基于直流潮流的电力系统线路重要度评估论文_王坤,詹铸,侯艳,张旭超

 王坤 詹铸 侯艳 张旭超

(国网河南省电力公司郑州供电公司 河南郑州 450000)

摘要:本文主要以复杂网络的小世界理论依托,综合考虑节点的类别,线路容量,潮流的方向性三方面因素,采用直流潮流算法以线路介数来衡量线路对于整个电力网络的重要性。

关键词:线路潮流介数,关键线路辨识,直流潮流,线路重要度

1.引言:

大停电事故给电网安全运行敲响了警钟,电网安全问题已经上升为关系国计民生的大事。经验表明,大停电事故往往是由某一元件或线路故障引发继电保护装置连锁跳闸,导致系统崩溃,大面积停电。在连锁反应中,少数关键线路往往起到推波助澜的作用,因此寻找关键线路控制连锁跳闸对于预防大面积停电有着重要意义。

2.网络拓扑中的介数简介

网络拓扑结构是反映网络中个实体之间的结构关系的一种简化图。线路介数定义为网络中任意两节点之间所有最短路径中经过该线路的路径数目占最短路径总数的比例。即:

根据归一化之后介数分布分析得到30节点的介数在0.5~1之间占比7.32%;

118节点的介数在0.5~1之间占比3.35%。

可见网络越复杂重要线路占比越少,电网越坚强,这进一步说明关键线路可以大大减少电力系统日常维护监管的工作量,对于电网安全至关重要。

接下来去掉最重要线路看看系统介数分布的变化,由此验证关键线路重要性指标的有效性,通过对比30节点和118节点去掉关键线路之后的反应,验证哪个网络更“坚强”。

线路潮流介数分布线路潮流介数分布

注:横坐标为线路编号,线路编号为合并平行支路之后按照IEEE数据给出的线路顺序编号,由于潮流为标幺值算法故纵坐标无单位

去掉最重要线路之后,30节点的介数分布区间发生了很大变化,而118节点的变化不明显,虽然单凭这一点就断定118节点的网络比30节点的网络更“坚强”过于草率,但是鉴于本文篇幅,我们可以大胆推测:118节点的网络应对干扰的能力比30节点的强。由此扩展,网络越复杂,抗干扰能力越强,越“坚强”。

6.线路重要性评估结果与分析

通过对比30节点和118节点的潮流介数分布可推断知:

随着网络变复杂每条线路相对重要性降低,这也是大规模电网互联的原因之一,建设坚强的电网,网络越复杂某一条线路出线故障,会有更多线路负担故障线路的潮流,相对来说过载几率减小;

去掉重要线路之后临近线路重要性提升,一方面验证了去掉支路的重要性,另一方说明线路重要性与潮流密不可分;

118节点的去掉最重要线路之后对其他线路的重要性影响没有30节点大,其分布基本保持不变,而30节点的介数分布发生了很大的变化,这也说明30节点应对干扰或扰动的能力没有118节点强,从另一方面说明,网络结构越复杂,每条线路重要性降低。

图1 去掉最重要支路之后IEEE-30节点图2去掉最重要支路之后IEEE-118节点

参考文献

[[1]王仁伟,张友刚,杨阳,李军. 基于电气介数的复杂电网脆弱线路辨识[J]. 电力系统保护与控制,2014,20:1-6.

[[2]梁才,刘文颖,但扬清,徐鹏,周喜超. 输电线路的潮流介数及其在关键线路识别中的应用[J]. 电力系统自动化,2014,08:35-40.

[[3]]Kai Wang,Bu-han Zhang,Zhe Zhang,Xiang-gen Yin,Bo Wang. An electrical betweenness approach for vulnerability assessment of power grids considering the capacity of generators and load[J]. Physica A: Statistical Mechanics and its Applications,2011,39023:.

作者简介:

王坤(1965-),男,河南郑州人,高级技师,高级工程师,研究方向:变电运维智能化;

詹铸(1966-),男,河南郑州人,高级技师,高级工程师,研究方向:变电运维;

侯艳(1978-),女,河南郑州人,技师,研究方向:变电运维智能化;

张旭超(1992-),男,河南新野人,研究方向:变电运维;

论文作者:王坤,詹铸,侯艳,张旭超

论文发表刊物:《电力设备》2016年第11期

论文发表时间:2016/8/22

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