准备金)及其模型,其方法的优点是灵活简单,但要求初始密度函数的极值分布收敛于耿贝尔类型。为此给出实证分析,以说明两者之间的关系,这一理论方法可以为监管部门的管理提供一定程度的参考。

沪深300行业指数的系统性风险信号探析

本文以沪深300的10个行业指数为实证对象,利用主成分差分法和幂律分布的长尾特征,预测出沪深300指数CSI300的系统性风险信号发生的3个时点,准确地探出了沪深300指数的大底和大顶部位的转折时点;并选择PPM模型事后检验法得到股市的结构突变点,将主成分差分法预测出的长尾时点与这些结构突变点进行对比,结果支持了主成分差分法的有效性;表明了沪深300行业指数除了具有表征、分析评价、投资三大功能外,预测功能亦是引人注目。

善福煤矿底板奥灰水承压开采安全性评价

善福煤矿计划开采15-3煤层,与下伏奥陶系石灰岩含水层之间隔水层厚度较小,为预防奥灰水给矿井安全生产带来的影响,通过对矿井水文地质条件分析、隔水层岩石力学特征计算、突水系数法评价等手段,对矿井15-3号煤层奥灰水突水危险性进行评价。经过计算:矿井隔水层厚度及力学性能指标能够承受现有奥灰水水头压力,突水系数法评价矿井承压开采区为突水威胁区,突水可能性较小,无导水构造存在情况下不会发生奥灰水突水事故,无需采取底板注浆加固、疏水降压、建立强排水系统等措施,对奥灰水进行预防、治理工作。

基于分形特征的输配电系统风险管理多目标分割模型

现有的风险研究多集中于对可识别的风险因素的量化和管理上,涉及复杂系统中风险的影响范围及控制力度的研究较少,而对输配电系统风险的研究几乎没有。采用混沌学的分形理论对输配电系统的复杂结构进行表述,并把这个系统分为3个等级,实行差别决策。引入分割多目标方法求解多个策略在这3个等级中的条件期望值,并进行了输配电系统风险管理的实例计算,结果与理性预期相符,说明分形理论与分割多目标方法的结合适用于输配电系统的风险决策。

基于改进自适应最优分割法的风险预警区间模型研究--针对重大突发公共卫生事件

重大突发公共卫生事件,譬如新型冠状病毒疫情,严重危害着世界各国人民的生命安全,风险预警是构建重大突发公共卫生事件风险预警管控体系的关键所在,而其风险预警区间的精准确定是关乎预警等级的关键问题。基于自适应最优分割模型,引入熵值法计算各指标权重,采用多种函数拟合识别函数特征,构建了改进的自适应最优分割模型,定量科学划分了重大突发公共卫生事件风险预警区间。通过结合实际案例,应用Matlab软件进行仿真,验证了预警区间的吻合度,为构建重大突发公共卫生事件风险预警防控提供了理论参考。