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

1、大面積停電事件是社會(huì)各界始終關(guān)注的問題，但如何解決這一問題卻使人們困惑。因?yàn)殡S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(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年的中國南方冰災(zāi)使我國南方電力系統(tǒng)受到了嚴(yán)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(fēng)險(xiǎn)水平。因此要解決大面積停電風(fēng)險(xiǎn)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(jìn)行合作來加強(qiáng)對電力的監(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)評估和脆弱性分析方法相結(jié)合可以使得對電力系統(tǒng)安全評估既有全面性，也有重點(diǎn)性。為此，需要開展電力系統(tǒng)安全風(fēng)險(xiǎn)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(fēng)險(xiǎn)及脆弱性評估工作的必要性，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(biāo)體系、評估專家體系、多方合作評估體系四個(gè)方面構(gòu)成。基于該框架所建立的評估體系可以充分發(fā)揮多方合作解決開放復(fù)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(diào)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(guān)的社會(huì)其他部門的專家在專業(yè)技術(shù)方面的特長，同時(shí)該框架以一種操作性強(qiáng)的評估流程為核心來完成對復(fù)雜電力系統(tǒng)的安全風(fēng)險(xiǎn)評估，評估結(jié)果可以為電力企業(yè)制定有針對性的措施提供指導(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)中長期風(fēng)險(xiǎn)。本文接下來從系統(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)評估中。本文通過指標(biāo)算例驗(yàn)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(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)性的脆弱性評估指標(biāo)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(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，通過對實(shí)際國內(nèi)某省級電力系統(tǒng)的試評估驗(yàn)證了評估方法的可行性和有效性。最