基于复杂网络和风险理论的电力系统脆弱性评估

摘要

基于复杂网络理论利用小世界模型对大型电力系统进行拓扑建模，建立电力系统的连接矩阵，该矩阵含有小世界模型全部特征参数的信息。鉴于干扰因素对电网运行的影响最终都是通过电网的连通性来体现，于是引入电网整体连通性和通道损失率两个指标。干扰因素源于电网的结构特性和电气特性。故从这两方面对电网的脆弱性进行评估。在结构特性上，依次切除节点和线路，求出相应的电网整体连通性和通道损失率；在电气特性上，选取影响电网稳定运行的两个最主要的因素，即电压幅值和功角差，并建立其与电网连通性的关系，求出相应的电网整体连通性和通道损失率。取基于结构特性的通道损失率与基于电气特性的通道损失率的乘积作为电网脆弱性评估值。利用IEEE30节点系统进行仿真并对电网各线路和节点进行脆弱性排序，说明了该方法的合理性与有效性。