基于随机Petri网模型的电力系统事故链监控研究

摘要

电力是国民经济的支柱，电力系统的安全稳定运行与国家建设和社会稳定休戚相关。美国的电力技术发达，电网间的互联相当强壮，市场运行的能力非常成熟，但偏偏发生了“8.14”大停电事故。事实上，这类灾难性的事故在各个演化阶段中，都存在着终止多米诺骨牌倾覆的机会，只是没有及时发现和控制它们。在这一背景下，本文通过分析目前电力系统安全领域的研究现状，并结合现代安全科学的相关内容，提出了基于随机Petri网的电力系统事故链监控系统。 本文首先概述了电力系统安全监控和随机Petri网相关领域的研究现状，深入分析了目前电力系统安全监控所存在的问题，结合现代安全科学提出采用随机Petri网建立事故链模型。围绕如何采用随机Petri网建立电力系统事故链模型，采用改进Petri网模型，针对实际工程应用中出现的状态空间膨胀的问题，提出分层Petri网结构。同时，从各设备元件角度，对变压器事故、输电线路事故和人因失误分别建立了各单元随机Petri网模型。并将变电站作为一个整体，建立变电站系统的事故链层次Petri网模型。采用动态搜索算法得出系统级事故链后，引入一种动态监控的方法实现对事故链的实时监控，利用定量分析的结果，以一组控制规则或优化方法，通过与希望的正常状态相匹配，控制并发事件的发生。随后论文提出了基于随机Petri网的电力系统事故链监控系统结构、数据来源以及实现方式，并提出了与传统电力安全监控系统的结合方法。 最后对全文进行了总结，并提出了电力系统事故链监控需要进一步研究的问题。