基于风险理论评价输电网的脆弱性及防范研究

论文摘要

随着电力系统规模扩大、基础结构的复杂度增加,及电力市场的介入等因素的出现,人们对电力系统的运行提出了更高的要求,这同时推动了电力系统脆弱性分析成为系统运行人员最具挑战性的问题之一。目前,如何准确地分析、评价电网当前的脆弱性,并挖掘其潜在的危险,最终最大限度的防止或减少由脆弱部位引起的系统安全性破坏的后果已成为该领域的研究热点。但是表征电力系统特征的物理量众多,且相互之间关系紧密。如何在众多物理量中抓住对系统运行起关键作用的主要物理量、忽略对运行状态影响较小的次要物理量来建立网络脆弱性评价指标既是网络脆弱性评价的基础又是其关键部分。基于此本文采用了基于风险理论评价输电网脆弱性的方法。本文首先通过对以往的脆弱性评价指标进行总结和分析后提出了既考虑网络结构又考虑网络运行状态的节点和支路脆弱性评价指标。该指标的计算值是由基于供电路径的电路解析的潮流追踪结果获得。其次,文中还考虑了设备故障率对设备脆弱性的影响,而设备故障率由状态检修数据获得。最后,文中采用效用理论对断线故障的后果进行评价,得到相应的综合静态风险指标。基于支路脆弱性评价指标和综合静态风险指标定义了线路的综合脆弱性评价指标。并以5机14节点系统为例验证了该评价方法的有效性,同时对所辨识出的脆弱元提出了相应的防范措施。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 输电网脆弱性评价的研究背景
• 1.1.1 网络脆弱性概念的介绍
• 1.1.2 输电网脆弱性评价的意义
• 1.2 评价输电网脆弱性的研究现状
• 1.2.1 引言
• 1.2.2 评价输电网脆弱性的方法综述
• 1.3 未来电网脆弱性评价方法的提出方向
• 1.4 本文所做工作
• 第二章 输电网脆弱性评价的评价指标
• 2.1 概述
• 2.2 节点脆弱性评价指标
• 2.2.1 以往的节点脆弱性评价指标总结
• 2.2.2 本文采用的节点脆弱性评价指标
• 2.3 支路脆弱性评价指标
• 2.3.1 以往的支路脆弱性评价指标总结
• 2.3.2 本文采用的支路脆弱性评价指标总结
• 2.4 网络整体脆弱性评价指标
• 第三章 输电网脆弱性评价指标的计算
• 3.1 节点脆弱性评价指标的计算
• 3.2 支路脆弱性评价指标的计算
• 3.3 基于供电路径的电路解析的潮流追踪原理
• 3.3.1 多电源网络的功率分解
• 3.3.2 单电源至各负荷的传输路径搜索
• 3.3.3 单电源网络的潮流追踪
• 3.3.4 潮流追踪程序的算例验证
• 第四章 风险评估的基本原理和计算公式
• 4.1 引言
• 4.2 基于状态检修数据计算设备故障率
• 4.3 基于效用理论确定故障严重度评价模型
• 4.4 线路综合脆弱性评价指标
• 第五章 算例分析
• 5.1 算法实现的软件介绍
• 5.1.1 MATLAB介绍
• 5.1.2 电力系统分析工具PSAT
• 5.2 算例介绍
• 5.3 算例验证
• 5.3.1 节点脆弱性评价指标计算
• 5.3.2 支路脆弱性评价指标的计算
• 5.3.3 线路综合脆弱性评价指标的计算
• 5.4 网络的整体脆弱性评价
• 5.5 脆弱元件的防范措施
• 5.6 基于风险理论的输电网脆弱性评估流程
• 第六章 总结及展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历