[發明專利]一種電力網絡脆弱性的評估方法

有效

• 申請號: 201710593538.1
• 申請日: 2017-07-20
• 公開（公告）號: CN107368966B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 楊蕾;李勝男;馬紅升;吳水軍;郭成;陳勇
• 申請（專利權）人: 云南電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06;G06N7/00
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理事務所(普通合伙) 11363
• 代理人: 逯長明;許偉群

本申請公開了一種電力網絡脆弱性的評估方法，本申請采用改進的連鎖故障馬爾科夫鏈模型，連鎖故障狀態轉移概率以p的概率選擇鄰域電網內部確切的下一故障支路，以1?p的概率選擇鄰域外的支路，計算負荷損失率、電能輸送網絡特征參數下降率、總負荷損失、電能輸送網絡特征參數，對電網脆弱性進行評估。本申請實施例構建了故障的鄰域連鎖反應與非鄰域近似隨機的連鎖故障模型，有利于連鎖故障傳播機理的研究。同時，當p＝1時，解決基于概率論連鎖故障方法無法確切界定嚴重故障邊界的缺點，以最小電能輸送網絡特征參數為下一個故障支路，為電力網絡的N?K分析和預警提供明確的方向。

技術領域

本申請涉及電網安全分析技術領域，特別涉及一種電力網絡脆弱性的評估方法。

背景技術

電力網絡已經發展成為世界上最復雜的人造網絡之一。近年來，電力系統大停電事故時有發生，后果日益嚴重，充分暴露了大型互聯電網的脆弱性，研究復雜電網連鎖故障的脆弱性成為保障我國電網安全穩定運行亟待解決的技術問題。

目前，綜合統計學和系統學的復雜網絡理論是研究復雜電網連鎖故障風險的重要手段之一。現有的技術分析手段有：一是復雜網絡理論方面，在復雜網絡拓撲模型發展的基礎上，結合電力網絡的一些特點，提出與電力網絡更相符的模型，并在已有的網絡特性參數(特征路徑長度、度分布和聚類系數)上分析網絡的動態效應。如：部分電力系統與具有較大的聚類系數和較小的特征路徑長度的小世界網絡相近，這種網絡特征對節點的作用有深度和廣度上的擴散效應。部分電力系統與度冪率分布的無標度網絡相近，該種網絡特性對隨機作用有很好的魯棒性，對目標作用很脆弱。二是建立連鎖故障模型，采用隨機故障和蓄意故障方法分析復雜電力網絡的脆弱性。三是基于復雜系統理論中的自組織臨界性理論，判斷電力系統是否處于自組織臨界態。電力網絡的拓撲特性分析和連鎖故障序列預測是主要難點。

現有方法存在以下薄弱點：一是都是基于復雜網絡理論本身的特征參數，且由其他類型的網絡結構發展而來，節點類型無差異性，趨向于表征綜合因素下網絡長期演化后節點之間的關聯，無法表征電力網絡輸送電能的本質需求，分析連鎖故障危害和電網脆弱性評估存在缺陷性。二是連鎖故障模型主要考慮了潮流轉移所引起的馬爾科夫過程，并因國內距離保護輔助判據的存在而有質疑，不能表征故障鄰域范圍內的連鎖反應以及非鄰域范圍內的故障可能性。

發明內容

本申請的目的在于提供一種電力網絡脆弱性的評估方法，以解決現有技術不能表征故障鄰域范圍內的連鎖反應以及非鄰域范圍內的故障可能性的問題。

根據本申請的實施例，提供了一種電力網絡脆弱性的評估方法，包括以下步驟：

S1、建立電力網絡拓撲模型和改進的連鎖故障馬爾科夫鏈模型；

S2、在所述電力網絡拓撲模型中，隨機或特定斷線仿真，生成當前故障支路；

S3、根據當前故障支路，構建當前故障支路的鄰域電網，獲取所述鄰域電網的所有支路；

S4、依次單獨斷開所述鄰域電網每個支路，計算所述鄰域網絡拓撲模型中電能輸送網絡特征參數；

S5、比較所述電能輸送網絡特征參數，得到所述電能輸送網絡特征參數中的最小值所對應的支路；

S6、在所述改進的連鎖故障馬爾科夫鏈模型中，得到由所述最小值所對應的支路、所述鄰域電網其他支路和非所述鄰域電網支路構成的連鎖故障狀態轉移矩陣；

S7、根據所述連鎖故障狀態轉移矩陣選取開斷支路為下一個故障支路，將所述下一個故障支路作為當前故障支路；統計故障支路的總數；

S8、判斷所述故障支路的總數是否等于預設故障數列深度；

如果所述故障支路的總數不等于所述預設故障數列深度，執行步驟S3；

如果所述故障支路的總數等于所述預設故障數列深度，執行步驟S9；