输电系统连锁故障风险评估

论文摘要

输电系统连锁故障是一种发生概率低但后果极为严重的事故,可能导致大面积停电甚至整个系统崩溃。近几十年来,世界上各国电网发生了多起大停电事故,究其原因都是由连锁故障引起的。随着电网规模的不断扩大,输电系统网络结构错综复杂,系统状态瞬息万变,系统运行的安全性极为重要。事先对输电系统进行连锁故障风险评估,对预防大停电事故的发生、提高输电系统安全性具有重要意义。本文以建立输电系统连锁故障仿真分析模型和连锁故障风险评估指标及其计算方法为研究重点。首先在分析连锁故障发生机理、过程和特点的基础上,建立基于复杂网络的输电系统网络拓扑模型和基于电力系统分析的输电系统连锁故障仿真模型,考虑设备运行状态对其故障概率的影响以及继电保护装置隐性故障等因素;然后,结合电力系统风险评估理论和金融领域的风险价值理论(VaR),从网络结构、停电损失以及系统风险价值三个方面建立输电系统连锁故障风险评估指标体系,提出各项指标计算方法;最后,通过对IEEE118系统和中国某区域实际输电系统进行连锁故障风险评估,以说明研究工作的有效性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.1.1 大停电事故的严重后果
• 1.1.2 我国电网安全形势
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 自组织临界性与连锁故障
• 1.2.2 连锁故障发生概率的幂律分布特性
• 1.2.3 连锁故障模型的研究现状
• 1.3 本文主要研究内容
• 第二章 输电系统连锁故障风险评估指标
• 2.1 评估指标体系的构建
• 2.2 指标涵义及其计算
• 2.2.1 网络结构指标
• 2.2.2 连锁故障损失指标
• 2.2.3 基于风险价值理论的评价指标
• 2.3 评估指标计算流程
• 第三章 输电系统连锁故障仿真模型
• 3.1 连锁故障综述
• 3.1.1 连锁故障发生机理
• 3.1.2 连锁故障发生过程和特点
• 3.2 基于电力系统分析的连锁故障仿真模型
• 3.3 模型求解方法
• 3.3.1 蒙特卡洛模拟法
• 3.3.2 故搜收索模式
• 3.3.3 最优潮流求解模型
• 3.3.4 孤岛处理方法
• 第四章 算例分析
• 4.1 IEEE118 系统算例分析
• 4.1.1 IEEE118 系统网络结构指标计算及分析
• 4.1.2 IEEE118 系统连锁故障损失指标计算及分析
• 4.1.3 IEEE118 系统风险价值指标计算及分析
• 4.2 中国某区域输电系统算例分析
• 4.2.1 系统网络结构指标计算
• 4.2.2 系统连锁故障损失指标计算
• 4.2.3 系统风险价值指标计算及分析
• 第五章 总结与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文