電力系統(tǒng)運行狀態(tài)趨勢與關(guān)鍵環(huán)節(jié)辨識研究.pdf

1、隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的擴大及社會對電力需求依賴度的日益提高，大停電事故造成的后果也越來越嚴重。對電力系統(tǒng)運行的健康狀況進行科學評價并采取有效控制措施是避免大停電事故的關(guān)鍵。通過電力系統(tǒng)運行狀態(tài)評估，電網(wǎng)調(diào)度人員可以把握系統(tǒng)運行的安全程度，對可能引發(fā)系統(tǒng)嚴重事故的關(guān)鍵環(huán)節(jié)實施重點監(jiān)控，及時進行預(yù)防控制以保證系統(tǒng)的安全運行。因此，開展系統(tǒng)運行狀態(tài)及關(guān)鍵環(huán)節(jié)辨識研究對于大停電事故防御具有重要意義。
　　本文在學習和借鑒已有研究的基礎(chǔ)上，對電

2、力系統(tǒng)運行趨勢及關(guān)鍵環(huán)節(jié)辨識問題進行了系統(tǒng)深入的研究，論文工作主要包括以下幾方面:
　　(1)提出了一種基于地理分區(qū)邊界優(yōu)化的電網(wǎng)關(guān)鍵斷面搜索方法。該方法以電網(wǎng)地理分區(qū)作為初始分區(qū)，通過對廠站所屬分區(qū)的合理性進行檢驗、優(yōu)化，得到電網(wǎng)的分區(qū)簡化結(jié)構(gòu)圖。使用分區(qū)簡化圖的鄰接矩陣和路徑矩陣及相應(yīng)矩陣邏輯運算計算求取輸電斷面?？紤]輸電斷面的傳輸容量及安全裕度定義了斷面重要度指標，通過該指標排序篩選出系統(tǒng)的關(guān)鍵斷面。以新英格蘭39節(jié)點系統(tǒng)及

3、某實際電網(wǎng)為算例驗證了該方法的有效性和實用性。
　　(2)提出了功率介數(shù)的概念并將其應(yīng)用于電網(wǎng)脆弱環(huán)節(jié)的識別。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)連通性及功率輸送分配關(guān)系，分別定義了線路功率介數(shù)和節(jié)點功率介數(shù)，并通過線路功率介數(shù)和節(jié)點功率介數(shù)的排序?qū)崿F(xiàn)脆弱環(huán)節(jié)的識別。以新英格蘭39節(jié)點系統(tǒng)作為算例，通過關(guān)鍵線路斷線或節(jié)點過負荷的連鎖攻擊對功率介數(shù)指標的有效性進行檢驗，表明功率介數(shù)高的元件確為網(wǎng)絡(luò)中的脆弱環(huán)節(jié)。分別以網(wǎng)絡(luò)效能函數(shù)和潮流熵進行靜態(tài)攻擊穩(wěn)定性校驗，

4、校驗結(jié)果表明電氣元件的功率介數(shù)越高對電網(wǎng)運行的影響就越大。
　　(3)提出了電網(wǎng)關(guān)鍵線路序元的概念并將其應(yīng)用于電網(wǎng)連鎖故障的預(yù)防分析。綜合結(jié)構(gòu)脆弱性指標及網(wǎng)絡(luò)性能指標，構(gòu)造了線路序元的綜合重要度指標，結(jié)合多屬性決策方法篩選出關(guān)鍵線路序元。針對大規(guī)模的線路序元多屬性優(yōu)化排序問題，給出了相應(yīng)的粒子群優(yōu)化求解方法。以新英格蘭39節(jié)點系統(tǒng)和河北南網(wǎng)實際系統(tǒng)為算例對關(guān)鍵線路序元的識別方法進行了仿真驗證。結(jié)果表明，本文提出的方法能夠有效篩選系

5、統(tǒng)的關(guān)鍵線路序元，可為電網(wǎng)的連鎖故障預(yù)防提供指導。
　　(4)提出了一種電力系統(tǒng)運行狀態(tài)的趨勢辨識方法。該方法兼顧系統(tǒng)運行點距狀態(tài)邊界的距離及運行狀態(tài)趨勢變化的方向和速率。通過模糊層次分析法對電網(wǎng)運行狀態(tài)進行綜合評價，并依據(jù)綜合評價值進行系統(tǒng)運行狀態(tài)的定性趨勢分析，實現(xiàn)了電網(wǎng)運行狀態(tài)的綜合趨勢辨識。仿真結(jié)果表明，本文提出的方法能夠有效辨識系統(tǒng)運行狀態(tài)的變化趨勢，可用于系統(tǒng)運行狀態(tài)的智能監(jiān)測與評估。
　　(5)開發(fā)了電網(wǎng)運行狀