電網(wǎng)重要節(jié)點、脆弱線路及骨干網(wǎng)架識別研究.pdf

1、近年來，多次大規(guī)模停電事故給人類社會造成巨大的經(jīng)濟損失，嚴重威脅社會安全，極大地引起了人們對電網(wǎng)運行安全性的關(guān)注。電網(wǎng)大停電事故多是由于過負荷、元件故障、控制保護及通信系統(tǒng)故障等內(nèi)部因素和自然災害等外部因素導致電網(wǎng)中某些脆弱線路或重要節(jié)點退出運行，進而引發(fā)連鎖故障導致。在日常運行時，加強對重要節(jié)點和脆弱線路的關(guān)注有利于提高電網(wǎng)運行的安全性，減少大停電發(fā)生的概率;在自然災害來臨前，電網(wǎng)企業(yè)通過提高重要節(jié)點與脆弱線路的抗災標準，構(gòu)建骨干網(wǎng)架

2、，以此保證對重要負荷供電，加快災后恢復速度，減少大停電事故造成的影響。本文圍繞電網(wǎng)節(jié)點重要度評估、脆弱線路辨識及骨干網(wǎng)架識別等問題展開研究，對提升電網(wǎng)運行的安全性有一定的指導意義。
　　本文對兩者進行了類比，并基于互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)頁排序Hypertext-Induced Topic Search(HITS)算法，結(jié)合電力系統(tǒng)的實際情況，針對電網(wǎng)潮流、電源和負荷容量等影響節(jié)點重要度的因素，在電網(wǎng)原始拓撲上，通過引入權(quán)重、附加節(jié)點等處理對原算

3、法進行相應的適應性改進，給出了一種電網(wǎng)節(jié)點重要度評估方法。該方法從節(jié)點功率的流入與流出角度定義了權(quán)威值和樞紐值來評估節(jié)點重要度，并考慮電網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的差異，以兩者之和作為電網(wǎng)節(jié)點的重要度，使評估結(jié)果更加全面和客觀。在現(xiàn)有電網(wǎng)大停電事故相關(guān)研究的基礎上，基于本文定義的單位熵綜合負載率指標和風險思想，本文給出一種電網(wǎng)脆弱線路辨識的方法。本文定義單位熵綜合負載率來衡量電網(wǎng)運行的脆弱性，該指標反映電網(wǎng)中線路的負載率及其分布情況。本文以該指標在線路

4、開斷前后的變化，并用線路兩端點的重要度進行修正，作為線路開斷后果的表征。在計算線路的相對開斷概率時，本文不僅考慮線路自身的故障率，還將線路運行時因負荷波動導致的潮流越限開斷的概率予以考慮。后者是基于直流潮流模型，考慮電網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)、實時運行狀態(tài)、電源負荷分布及線路傳輸容量等影響系統(tǒng)安全運行的電氣信息進行計算。以上述研究為基礎，借助于圖論中的最短路徑與最小生成樹算法，給出一種電網(wǎng)骨干網(wǎng)架識別流程。該方法能夠更直接地將重要節(jié)點留存在骨干網(wǎng)架之

5、中，同時使得網(wǎng)架的規(guī)模最小，即留存在骨干網(wǎng)架中的線路盡可能少且重要，以此兼顧經(jīng)濟性。該方法首先根據(jù)電網(wǎng)節(jié)點重要度評估，確定必須留存在骨干網(wǎng)架中的重要節(jié)點，同時判別這些節(jié)點的電源容量與負荷容量是否匹配，并進行相應處理;其次，以各線路的脆弱度評估值作為其權(quán)值，計算留存節(jié)點之間的最短路徑及其對應的線路序列;接著，求解留存節(jié)點之間最短路徑所構(gòu)成圖的最小生成樹，并將最小生成樹中的每條邊用其對應的線路序列進行替代，得到初步的骨干網(wǎng)架;最后，對骨干網(wǎng)