电网关键线路辨识及连锁故障风险评估研究

摘要

电力行业在国民经济发展中占据重要的地位，目前，电力系统的规模日益扩大，这在提高供电可靠性和经济效益的同时，却也增加了大停电事故的风险。近些年来，全球范围内发生过多起大停电事故，这些事故均给国民经济带来较大打击。研究发现，大停电事故大多由一系列的连锁性故障导致，因此，探讨连锁故障发生机理，寻找连锁故障发生、发展中的关键线路，建立连锁故障风险评估模型以评估电网安全性水平，对避免大停电事故发生具有重要意义。
　　本文开篇介绍了课题的研究背景及意义，总结了目前关键线路辨识的几种典型方法，分析了现有关键线路评估方法的不足之处，给出了连锁故障传播机理类别、目前连锁故障的研究方法和风险评估方法。
　　在关键线路辨识方面，本文引入了网页链接分析中的PageRank算法，首先基于N-1故障建立线路间关联度指标以表征线路间的有向相关关系;其次，对以往的潮流熵指标进行改进，建立了加权潮流波动熵指标，进而建立了线路故障对系统影响的综合评估指标;最后，改进了PageRank算法，使其可以综合反映线路故障对系统的影响及该线路受其他线路故障的影响程度，以更全面评估得出连锁故障发生、发展中的关键线路。
　　在基于连锁故障风险评估电网安全性方面，需要首先筛选出需要关注的多重故障组合，本文采用逐层筛选的办法，首先基于关键线路辨识结果筛选出第一层故障，其次采用线路故障对系统影响的综合评估指标进行下层故障筛选;考虑到采用蒙特卡洛法评估多重故障组合引起的连锁故障平均风险值具有耗时性缺点，研究基于支持向量机(SVM)回归算法，对连锁故障平均风险进行快速预估，以实现实时评估电网安全性的目的。
　　在IEEE39节点系统中对以上研究进行仿真计算，对算例结果进行分析和对比研究，验证了所提指标体系和算法的有效性。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 选题背景与研究意义

1．2 关键线路评估方法研究现状

1．2．1 基于网络结构的评估方法

1．2．2 基于运行状态的评估方法

1．2．3 基于熵理论的评估方法

1．2．4 基于连锁故障仿真的评估方法

1．3．1 连锁故障机理分析

1．3．2 连锁故障研究方法分类

1．3．3 连锁故障风险评估研究现状

1．4 本文主要的研究内容与章节安排

第二章 基于事故链模型的连锁故障关键线路辨识

2．2 基于事故链理论的连锁故障预测模型

2．2．1 基于概率指标的事故链预测模型

2．2．2 事故链仿真建模

2．3 事故链风险评估模型

2．3．1 事故链概率评估模型

2．3．2 事故链后果评估模型．

2．3．3 事故链风险评估模型

2．4 关键线路识别

2．5 算例分析

2．6 本章小结

第三章 考虑线路故障影响的改进PageRank算法用于电网关键线路辨识

3．1 引言

3．2 PageRank算法模型描述

3．2．1 PageRank算法模型的建立

3．2．2 PageRank算法解的存在性和唯一性

3．3．1 线路链接关系的建立

3．3．2 线路故障对系统影响的综合评估指标

3．3．3 考虑线路故障影响的扩展矩阵构建

3．4 算例分析

3．5 本章小结

第四章 基于连锁故障风险的电网安全性分析

4．1 引言

4．2 多重故障组合筛选方法

4．3 连锁故障平均风险评估模型

4．3．1 蒙特卡洛方法概述

4．3．2 连锁故障平均风险评估过程

4．4 基于支持向量机回归算法的连锁故障风险预测

4．4．1 支持向量机算法基本原理

4．4．2 支持向量机回归算法

4．4．3 基于SVM回归算法的连锁故障风险预测流程

4．5 算例分析

4．6 本章小结

第五章 总结与展望

5．2 未来展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文