电力系统脆弱性评估方法
【专利摘要】本发明公开了一种电力系统脆弱性评估方法，涉及电网安全分析【技术领域】。本发明的电力系统脆弱性评估方法包括以下步骤：（1）建立电力系统的复杂网络结构；（2）通过复杂网络结构中的电气介数建立结构脆弱因子指标；（3）通过静态能量函数法获取网络实时潮流数据；（4）计算状态脆弱因子并结合步骤（2）中的结构脆弱因子计算得出综合脆弱性评估指标；（5）输出电力系统的脆弱区域。由于本发明电力系统脆弱性评估方法从全局的角度来分析电力系统可能存在的脆弱环节，能够全面、准确、有效地确定电力系统运行中的脆弱区域，弥补了以往电力系统脆弱性评估方法的单一片面等不足，为电力系统安全运行的预防和控制提供着重点，有效预防因扰动或事故引起的电力系统灾变。
【专利说明】电力系统脆弱性评估方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电网安全分析【技术领域】，特别涉及一种电力系统脆弱性评估方法。
【背景技术】
[0002] 脆弱性概念源于环境、生态、计算机网络等领域，它是描述系统及其组成部分易于 受到影响和破坏，并缺乏抗拒干扰、恢复初始状态的能力。电力系统脆弱性是近年来针对电 力系统安全性及可靠性提出的一个新概念，目前还没有公认的定义和统一的分析标准。但 从已有参考文献看，电力系统脆弱性是用来描述系统在正常运行情况或各种随机因素的作 用下，系统承受干扰或故障的能力以及系统不能维持正常运行的可能趋势及其影响。
[0003] 大规模停电事故初期往往是少量元件相继故障，在事故扩大阶段则与电力系统中 的脆弱环节有紧密的联系。因此，从整体预防的角度出发，辨识并保护电力网络中的脆弱环 节对提高电力系统的可靠性、降低大规模停电事故的发生概率有十分重要的意义。
[0004] 电力系统脆弱性评估主要分为两个方向：一、针对实时运行参数的状态脆弱性评 估，传统的方法主要是灵敏度法，随后相继出现了能量函数法(包括静态和暂态)，基于概率 的风险理论评估法等；二、是针对固有的网络拓扑结构的结构脆弱性评估，主要研究方法有 复杂网络理论法。
[0005] 目前，在建立电力系统的脆弱性评估指标时遇到的最大问题是：在针对电力系统 实时运行参数或自身固有的网络拓扑结构建立指标时，往往只能兼顾时运行或者拓扑结构 性的其中之一，无法全面的确定电力系统中的脆弱区域。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种能全面评估电力 系统脆弱性的电力系统脆弱性评估方法。
[0007] 为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
[0008] -种电力系统脆弱性评估方法，其特征在于，将脆弱性分为状态脆弱性和结构脆 弱性两个方面，以此对系统脆弱性进行综合评估。包括以下步骤：
[0009] 步骤（1):建立电力系统的复杂网络结构，并根据复杂网络结构计算电力系统各节 点和支路的电气介数；
[0010] 步骤（2):通过复杂网络结构中的电气介数建立结构脆弱因子指标，即通过计算节 点的结构脆弱因子cii与线路的结构脆弱因子^得到固有网络拓扑结构对电网结构脆弱 性的影响；
[0011] 步骤（3):通过静态能量函数法获取网络实时潮流数据，得到在不同运行状态下对 电力系统各个环节脆弱性的影响，即通过计算电力系统各节点的静态能量函数Ei与线路的 静态能量函数分别计算节点的状态脆弱因子α 2与线路的状态脆弱因子β2，得到在不 同运行状态下对电网脆弱性的影响；
[0012] 步骤（4):将步骤（2)和步骤（3)中计算得到的节点的结构脆弱因子a i与线路的 结构脆弱因子、以及节点的状态脆弱因子α2与线路的状态脆弱因子β2，分别代入等式
【权利要求】
1. 一种电力系统脆弱性评估方法，其特征在于，将脆弱性分为状态脆弱性和结构脆弱 性两个方面，以此对系统脆弱性进行综合评估。包括以下步骤： 步骤（1):建立电力系统的复杂网络结构，并根据复杂网络结构计算电力系统各节点和 支路的电气介数； 步骤（2):通过复杂网络结构中的电气介数建立结构脆弱因子指标，即通过计算节点 的结构脆弱因子与线路的结构脆弱因子^得到固有网络拓扑结构对电网结构脆弱性 的影响； 步骤（3):通过静态能量函数法获取网络实时潮流数据，得到在不同运行状态下对电力 系统各个环节脆弱性的影响，即通过计算电力系统各节点的静态能量函数&与线路的静态 能量函数分别计算节点的状态脆弱因子α 2与线路的状态脆弱因子β2，得到在不同运 行状态下对电网脆弱性的影响； 步骤（4):将步骤（2)和步骤（3)中计算得到的节点的结构脆弱因子a i与线路的结 构脆弱因子、以及节点的状态脆弱因子α2与线路的状态脆弱因子β2，分别代入等式 α=αιΧ α2以及β2，计算得出综合脆弱性评估指标，其中，α为脆弱节点因子，β 为脆弱线路因子； 步骤（5):通过综合脆弱性评估指标脆弱节点因子α、脆弱线路因子β值确定脆弱节 点和线路，通过对综合脆弱性评估指标的计算值进行排序，筛选出最脆弱节点和线路的前 20%，输出为电力系统的脆弱区域。
2. 根据权利要求1所述的电力系统脆弱性评估方法，其特征在于，上述步骤（2)中， 所述节点的结构脆弱因子％通过等式
计算，等式中，r-a)为"发 电-负荷"节点对（m, η)间加上单位注入电流元后,在节点i上引起的电流,Wm为电力系统 中发电机节点m的权重，取发电机额定容量或实际出力，Wn为负荷节点η的权重，取实际负 荷或峰值负荷，G和L为所有发电节点和负荷节点的集合。
3. 根据权利要求1所述的电力系统脆弱性评估方法，其特征在于，上述步骤（2)中，所 述线路的结构脆弱因子h通过等式<
计算，等式中，Γ~α，」）为"发 电-负荷"节点对（m，η)间加上单位注入电流元后，在线路（i，j)上引起的电流;Wm为电力 系统中发电机节点m的权重，取发电机额定容量或实际出力；Wn为负荷节点η的权重，取实 际负荷或峰值负荷；G和L为所有发电节点和负荷节点的集合。
4. 根据权利要求1所述的电力系统脆弱性评估方法，其特征在于，上述步骤（3)中，所 dE 述节点的状态脆弱因子％通过等式计算，等式中，节点的静态能量函数Ei通过 等式
计算，Α为静态能量函数的数学模型。
5. 根据权利要求1所述的电力系统脆弱性评估方法，其特征在于，上述步骤（3)中，所 述线路的状态脆弱因子02通过等式
计算，等式中，线路的静态能量函数Eij通 过等式
计算，为支路能量函数。
【文档编号】G06Q10/00GK104156769SQ201310213412
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2013年5月31日 优先权日:2013年5月31日
【发明者】黄文伟, 袁汉云, 孙斌, 刘明, 王平, 赵维兴, 李小璐, 陈锐, 李华强, 邱晓燕, 周步祥, 舒勤, 滕欢, 陈实, 刘念 申请人:贵州电网公司电力调度控制中心, 四川大学