基于有功潮流介数的电网脆弱环节辨识研究

摘要

近年来世界范围内发生了多起大规模停电事故，这些事故大多是由某个正在运行元件的故障从而引起潮流大范围转移，导致部分线路过载跳闸、电压崩溃，继而发生连锁故障。连锁故障的发生说明电网仍具有其脆弱性，针对这些脆弱环节采取一定的保护措施可以有效地降低系统发生连锁故障风险，预防大面积停电事故发生，提高系统运行可靠性。因此，如何准确辨识电网中的脆弱环节，消除系统各种运行方式下的潜在危险，对系统脆弱性研究具有重要意义。本文研究内容包括以下三个方面：　　本文首先介绍了用于电网脆弱性研究的三种方法，即状态脆弱性评估方法、结构脆弱性评估方法和综合脆弱性评估方法。对结构脆弱性评估方法中的复杂网络理论方法做了进一步介绍，在传统的电气介数指标基础上综合考虑电网实际潮流分布与线路输电容量的影响，提出了有功潮流介数辨识模型，使其物理背景更加符合系统运行实际。IEEE-39节点系统与IEEE-118节点系统算例表明：电网中的脆弱线路大多是位置关键的联络线路或大功率电源的输出线路，这些高有功潮流介数的脆弱线路一旦受到扰动攻击势必会对网络的整体拓扑结构及运行状态产生很大影响。其次利用评价系统功率传输效能的系统输电效率指标和功率传输效率指标对脆弱环节辨识结果进行有效性校验。针对辨识结果采用随机攻击、电气介数攻击与有功潮流介数攻击三种攻击方式来对比分析系统受到扰动后功率传输效能的变化趋势。结果表明，相比其它两种扰动方式，对高有功潮流介数线路的连续攻击可导致系统功率传输效能下降的更快，从而从另一角度验证了利用有功潮流介数模型进行电网关键线路辨识的有效性。最后分析了新能源的接入对电网脆弱环节辨识的影响。IEEE-39节点接入新能源电源的算例表明新能源的接入改善了局部电能供求关系，新能源电场附近的重要联络线路的传输作用会削弱。在有新能源接入和无新能源接入时，高有功潮流介数线路受到攻击后功率传输变化的对比说明系统在一定新能源接入后抗干扰能力得到增强。

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选题的依据与意义

国内外文献资料综述

1 绪论

1.1 电网脆弱性研究的概念及意义

1.2 电网脆弱性研究方法

1.3 本文的主要研究内容

2 电网脆弱性评估方法研究

2.1 状态脆弱性评估方法

2.2 结构脆弱性评估方法

2.3综合脆弱性评估方法

2.4 小结

3基于有功潮流介数的电网脆弱环节辨识及有效性校验

3.1电气介数模型

3.2基于有功潮流介数的电网脆弱环节辨识

3.3电网脆弱环节辨识的有效性校验

3.4 小结

4 含新能源的电网脆弱性分析

4.1新能源电源接入后脆弱环节辨识

4.2新能源电源接入后系统功率传输效率

4.3算例分析

4.4 小结

5 结论与展望

5.1 本文研究总结

5.2 研究展望

参考文献

附录：攻读硕士学位期间发表的部分学术论著

致谢