復雜電力系統(tǒng)安全風險及脆弱性評估方法研究.pdf

1、大面積停電事件是社會各界始終關注的問題，但如何解決這一問題卻使人們困惑。因為隨著我國電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，現(xiàn)有方法無法涉及的一些因素不斷成為可能導致電力系統(tǒng)發(fā)生大面積停電的原因，這些因素往往不在人們的預想之中。2008年的中國南方冰災使我國南方電力系統(tǒng)受到了嚴重的破壞，這使得我國政府部門開始意識到電力系統(tǒng)現(xiàn)有的控制手段雖然能夠維持系統(tǒng)的穩(wěn)定，但是還不能完全有效的控制大面積停電的風險水平。因此要解決大面積停電風險的控制問題就需要發(fā)揮政府的優(yōu)

2、勢，讓政府和電力企業(yè)進行合作來加強對電力的監(jiān)管以及制定降低電力系統(tǒng)大面積停電風險的措施。傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)安全運行分析方法主要基于由元件物理模型組成的系統(tǒng)模型，并局限于系統(tǒng)本身運行的穩(wěn)定破壞情況，較少考慮自然災害以及人為因素對系統(tǒng)安全運行的影響。基于現(xiàn)代風險理論的安全風險評估方法則考慮了影響電力系統(tǒng)安全運行的各種因素，將安全風險評估和脆弱性分析方法相結合可以使得對電力系統(tǒng)安全評估既有全面性，也有重點性。為此，需要開展電力系統(tǒng)安全風險及脆弱性

3、評估可行性研究和框架研究工作，論證電力系統(tǒng)安全風險及脆弱性評估工作的必要性，進行電力系統(tǒng)安全風險及脆弱性評估指標體系的探索和研究。
　　 本文首先基于復雜性科學研究方法，運用綜合集成方法中的多方合作思想，提出多方合作的電力系統(tǒng)安全風險評估基本框架。該評估框架以整體性為原則，主要由數(shù)據(jù)信息體系、評估指標體系、評估專家體系、多方合作評估體系四個方面構成?；谠摽蚣芩⒌脑u估體系可以充分發(fā)揮多方合作解決開放復雜巨系統(tǒng)問題的優(yōu)勢，充分

4、發(fā)揮政府部門的統(tǒng)籌協(xié)調優(yōu)勢，發(fā)揮電力企業(yè)、科研院校以及與電力系統(tǒng)安全相關的社會其他部門的專家在專業(yè)技術方面的特長，同時該框架以一種操作性強的評估流程為核心來完成對復雜電力系統(tǒng)的安全風險評估，評估結果可以為電力企業(yè)制定有針對性的措施提供指導，同時也為政府監(jiān)管電力安全提供依據(jù)，從而有效的降低復雜電力系統(tǒng)中長期風險。本文接下來從系統(tǒng)論角度出發(fā)提出了一套復雜電力系統(tǒng)安全風險評估指標體系和計算方法。該指標體系模型采用事故樹建模技術建立，可以充分考

5、慮系統(tǒng)在結構、技術、設備等方面的各種影響因素。指標權重的計算方面，本文采用改進的層次分析法計算，該方法具有較強的實用性和可操作性，同時可以充分利用專家經驗提高權重計算的客觀性和準確性，并可用于多方合作的電力系統(tǒng)安全風險評估中。本文通過指標算例驗證了評估算法的有效性。本文還從防止大面積停電的角度給出了復雜電力系統(tǒng)的脆弱性定義，并利用信息集合理論建立了復雜電力系統(tǒng)脆弱性四層集合模型，該模型利將復雜電力系統(tǒng)海量數(shù)據(jù)信息劃分為狀態(tài)信息、缺陷狀態(tài)

6、信息、可能引起停電的缺陷狀態(tài)信息和脆弱性信息四類集合，并描述了針對電力系統(tǒng)的各種攻擊手段與集合之間的關系。根據(jù)四層集合模型，本文基于信息熵理論和關聯(lián)聚類方法，利用復雜電力系統(tǒng)的信息源建立了一套具有客觀性、實用性、適應性的脆弱性評估指標體系和評估方法，用于求取四層模型中的脆弱性信息集合。所提出的脆弱性評估方法能夠充分利用復雜電力系統(tǒng)的各種數(shù)據(jù)源，挖掘與脆弱性有關的信息，通過對實際國內某省級電力系統(tǒng)的試評估驗證了評估方法的可行性和有效性。最