復(fù)雜電力系統(tǒng)安全風(fēng)險(xiǎn)及脆弱性評(píng)估方法研究.pdf

1、大面積停電事件是社會(huì)各界始終關(guān)注的問(wèn)題，但如何解決這一問(wèn)題卻使人們困惑。因?yàn)殡S著我國(guó)電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，現(xiàn)有方法無(wú)法涉及的一些因素不斷成為可能導(dǎo)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(yù)想之中。2008年的中國(guó)南方冰災(zāi)使我國(guó)南方電力系統(tǒng)受到了嚴(yán)重的破壞，這使得我國(guó)政府部門開(kāi)始意識(shí)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(fēng)險(xiǎn)水平。因此要解決大面積停電風(fēng)險(xiǎn)的控制問(wèn)題就需要發(fā)揮政府的優(yōu)

2、勢(shì)，讓政府和電力企業(yè)進(jìn)行合作來(lái)加強(qiáng)對(duì)電力的監(jiān)管以及制定降低電力系統(tǒng)大面積停電風(fēng)險(xiǎn)的措施。傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)安全運(yùn)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(yùn)行的穩(wěn)定破壞情況，較少考慮自然災(zāi)害以及人為因素對(duì)系統(tǒng)安全運(yùn)行的影響?；诂F(xiàn)代風(fēng)險(xiǎn)理論的安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法則考慮了影響電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的各種因素，將安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和脆弱性分析方法相結(jié)合可以使得對(duì)電力系統(tǒng)安全評(píng)估既有全面性，也有重點(diǎn)性。為此，需要開(kāi)展電力系統(tǒng)安全風(fēng)險(xiǎn)及脆弱性

3、評(píng)估可行性研究和框架研究工作，論證電力系統(tǒng)安全風(fēng)險(xiǎn)及脆弱性評(píng)估工作的必要性，進(jìn)行電力系統(tǒng)安全風(fēng)險(xiǎn)及脆弱性評(píng)估指標(biāo)體系的探索和研究。
　　 本文首先基于復(fù)雜性科學(xué)研究方法，運(yùn)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(fēng)險(xiǎn)評(píng)估基本框架。該評(píng)估框架以整體性為原則，主要由數(shù)據(jù)信息體系、評(píng)估指標(biāo)體系、評(píng)估專家體系、多方合作評(píng)估體系四個(gè)方面構(gòu)成。基于該框架所建立的評(píng)估體系可以充分發(fā)揮多方合作解決開(kāi)放復(fù)雜巨系統(tǒng)問(wèn)題的優(yōu)勢(shì)，充分

4、發(fā)揮政府部門的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)優(yōu)勢(shì)，發(fā)揮電力企業(yè)、科研院校以及與電力系統(tǒng)安全相關(guān)的社會(huì)其他部門的專家在專業(yè)技術(shù)方面的特長(zhǎng)，同時(shí)該框架以一種操作性強(qiáng)的評(píng)估流程為核心來(lái)完成對(duì)復(fù)雜電力系統(tǒng)的安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，評(píng)估結(jié)果可以為電力企業(yè)制定有針對(duì)性的措施提供指導(dǎo)，同時(shí)也為政府監(jiān)管電力安全提供依據(jù)，從而有效的降低復(fù)雜電力系統(tǒng)中長(zhǎng)期風(fēng)險(xiǎn)。本文接下來(lái)從系統(tǒng)論角度出發(fā)提出了一套復(fù)雜電力系統(tǒng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系和計(jì)算方法。該指標(biāo)體系模型采用事故樹(shù)建模技術(shù)建立，可以充分考

5、慮系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)、技術(shù)、設(shè)備等方面的各種影響因素。指標(biāo)權(quán)重的計(jì)算方面，本文采用改進(jìn)的層次分析法計(jì)算，該方法具有較強(qiáng)的實(shí)用性和可操作性，同時(shí)可以充分利用專家經(jīng)驗(yàn)提高權(quán)重計(jì)算的客觀性和準(zhǔn)確性，并可用于多方合作的電力系統(tǒng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中。本文通過(guò)指標(biāo)算例驗(yàn)證了評(píng)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(fù)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(fù)雜電力系統(tǒng)脆弱性四層集合模型，該模型利將復(fù)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(duì)電力系統(tǒng)的各種攻擊手段與集合之間的關(guān)系。根據(jù)四層集合模型，本文基于信息熵理論和關(guān)聯(lián)聚類方法，利用復(fù)雜電力系統(tǒng)的信息源建立了一套具有客觀性、實(shí)用性、適應(yīng)性的脆弱性評(píng)估指標(biāo)體系和評(píng)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(píng)估方法能夠充分利用復(fù)雜電力系統(tǒng)的各種數(shù)據(jù)源，挖掘與脆弱性有關(guān)的信息，通過(guò)對(duì)實(shí)際國(guó)內(nèi)某省級(jí)電力系統(tǒng)的試評(píng)估驗(yàn)證了評(píng)估方法的可行性和有效性。最