电网生存性评估及扰动源定位方法研究

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1、分类号学号D200977233学校代码10487密级博士学位论文电网生存性评估及扰动源定位方法研究学位申请人：赵峰学科专业：电力系统及其自动化指导教师：林湘宁教授答辩日期：2014年5月万方数据AThesisSubmittedinPartialofFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofDoctorofEngineeringResearchonPowerSystemSurvivabilityAssessmentandDisturbanceSourceLocationMe

2、thodCandidate:ZhaoFengMajor:PowerSystemandItsAutomationSupervisor:Prof.LinXiangningHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaMay2014万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做

3、出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。(请在以上方框内打“√”)学位论文作者签名：指导教师

4、签名：日期：年月日日期：年月日万方数据华中科技大学博士学位论文摘要电网作为保障现代社会经济发展和安全稳定的重要基础设施，其安全问题一直受到高度的关注。近年来大停电事故的多次发生揭示了电网本身存在固有的安全隐患，极端自然灾害暴露了电网应对恶劣外部环境时的脆弱性，电网在蓄意攻击场景下的应对能力应当引起警惕。电网在“内忧外患”环境下的生存能力值得深思。现有的电网生存性评估或脆弱性评估理论已取得了许多成果但仍存在一些不完善的地方，如单纯从电网结构的角度考虑电网脆弱性而忽视了电网运行方式的影响，缺乏对于电网结构均衡性和脆弱

5、性之间相互关联的深入分析和评价，少有从内因和外因相结合的角度对于电网正常运行方式下和电网扰动状态下的电网生存性的综合评判。为此，本文从电网完成基本电能传输任务能力的角度围绕电网在正常运行方式下和扰动状态下已存在和潜在的生存问题展开研究，建立了电网生存性评估指标体系评估方法及扰动源定位方法。完善了电网生存性评估的理论体系，为电网安全性评估提供了一个新的角度。所做的工作和所取得的主要成果归纳如下：提出了基于潮流追踪方法的电能传输路径解析方法，能够透过电网潮流的表面深入分析电能流动的深层特性，得到全网的“发电机-负荷”

6、节点之间的所有电能传输路径，并基于电能传输路径分析定义了电气距离，克服了只依赖网络结构定义电气距离方法的缺陷，能够更全面地反映电网的电能传输特性。在此基础上构建了能够反映电网电能传输效率的畅通性评估指标及方法，并能够辨识出对电网电能传输中起枢纽作用的重要元件。考虑了电网关键节点与关键支路在空间尺度上的分布特征对也电网脆弱性的影响，提出了考虑多源扰动及电网自身结构均衡特性的电网脆弱性评估指标与评估方法。通过分析电网节点和支路在电能传输作用方面的分布差异提出电网结构的均衡度指标，定义了节点之间的空间距离和支路之间的空

7、间距离，并提出了关键节点的空间分布均衡度和关键支路的空间分布均衡度。综合考虑元件失效对于电网整体传输性能的影响建立了电网对于关键元件的依赖度指标。分析了电网在随机失效和蓄意攻击2种模式下的脆弱性。建立了综合考虑电网畅通性、均衡性和脆弱性的电网生存性评估指标体系及评估方法研究，提出了基于层次分析法和改进灰色关联度法的生存性指标权重分层优选方I万方数据华中科技大学博士学位论文法，将电网生存性各项指标综合形成一个有机整体。提出了基于电网生存性评估的电网规划方案方法。基于典型实际电网算例构建了4个规划方案，计算了各个规划

8、方案的生存性各项指标，得出了每一个规划方案的生存性水平。算例分析表明电网畅通性与电网脆弱性之间既相互联系又存在着一定的矛盾，证明了电网生存性体系将畅通性和脆弱性结合考虑的必要性。针对威胁电网生存性的两类元件的典型失效场景，分别提出了相应的扰动源准确定位方法。针对传统的发电机过电压保护在发电机并列运行场景下的选择性和速动性不足问题，提出了发电机并列运行场景下过电压源辨识策略