電網(wǎng)生存性評(píng)估及擾動(dòng)源定位方法研究.pdf

1、電網(wǎng)作為保障現(xiàn)代社會(huì)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(duì)惡劣外部環(huán)境時(shí)的脆弱性，電網(wǎng)在蓄意攻擊場(chǎng)景下的應(yīng)對(duì)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(píng)估或脆弱性評(píng)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(duì)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(píng)價(jià)，少有從內(nèi)因和外因相結(jié)合的角度對(duì)于電網(wǎng)正常運(yùn)行方式下和電網(wǎng)擾動(dòng)狀態(tài)下的電網(wǎng)生存性的綜合評(píng)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(dòng)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(píng)估指標(biāo)體系評(píng)估方法及擾動(dòng)源定位方法。完善了電網(wǎng)生存性評(píng)估的理論體系，為電網(wǎng)安全性評(píng)估提供了一個(gè)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(dòng)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(píng)估指標(biāo)及方法，并能夠辨識(shí)出對(duì)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(duì)也電網(wǎng)脆弱性的

4、影響，提出了考慮多源擾動(dòng)及電網(wǎng)自身結(jié)構(gòu)均衡特性的電網(wǎng)脆弱性評(píng)估指標(biāo)與評(píng)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(duì)于電網(wǎng)整體傳輸性能的影響建立了電網(wǎng)對(duì)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(píng)估指標(biāo)體系及評(píng)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(xiàng)指標(biāo)綜合形成一個(gè)有機(jī)整體。
　　提出了基于電網(wǎng)生存性評(píng)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(gè)規(guī)劃方案，計(jì)算了各個(gè)規(guī)劃方案的生存性各項(xiàng)指標(biāo)，得出了每一個(gè)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(duì)威脅電網(wǎng)生存性的兩類元件的典型失效場(chǎng)景，分別提出了相應(yīng)的擾動(dòng)源準(zhǔn)確定位方法。針對(duì)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(chǎng)景下的選擇性和速動(dòng)性不足問題，提出了發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行場(chǎng)景下過電壓源辨識(shí)策略，既能夠在發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)失靈時(shí)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?cái)嗾`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