电力系统脆弱性评估：结构与状态协同分析

"基于协同效应分析的输电线路脆弱评估方法" 电力系统是现代社会的重要基础设施，其安全性至关重要。随着电力网络的复杂性和规模不断扩大，识别和评估电网的脆弱性成为了一个关键问题，以防止大规模停电事件的发生。这篇研究文章探讨了输电线路的脆弱性评估，特别是如何结合结构脆弱性和状态脆弱性进行综合分析。 结构脆弱性主要关注电网中元件（如线路和节点）的布局和相互依赖性。当某些元件发生故障时，系统是否能够保持稳定运行。复杂网络理论被用于分析这种结构脆弱性，其中源荷介数是一个重要的评估指标。源荷介数衡量的是一个节点在整个网络中作为能量来源或负荷的中介角色，反映了线路在电力传输中的重要性。此外，文献中还引用了以电抗为权重的最短路径、失负荷百分比、输电效率等概念，以及输电介数和传输贡献度指标，这些都是评估结构脆弱性的工具。 状态脆弱性则侧重于电力系统在受到扰动或故障后，元件状态变量的变化。例如，线路可能过载，导致电压、频率和功率的不稳定。文献中提到，利用输电裕度、功率过载量和功率传输分布因子(PTDF)可以评估状态脆弱性。PTDF是一种衡量线路故障对系统功率流影响的系数，有助于识别那些在故障情况下可能导致系统性能显著下降的线路。 协同效应是指结构和状态之间的相互作用，这在实际电力系统中是不可忽视的。通过分析这两者之间的关联，可以更准确地评估系统的整体脆弱性。文中提出了一种新的评估模型，该模型同时考虑了结构和状态的关联，提高了脆弱性辨识的准确性。通过新英格兰39节点系统和500 kV网架系统的仿真结果，证明了该模型相对于传统方法的优越性。 过去的研究如文献［11］和［12］中，分别通过事故链模型和熵理论来量化状态脆弱性，并建立相应的评估模型。文献［13］则引入了电气耦合连接度来评价节点的关键性，而文献［14］提出了线路功率介数和节点功率介数等指标。尽管这些方法各有优势，但忽略了结构和状态之间的相互影响。 综合来看，电力系统脆弱性评估应考虑结构和状态的协同效应，这将为电网的安全管理和故障预防提供更全面的视角。通过综合分析，可以更有效地识别潜在的薄弱环节，从而采取预防措施，提高电力系统的稳定性。这种方法不仅适用于理论研究，也有望在实际电力系统运营中得到应用，保障电网的安全运行。