电力系统脆弱性分析

基于云计算的配电网脆弱性分析系统的设计

摘 要：本文针对配电系统的脆弱性评估与控制问题，将云计算理论应用到配电网脆弱性的分析研究中，设计了基于云计算的配电网系统分层控制结构，并利用风险评估的风险指标实现了配电网脆弱性评估的功能。

关键词：脆弱性 配电网 云计算 风险评估

中图分类号：tp393.08 文献标识码：a 文章编号：1674-098x（2013）05（b）-0038-02

随着现代化工业的发展，我国电力系统的规模越来越大，以及各种新设备的相继使用，使电力系统变得日益复杂。现有的电力系统通常采取的是集中控制的系统结构，这就要求控制中心要从多路远处采集数据，同时当故障发生时，控制中心将难以在短时间内对故障进行快速的有效地处理。另一方面，传统的电力系统安全评估方法已难以适应电力系统的复杂性和随机性，难以提供电网安全健康状态的实时、定量和直观的诊断信息，无法建立有效的控制和决策支持系统，无法满足电力市场的要求，造成了电力资源的浪费。因此需要一个智能的系统实时地、随机地对复杂的电力系统实施控制。该文提出的基于云计算的配电网脆弱性分析系统能够定量地抓住决定安全性等级的两个因素：事故的严重性和可能性。并在此基础上引入了风险指标，从而可以对电力系统做出更详细更安全的指标。

1 云计算配电网脆弱性分析的系统架构 电力系统的脆弱性分析目的是为了找出电力系统内外的脆弱点和薄弱区域，得出系统内各元件抗扰动和维持正常能力的程度。基于云计算的配电网脆弱性分析系统是利用自动化技术、网络技术的高速发展，由通过internet相互连接的多种设备和用户组成的一个复杂实体。

从总体上看，整个系统主要由云计算控制中心、风险评估系统、分散在配电网系统中的各种存储设备以及被云计算整合的各种计算资源所组成。其中云计算控制中心和风险评估系统是整个配电网脆弱性分析系统的核心。

云计算控制中心首先通过internet与由大量传感器和其他数据采集设备组成的相连接，并把采集到的各种数据信息整合成相应的计算资源。然后根据用户设定的需求，将整合的计算资源通过internet分配给被风险评估系统。再由风险评估系统根据相应的风险评估指标对配电网脆弱性进行分析，所获得的风险评估结果将通过internet重新汇总到云计算控制中心，最后再反馈给用户。

应对电力负荷特性原因引起的电网安全稳定性分析

摘要 介绍了电力负荷特性对电网安全稳定的影响，阐明了电网中负荷的电压、频率、谐波、三相不平衡等特性分量对电网安全运行的危害，提出了从技术上、组织上、制度管理上入手，制定相应措施，保障电网安全稳定运行的思路、方法。

关键词负荷特性；电网；安全；分析

ABSTRACT: Describes the electrical load characteristics of the impact of

network security and stability, to clarify the power grid in the load voltage, frequency,

harmonics, phase unbalance component of network security features such as the

dangers of running, made ​​from the technical, organizational, and

system management to start, develop appropriate measures to ensure safe and stable

operation of the power of thinking and methods.

KEYWORD: Load characteristics; grid; security;analysis

0引言

近年来，虽着国民经济快速发展，接入电网内的负荷类型越来越复杂，大量非正弦、间歇性、非对称负荷特别是各类非线性供用电设备，各类冲击性负荷，对电网安全稳定运行影响逐年加深。电力系统的运行特性与电力负荷的特性息息相关，负荷变化的差异化和多样性使电网供电负荷的起伏及相关特性发生较大变化，造成电网事故频发，供电可靠性、电能质量下低严重，使电网的安全稳定运行受到严峻的考验。在这种环境下，电力负荷特性研究对电网安全稳定性分析，从来也没有像今天这样，正受到越来越多人的关注。

第２４卷第１２期　２０１１年１２月　广东电力　ＧＵＡＮＧＤ０ＮＧ　ＥＬＥＣＩＲＩＣ　ｐ０ＷＥＲ　ＶＯＬ　２４　ＮＯ．１２　Ｄｅｃ．２Ｏ１１　

基于复杂网络理论的电网脆弱性研究述评　

郭超　，彭显刚　，王星华　，任晓娜。　

（１．广州蓄能水电厂，广东广州５１０９５０；２．广东工业大学自动化学院电力工程系，广东广州５１０００６）　

摘要：基于复杂网络理论对电网脆弱性进行研究。介绍复杂网络的基本概念和发展历程，阐述其自组织临界特　性与电力系统灾变事故的关联性，分析连锁故障模型；在总结网架结构模型和故障指标模型的基础上，讨论复　杂网络理论在电力系统网络特征分析、连锁故障模拟及结构脆弱性中的应用；最后探讨该领域的发展趋势，建　议把传统分析与复杂网络相结合，建立更符合电网运行的模型。　关键词：大停电事故；复杂网络；自组织Ｉ临界性；连锁故障模型；脆弱性　中图分类号：ＴＭ７１１　文献标志码：Ａ　文章编号：１００７—２９０ｘ（２（）１１）１２－００２３—０６　

Ｖｕｌｎｅｒａｂｉｌｉｔｙ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　Ｐｏｗｅｒ　Ｇｒｉｄ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｃｏｍｐｌｅｘ　Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｔｈｅｏｒｙ　

ＧＵＯ　Ｃｈａｏ　，ＰＥＮＧ　Ｘｉａｎ－ｇａｎｇ２，ＷＡＮＧ　Ｘｉｎｇ—ｈｕａ２，ＰＥＮ　Ｘｉａｏ－ｎａ２　（１．Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　Ｐｕｍｐｅｄ　Ｓｔｏｒａｇｅ　Ｐｏｗｅｒ　Ｐｌａｎｔ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ　５１０９５０，Ｃｈｉｎａ；２．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｅｎｇｉ—　ｎｅｅｒｉｎｇ　ｏｆ　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ　Ｓｃｈｏｏｌ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ　５１０００６，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｖｕｌｎｅｒａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｐｏｗｅｒ　ｇｒｉｄ　ｉｓ　ｓｔｕｄｉｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｂａｓｉｓ　ｏｆ　ｃｏｍｐｌｅｘ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｔｈｅｏｒｙ．Ｂａｓｉｃ　ｃｏｎｃｅｐｔ　ａｎｄ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｃｏｍｐｌｅｘ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｔｈｅｏｒｙ　ａｒｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｒｅｌｅｖａｎｃｙ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｓｅｌｆ—ｏｒｇａｎｉｚｅｄ　ｃｒｉｔｉｃａｌｉｔｙ　ｏｆ　ｃｏｍｐｌｅｘ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｔｈｅｏｒｙ　ａｎｄ　ｃａｌａｍｉｔｙ　ａｃｃｉｄｅｎｔｓ　ｏｆ　ｐｏｗｅｒ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｓ　ｅｘｐｏｕｎｄｅｄ，ａｎｄ　ｃａｓｃａｄｉｎｇ　ｆａｉｌｕｒｅ　ｍｏｄｅｌ　ｉｓ　ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｏｎ　ｔｈｅ　ｂａｓｉｓ　ｏｆ　ｓｕｍｍａｒｉｚｉｎｇ　ｇｒｉｄ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｍｏｄｅｌ　ａｎｄ　ｆａｉｌｕｒｅ　ｉｎｄｅｘ　ｍｏｄｅｌ，ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｏｍｐｌｅｘ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｔｈｅｏｒｙ　ｉｎ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ　ａｎａｌｙｓｉｓ，ｃａｓｃａｄｉｎｇ　ｆａｉｌ—　ｕｒｅ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ　ｖｕｌｎｅｒａｂｉｌｉｔｙ　ｉｓ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅ　ｔｒｅｎｄ　ｆｏｒ　ｆｕｒｔｈｅｒ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｆｉｅｌｄ　ｉｓ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｅｎｄ　ａｎｄ　ｉｔ　ｉｓ　ｓｕｇｇｅｓｔｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｂｅ　ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｗｉｔｈ　ｃｏｍｐｌｅｘ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｔｈｅｏｒｙ　ｔｏ　ｅｓｔａｂｌｉｓｈ　ｍｏｄｅｌ　ｔｈａｔ　ｉｓ　ｍｏｒｅ　ｆａｖｏｒａ—　ｂｌｅ　ｔｏ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐｏｗｅｒ　ｇｒｉｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｌａｒｇｅ　ｂｌａｃｋｏｕｔ；ｃｏｍｐｌｅｘ　ｎｅｔｗｏｒｋ；ｓｅｌｆ—ｏｒｇａｎｉｚｅｄ　ｃｒｉｔｉｃａｌｉｔｙ；ｃａｓｃａｄｉｎｇ　ｆａｉｌｕｒｅ　ｍｏｄｅｌ；ｖｕｌｎｅｒａｂｉｌｉｔｙ　

电力系统脆弱性与鲁棒性分析

引言：

电力系统是现代社会发展和生活运转的重要基础设施之一，其稳定性和可靠性直接关系到国家的经济发展和社会稳定。然而，随着能源需求的不断增长和电力系统规模的扩大，电力系统脆弱性的问题也越来越引起人们的关注。本文将探讨电力系统的脆弱性与鲁棒性，并针对不同因素进行分析与讨论。

一、电力系统脆弱性分析

1.1 脆弱性概念与特征

电力系统的脆弱性可以理解为系统在面临外部或内部干扰时，容易受到破坏或崩溃的程度。脆弱性的特征主要包括以下几个方面：

1) 复杂性：电力系统由复杂的网络结构和多种元件组成，其中包括发电机、变压器、线路等。这些元件之间的相互作用非常复杂，使得系统的脆弱性增加。

2) 不确定性：电力系统处于不断变化的环境中，面临各种外部因素的干扰，如天气、设备故障等。这些不确定因素会使得系统的脆弱性增加。

3) 敏感性：电力系统对外部扰动的敏感性较高，一旦遇到扰动，系统的稳定性容易受到影响，从而导致系统的脆弱性增加。

1.2 脆弱性影响因素

电力系统的脆弱性可以受到多种因素的影响，包括以下几个方面：

1) 网络拓扑结构：电力系统的网络拓扑结构直接影响系统的脆弱性。如果网络结构存在漏洞或节点集中分布，那么系统就更容易受到攻击或故障的影响。 2) 负荷分布不均：电力系统的负荷分布不均也是影响系统脆弱性的重要因素之一。当负荷集中在某些节点上时，一旦发生故障或突发情况，这些节点容易受到压力过大而导致系统崩溃。

3) 引入新能源：随着新能源的不断引入和风电、光电等分布式能源的发展，电力系统的脆弱性也相应增加。因为新能源的波动性和随机性会对系统的稳定性造成一定的影响。

二、电力系统鲁棒性分析

2.1 鲁棒性概念与特征

电力系统的鲁棒性是指系统在面临外部干扰或故障时，能够保持其稳定性和可靠性的能力。鲁棒性的特征主要包括以下几个方面：

1) 弹性：电力系统应具有适应外部变化的能力，当发生突发情况时，能够迅速回复到正常状态，从而保持系统的鲁棒性。