基于潮流特征的电网脆弱性评估

重庆理工大学毕业设计论文基于潮流特征的电网脆弱性评估目录摘要............................................................IAbstract..........................................................II1绪论..........................................................11.1课题的背景及意义............................................11.2国内外研究现状..............................................31.3本文的主要工作..............................................62级联故障的事故集模型.............................................72.1传统故障模型................................................72.2级联故障模型................................................72.2.1高阶概率模型..........................................72.2.2复杂网络模型..........................................82.2.3稳态模型.............................................102.2.4事故链模型...........................................123电力系统安全评估方法............................................133.1确定性评估方法.............................................133.2概率性评估方法.............................................133.2.1解析法...............................................143.2.2模拟法（蒙特卡罗法）.................................183.3风险评估法.................................................194电力系统脆弱性评估指标研究......................................21重庆理工大学毕业设计论文基于潮流特征的电网脆弱性评估4.1母线电压的脆弱性评估.......................................214.1.1求静态电压稳定极限的局部参数连续潮流法...............224.1.2母线电压的脆弱性指标.................................234.2线路功率的脆弱性评估.......................................244.2.1线路功率越限的风险指标...............................244.2.2基于级联故障概率的脆弱性评估.........................254.3基于电压功率概率综合指标的脆弱性评估.......................265算例分析........................................................275.1算例基础...................................................275.2N-1故障分析的脆弱性评估....................................296总结与展望......................................................346.1总结.......................................................346.2展望.......................................................34致谢...........................................................35参考文献...........................................................36附录...........................................................39文献综述...........................................................47重庆理工大学毕业论文基于潮流特征的电网脆弱性评估I摘要随着电网互联格局的逐步形成，电网规模越来越庞大，电网互联加紧了各互联系统之间的联系，在充分利用了资源的同时也为大型的安全事故制造了隐患。近些年来国内外发生的几起大停电事故表明级联故障是危及现代电网安全稳定的主要因素,充分暴露出了大型互联电网在事故发展过程中的脆弱性,因此对大停电事故的发展机理、脆弱性评估以及预防措施的研究愈发重要和迫切。评估电力系统的脆弱程度和稳定程度，以及加强对电网可能存在的连锁跳闸事件进行预测分析，为制定正确的应对措施提供理论依据，是防范和减少电网发生恶性大面积停电事故的一项重要的基础性工作。鉴于此，本文考虑级联故障进行对电力系统脆弱性评估。然而进行脆弱性评估首先需要解决级联故障的建模和脆弱性评估方法这两个方面的问题。所以文内一开始就对级联故障的事故集模型和电力系统安全评估方法做了详细的论述。根据文中详细的分析了级联故障的事故集模型后，本文采用的是支路故障组合的模型来模拟电力系统线路跳闸或变压器的故障，将确定性评估方法和概率性评估方法相结合，通过对各母线电压和支路功率的稳定裕度计算得出相应指标，对当前系统做N-1故障的风险脆弱性评估，找出系统高危脆弱性故障线路即关键线路，以此为支路故障状态下对电力系统做出应对的预防措施提供理论依据。最后，本文通过对RTS79系统用MATPOWER电力系统仿真软件进行N-1故障分析计算，得出相应的脆弱性指标，验证了本文内提出的指标的有效性。关键词：电力系统；级联故障；脆弱性；电压；功率；指标重庆理工大学毕业论文基于潮流特征的电网脆弱性评估IIAbstractWithgradualexpansionofthepowernetworkscaleandbulknationwideinterconnection,Powernetworkstrengthensthecontactamongareas,makesfulluseoftheresourcebutalsobringshiddentroublestopowernetworksecurity.Therefore,theresearehesontheevolvement,vulnerabilityandpreventivemeasuresofblackoutshavebeenreceivedmuchattention.Toassessthevulnerabilityandstabilityofpowersystems,aswellastostrengthentoanalyzeandpredictcascadingtripeventswhichprobablyexistinpowersystem,providingthetheoreticalbasisforformulatingcorrectcountermeasures,isanimportantfundamentalworkthatpreventandreducetheoccurrenceofviciouslarge-scaleblackoutsinpowergrid.Inviewofthis，thispaperconsiderscascadingfailureofthepowersystemvulnerabilityassessment，However,vulnerabilityassessmentfirstshouldsolvethesetwoaspectsformodelingcascadingfailuresandvulnerabilityassessmentmethodologies.So,fistlythetextdiscoursethecascadingfailuresmodelsandthepowersystemsecurityassessmentmethods.Accordingtoadetailedanalysisofthecascadingfailuresmodels,inthispaper,acombinationofslipfaultmodeltosimulatethepowersystemoflinetriportransformerfaultwillbeused,andcombinethedeterministicwiththeprobabilisticassessmentmethods,throughthepowerofbusvoltageandbranchstabilitymargincalculatedcorrespondingindexs.EstimatetheprobabilityriskofpowersysteminN-1failures,andidentifythehigh-riskvulnerabilityofthesystem,namelykeylines.Toguidethecopingstrategytopowersysteminbranchfaultsituations.Finally,anexampleofRTS79systemusesMATPOWERpowersystemsimulationsoftwaretoanalysisthesystemfaultanalysisofN-1failuresandcalculatesthecorrespondingvulnerabilityindexs,theeffectivenessofindexisproved.Keywords：Powersystem;Cascadingfailure;Vulnerability;Voltage;Power;Index重庆理工大学毕业论文基于潮流特征的电网脆弱性评估11绪论1.1课题的背景及意义当今世界范围内，电力是一个国家和地区的经济命脉,电力系统的安全、稳定与国家建设的稳定发展休戚相关，而且不间断的电力供应已成为工农业生产、国防军事、科技发展及人民生活中至关重要的因素。电网是一个由网络结构实体、计算机操作系统组成的复杂系统，本身规模庞大，结构复杂，即使是在稳定运行状态下也可能存在着潜在的危险。另一方面，目前电网的建设不能完全满足人们日益增长的需求，像美国过去10年电力需求量增长了30%，而输电能力仅仅增长15%，电网处于极限运行状态，因此，保证电网的安全稳定运行成为一个重要的话题。近年来随着改革开放我国经济得到了快速发展，电力系统已逐渐发展为超大规模的复杂系统，其特点主要表现为“两大”、“两高”，即电力系统规模大、发电机组容量大、线路电压等级高，电网自动化程度高。大电网的互联不仅增加了电力系统网络结构的复杂性,而且也增加了电网运行的复杂性。因此,电网安全运行问题已转变为多种问题并存的局面,电网安全面临着越来越大的挑战,事故可能波及的范围越来