基于有功潮流介数的电网关键线路辨识

关键线路辨识是电力系统运行风险控制的重要环节。为提高辨识准确性,提出了基于有功潮流介数指标进行关键线路辨识的方法。该方法在传统电气介数指标基础上,结合电网实际潮流分布与线路输电容量的影响,物理背景更加符合电力系统实际。同时,提出了系统输电效率指标,利用关键线路连锁故障下的系统输电效率变化进行有效性校验;并分析了分布式电源的接入对电网关键线路辨识的影响。IEEE 39节点系统算例表明:少数有功潮流介数较高的线路在电网的功率传输中起着至关重要的作用,针对这些线路的连续攻击可导致潮流传输水平急剧下降,从而证明了利用有功潮流介数进行电网关键线路辨识的有效性。分布式电源接入(distributed generation,DG)的算例表明:DG的接入改善了局部电能供求关系,与之相关的重要联络线路的关键作用会减弱,关键线路辨识的结果会受到系统运行方式变化的影响。

复杂电网连锁故障下的关键线路辨识

电力系统存在的少数关键线路在导致系统大规模连锁故障发生的过程中起关键作用,因此快速识别电力网络中关键的输电线路,特别是连锁故障过程中系统的关键线路,对有效实施过负荷连锁跳闸控制策略,预防电力系统大面积停电有着重要的意义。大停电事故一般伴随着线路有功潮流的大规模转移,针对此特征,提出潮流转移度指标,基于电力系统静态安全域分析的思想建立关键线路评估模型,提出一种电力系统连锁故障过程中关键线路的辨识方法。结合IEEE 30节点标准算例系统,利用OPA大停电模型构造了某次连锁故障过程,仿真验证了所提辨识方法的正确性。

计及无功潮流影响的传输介数概念及其电网关键线路辨识研究

在潮流介数的基础上,考虑了线路在传输无功潮流方面的作用,提出线路传输介数并将其用于辨识电网关键线路。由于充足的无功支持是电压稳定性的基础,将无功传输的作用纳入到关键线路辨识方法中后,传输介数能准确地辨识出影响系统电压稳定性的重要线路。关键线路的连续故障会导致有功和无功传输通道的破坏,需要切除部分负荷以维持系统频率和电压稳定,故采用基于最优潮流的失负荷量作为故障线路重要性的评价指标,以验证具有高传输介数的线路在电网运行中承担关键作用。IEEE39和IEEE118节点系统算例表明,传输介数能够辨识出系统中影响节点电压稳定水平的重要线路,其辨识效果优于潮流介数,基于传输介数的电网关键线路辨识方法具有合理性和有效性。

基于绝对潮流介数和分布因子相关度的关键线路辨识方法

为提高电力系统关键线路辨识的准确度和辨识速度,基于电网功率分布因子、计及与发电机和负荷直连线路的重要度因子,定义了绝对潮流介数指标来进行静态关键线路辨识,并提出了分布因子相关度指标进行动态关键线路辨识。IEEE 39节点算例表明,所提出的绝对潮流介数和分布因子相关度指标无需计算潮流,同时基于绝对潮流介数辨识结果对系统进行连续攻击会使得系统最优切负荷量更大,可以更全面地找出系统的关键线路,提高关键线路辨识准确度;分布因子相关度指标提高了关键线路辨识速度,对故障后系统的前2条关键线路的辨识结果较好;结合2者可大大提高关键线路辨识效率。

基于系统熵变特征分析的电网关键线路辨识方法

针对电力系统线路故障对系统的冲击与系统对故障消纳的耦合动态行为,提出了基于电力系统熵变特征分析的关键线路辩识模型。定义了考虑系统结构与状态变化特征的电力系统熵变及其数学表达,包括基于线路热稳容量裕度变化情况的线路功率裕度熵变(正熵流)和基于系统对故障冲击能量消纳能力的线路潮流冲击熵(负熵流);建立了基于系统熵变模型的关键线路辨识思路及流程,并给出了基于后评估检验的线路关键性校验指标。最后,通过IEEE-39节点系统和IEEE-118节点系统仿真计算分析,验证了所提思路和模型的合理性和有效性。

基于绝对潮流的关键线路辨识方法

针对电力系统中关键线路辨识受系统的运行状态影响、很难快速准确地进行辨识的问题,结合电网实际潮流、绝对潮流、节点性质以及线路输电容量等因素,根据发电机支路功率分布因子、绝对潮流因子和线路权重因子,提出了基于加权绝对潮流因子来进行关键线路辨识。采用连续攻击后系统的切负荷量及全局效能函数对系统的脆弱性进行评估,经IEEE-39和IEEE-57节点系统算例对比了采用绝对潮流和潮流进行关键线路辨识的效果,验证了算法的有效性。结果表明,本文所提出的算法可以提高关键线路辨识的准确度和速度,对于指导电力系统规划和调度运行具有指导意义。

考虑保护故障影响的电网关键线路辨识

电网中某些关键线路对大停电事故的发生有着重要的影响,且保护装置的不正确动作在其中起着推波助澜的作用。为了能够有效预防大停电事故的发生,本文提出一种计及保护装置不正确动作的电网关键线路辨识模型。从网络最大流的角度出发,提出一种节点结构重要度指标,该指标能够全面反映网络连接的结构特征,且克服了复杂网络模型中潮流仅按母线间最短路径流动的缺陷;为了能够有效反映电网实际情形,考虑保护的不正确动作,定义了支路保护脆弱度指标,该指标有效量化了保护故障对关键线路辨识的影响;提出了结合支路结构脆弱度与支路保护脆弱度的综合辨识模型。以IEEE 39节点系统作为测试算例,算例结果验证了本文所提模型的合理性与有效性。

基于潮流介数的电力系统关键线路辨识

提出线路潮流介数并将其应用于电力系统关键线路的辨识。该方法基于系统当前运行方式和潮流分布,克服了以往(加权)介数指标假设节点间功率按最短路径传输和忽略线路潮流具有方向性的弊端,能有效反映和量化线路在发电机到负荷功率传输中发挥的作用,同时考虑了发电机和负荷间最大可用传输功率对线路关键性的影响,其物理背景更加符合电力系统实际。同时,在反映关键线路故障对电力系统状态造成影响方面,提出采用层次分析法分析关键线路故障对系统线路过负荷、节点电压越限和暂态稳定性等方面造成的综合影响,验证利用潮流介数指标辨识出关键线路的相对重要程度。CEPRI 36节点数据和甘肃电网实际运行数据的仿真结果表明,所提关键线路辨识方法能够更好地反映线路在整个电网中的重要程度,验证了潮流介数在电力系统关键线路识别中的正确性和有效性。

基于静态安全域的交直流混联大电网关键线路辨识

特高压直流输电系统的相继投运导致电力系统运行特性改变,交直流混联大电网的薄弱环节将出现变化。为辨识出交直流混联电网中的关键线路,避免大停电事故的发生,提出一种基于静态安全域的交直流混联电网关键线路辨识方法。采用静态安全域分析方法构建交直流混联电力系统的静态安全域,考虑交流线路潮流越限与直流逆变站闭锁判据,结合支路潮流模型,提出适用于交直流混联电力系统的静态安全裕度计算方法。以静态安全裕度为指标,给出交直流混联电力系统的关键线路辨识流程。最后使用江西电网实际电力系统进行仿真分析,结果验证了所提方法的合理性和有效性。

基于图注意力网络算法的电网连锁故障关键线路辨识

快速、准确识别电网中对连锁故障发展具有助推作用的关键线路,对避免大停电事故发生具有重要作用。该文提出一种基于图注意力网络(graph attention network,GAT)算法的电网连锁故障关键线路辨识方法。首先,分析连锁故障传播机理和关键线路特征,采用运行可靠性模型仿真模拟连锁故障,依据风险理论定义关键线路。其次,利用GAT算法建立关键线路辨识模型,考虑到计算稳定性、样本均衡性等问题对辨识结果的影响,设计了多头注意力机制、带权重交叉熵损失函数等,完善优化模型。最后,构造运行场景-关键线路样本集,对辨识模型进行训练、验证与测试。IEEE39节点系统和实际电网算例仿真表明,所提方法显著提高了新场景下连锁故障关键线路辨识的准确性和速度,具有一定的应用前景。

基于故障链聚类算法的电网关键线路辨识

研究连锁故障发展机理以及辨识故障演化路径中的关键线路,对揭示电力系统薄弱环节、降低连锁故障风险具有重要意义。为此,文中提出一种基于故障链聚类算法的电网关键线路辨识方法。首先,建立改进的基于直流潮流法的电力系统解列模拟器(DCSS)连锁故障仿真模型,配合随机化学(RC)法高效生成含详细时序信息的故障链集合;然后,以编辑距离为相似性指标实现对故障链的层次聚类,分类后的故障链集合不仅可以降低后续数据挖掘的难度,而且能够更加全面地识别出不同连锁故障演化模式中的薄弱环节;最后,以Matpower 2383节点系统为例,根据关键线路扩容后系统风险水平的下降程度评估各类算法所辨识线路的重要性。结果表明文中方法能更好降低系统连锁故障风险水平,证明了所提模型及算法的有效性。

基于概率潮流的电力系统关键线路辨识方法

关键线路辨识是电力系统运行风险控制的重要环节,风电出力波动与负荷波动,将对电能传输与分配产生较大影响,引起关键线路变化。在概率潮流分析的基础上,分析风电与负荷不确定性对支路潮流分布造成的影响,引入风险理论,提出了计及风电与负荷不确定因素的概率潮流介数指标,反映了电网结构特征、运行状态变化与不确定因素对电网电能传输的影响,能更准确的辨识关键线路。通过含有风电场的CEPRI36节点系统和含有风电场的IEEE39节点系统的仿真计算,验证了上述算法的有效性。实际应用时,可根据运行状态的变化,辨识关键线路,调整电网运行中的关注点,有针对性地采取系统安全控制措施。

基于概率输电介数的电网关键线路辨识

现有的关键线路辨识方法大多基于确定运行状态.考虑随机波动负荷的影响,提出基于概率输电介数的辨识方法.以概率潮流为研究基础,考虑负荷不确定性建立了半不变量概率潮流模型;考虑电网拓扑结构和运行状态提出改进功率传输分布因子的改进输电介数,将两方面结合构成概率输电介数用于辨识电网关键线路.在MATPOWER环境下对IEEE30节点系统进行仿真验证、分析,仿真结果证明了本方法的合理性和优越性.

基于综合介数与电网传输效率的关键线路辨识

为有效辨识出电网中关键线路,提出了基于综合介数指标与电网传输效率的关键线路辨识方法。首先,在潮流介数与电网潮流分布的基础上,综合考虑了线路的功率传输裕度与故障后的潮流转移,科学量化了关键线路在电网结构与运行中的重要性与脆弱性,其物理背景更符合电力系统实际。其次,为有效验证综合介数指标所辨识出关键线路的有效性,结合网络传输效率与电网潮流的方向性,提出了电网传输效率指标。通过IEEE-39节点标准测试系统的仿真结果表明,综合介数指标能更有效的辨识出电网中的关键线路。

浅析电力系统关键线路辨识

简要分析电气介数、网络拓扑介数以及潮流介数,通过对比得出更加符合电网实际物理属性的关键线路辨识方法:潮流介数法。此方法考虑了发电机和负荷间最大可用传输功率对关键线路的影响,能有效量化关键线路在发电机到负荷功率传输中发挥的作用,更加适应于电力系统实际应用。潮流介数应用于电力系统关键线路辨识,可方便对电力系统的分析和控制,有效降低不可控情况的发生。

考虑无功的电力信息物理系统关键线路辨识

线路中无功功率的分配改变,可能会影响关键线路的分布。以传输介数和改进的潮流转移熵为计算手段,同时考虑了有功和无功,以这些因素为基础提出了线路综合关键度。关键线路的断开使得电网的连通性变差,为维持系统稳定,电力系统需要切除部分负荷,故使用基于最优潮流的失负荷量验证辨识方法的准确性。将IEEE39节点系统作为物理电网模型,计算得出关键线路排序;并从信息系统攻击使得电网线路发生故障,采用基于最优潮流的失负荷量验证上述算法的有效性。结果表明线路综合关键度可以较为准确地辨识出关键线路。

考虑源荷不确定性和相关性的关键线路辨识

为解决高比例可再生能源接入电力系统后,现有的关键线路辨识方法难以考虑源荷不确定情况下的关键线路辨识的问题,提出了新的关键线路辨识方法。首先,以贝叶斯网络BN(Bayesian network)为基础,建立源荷概率模型。然后,以线路概率潮流介数为指标,利用概率最优潮流的计算结果,对电源-负荷节点对之间的功率传输进行顺流潮流追踪,计算每条线路的概率潮流介数,以概率潮流介数为指标辨识关键线路。最后,以IEEE 39节点系统为算例,考虑源荷的不确定性和相关性,对关键线路进行辨识。仿真结果表明,所提方法较为全面地考虑了源荷不确定性和相关性,得到的关键线路集与参考标准的关键线路集相同,验证了所提方法的有效性。

光伏电源接入对系统关键线路辨识影响研究

为研究光伏电源接入对系统关键线路辨识结果的影响,运用线路电气介数对电网中关键线路进行准确识别,通过三种攻击方式进行有效性校验;运用节点电气介数对系统关键节点的辨识结果选取不同情况的光伏电源接入点。以IEEE 39节点系统为例计算系统线路电气介数和节点电气介数,通过模拟光伏电源接入系统的不同情况研究光伏并网对线路辨识结果的影响。仿真结果表明,高电气介数线路通常处于重要输电位置,发生蓄意攻击时网络效能会急剧下降,这验证了电气介数的有效性;而光伏电源出力变化、接入系统的位置变化和系统光伏渗透率变化均对系统关键线路辨识结果产生不同程度的影响。

基于结构和概率重要度的系统关键线路辨识

确定电力系统中的关键输电线路能有效提高系统稳定性,为此提出线路综合重要度指标。该方法仅利用系统基本参数,克服以往介数指标的计算需要系统当前运行方式和潮流分布的弊端。该指标从系统结构和概率两方面辨识系统的关键线路。根据功率分布理论提出输电线路功率分布介数,作为系统结构重要度指标,其考虑了与发电机和负荷直连节点的线路权重,能反映输电线路在各个发电-负荷对间功率传输中被利用程度。结合线路故障率风险指标提出支路综合重要度指标。根据IEEE 39节点标准算例进行仿真分析,利用得出的数据和用其他判据得出的数据进行比较,验证所提方法的有效性。

考虑多因素的电网关键线路主客观综合辨识模型

提出考虑多因素的电网关键线路主客观综合辨识方法——从电网拓扑结构以及运行状态角度出发,建立子指标体系,针对以往研究没有深入考虑各个子指标在关键线路辨识过程中地位和作用的问题,利用层次分析法确定各子指标主观权重,利用熵权法确定客观权重,在综合考察主客观权重的基础上,构建关键线路的综合辨识指标。最后利用IEEE39节点系统为例进行分析,与研究成果进行比较,说明该方法的合理性和可靠性。