電網(wǎng)生存性評估及擾動源定位方法研究.pdf

1、電網(wǎng)作為保障現(xiàn)代社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和安全穩(wěn)定的重要基礎(chǔ)設(shè)施，其安全問題一直受到高度的關(guān)注。近年來大停電事故的多次發(fā)生揭示了電網(wǎng)本身存在固有的安全隱患，極端自然災(zāi)害暴露了電網(wǎng)應(yīng)對惡劣外部環(huán)境時的脆弱性，電網(wǎng)在蓄意攻擊場景下的應(yīng)對能力應(yīng)當(dāng)引起警惕。電網(wǎng)在“內(nèi)憂外患”環(huán)境下的生存能力值得深思。現(xiàn)有的電網(wǎng)生存性評估或脆弱性評估理論已取得了許多成果但仍存在一些不完善的地方，如單純從電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的角度考慮電網(wǎng)脆弱性而忽視了電網(wǎng)運(yùn)行方式的影響，缺乏對于電網(wǎng)結(jié)構(gòu)

2、均衡性和脆弱性之間相互關(guān)聯(lián)的深入分析和評價，少有從內(nèi)因和外因相結(jié)合的角度對于電網(wǎng)正常運(yùn)行方式下和電網(wǎng)擾動狀態(tài)下的電網(wǎng)生存性的綜合評判。為此，本文從電網(wǎng)完成基本電能傳輸任務(wù)能力的角度圍繞電網(wǎng)在正常運(yùn)行方式下和擾動狀態(tài)下已存在和潛在的生存問題展開研究，建立了電網(wǎng)生存性評估指標(biāo)體系評估方法及擾動源定位方法。完善了電網(wǎng)生存性評估的理論體系，為電網(wǎng)安全性評估提供了一個新的角度。所做的工作和所取得的主要成果歸納如下：
　　提出了基于潮流追蹤方

3、法的電能傳輸路徑解析方法，能夠透過電網(wǎng)潮流的表面深入分析電能流動的深層特性，得到全網(wǎng)的“發(fā)電機(jī)-負(fù)荷”節(jié)點(diǎn)之間的所有電能傳輸路徑，并基于電能傳輸路徑分析定義了電氣距離，克服了只依賴網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)定義電氣距離方法的缺陷，能夠更全面地反映電網(wǎng)的電能傳輸特性。在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了能夠反映電網(wǎng)電能傳輸效率的暢通性評估指標(biāo)及方法，并能夠辨識出對電網(wǎng)電能傳輸中起樞紐作用的重要元件。
　　考慮了電網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)與關(guān)鍵支路在空間尺度上的分布特征對也電網(wǎng)脆弱性的

4、影響，提出了考慮多源擾動及電網(wǎng)自身結(jié)構(gòu)均衡特性的電網(wǎng)脆弱性評估指標(biāo)與評估方法。通過分析電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)和支路在電能傳輸作用方面的分布差異提出電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的均衡度指標(biāo)，定義了節(jié)點(diǎn)之間的空間距離和支路之間的空間距離，并提出了關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的空間分布均衡度和關(guān)鍵支路的空間分布均衡度。綜合考慮元件失效對于電網(wǎng)整體傳輸性能的影響建立了電網(wǎng)對于關(guān)鍵元件的依賴度指標(biāo)。分析了電網(wǎng)在隨機(jī)失效和蓄意攻擊2種模式下的脆弱性。
　　建立了綜合考慮電網(wǎng)暢通性、均衡性和脆弱性

5、的電網(wǎng)生存性評估指標(biāo)體系及評估方法研究，提出了基于層次分析法和改進(jìn)灰色關(guān)聯(lián)度法的生存性指標(biāo)權(quán)重分層優(yōu)選方法，將電網(wǎng)生存性各項指標(biāo)綜合形成一個有機(jī)整體。
　　提出了基于電網(wǎng)生存性評估的電網(wǎng)規(guī)劃方案方法。基于典型實(shí)際電網(wǎng)算例構(gòu)建了4個規(guī)劃方案，計算了各個規(guī)劃方案的生存性各項指標(biāo)，得出了每一個規(guī)劃方案的生存性水平。算例分析表明電網(wǎng)暢通性與電網(wǎng)脆弱性之間既相互聯(lián)系又存在著一定的矛盾，證明了電網(wǎng)生存性體系將暢通性和脆弱性結(jié)合考慮的必要性。<

6、br>　　針對威脅電網(wǎng)生存性的兩類元件的典型失效場景，分別提出了相應(yīng)的擾動源準(zhǔn)確定位方法。針對傳統(tǒng)的發(fā)電機(jī)過電壓保護(hù)在發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行場景下的選擇性和速動性不足問題，提出了發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行場景下過電壓源辨識策略，既能夠在發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)失靈時快速切除故障發(fā)電機(jī)，又能夠在系統(tǒng)甩負(fù)荷等外部因素下充分發(fā)揮發(fā)電機(jī)AVR的電壓調(diào)節(jié)作用以保證系統(tǒng)電壓水平的恢復(fù)。分析了現(xiàn)有行波故障定位方法截斷誤差來源并提出了行波故障定位校正方法，在低采樣率能夠顯著減小最大