基于自组织临界理论的南方电网停电事故宏观规律研究 a research on statistic orderliness of china southern power grid blackout based on self-organized criticality.pdfVIP

第40卷第7期 中国电力 VOI。40。NO．7 2007年7月 ELECTRI(：P()WER JuI．2007 刘映尚·一，吴文传·，冯永青z，张伯明，，吕 颖， (1．清华大学电机系电力系统国家重点实验室，北京100084；2．中国南方电网公司，广东广州510623) 摘要：采用自组织临界理论研究了中国南方电网发生事故的宏观规律．初步证明中国南方电网具有自组 织I临界性(SOC)的一些重要性质。一方面，利用变尺度(刚S)分析方法对比分析了北美和中国南方电网 的事故符合幂次定律及其发展趋势．同时表明Hurst指数代表的事故发展趋势符合2个电网的实际情况： 另一方面，以海南电网为研究对象．建立了模拟电力系统连锁故障的最优潮流方法(0PA)模型．并进行 了数值模拟研究．揭示了其SOC特征。 关键词：自组织临界；连锁故障：刚S分析 中图分类号：TM732 文献标识码：A 文章编号：1004．9649(2007)07—0037—05 法对实际大电网的研究分析。 O引言 针对以上问题，本文的主要工作是∽：(1)对中 国南方电网停电数据进行统计处理．分析了中国南 随着电网互联程度和电网规模的不断扩大．电 方电网与北美电网停电模型．考察了它们是否符 力系统发生连锁事故的可能性变大．事故造成的损 合自组织临界特性。同时采用变尺度(R／S)分析方 失也变大。因此，需要用系统的眼光从整体网络的角 法对中国南方电网停电数据进行了持续性趋势关 度对电力系统连锁故障进行研究．以指导系统的规 联分析，总结出南方电网的特点：(2)利用复杂系 划、建设、运行和应急工作。如何对连锁事故所导致 统动力学中的建模方法．对海南电网连锁故障演变 的灾难性大停电风险进行分析．是电力系统运行风 过程和最终导致电网崩溃的过程进行了仿真和计 险研究的难点问题…。对于传统的连锁事故不确定 算分析。 分析而言．主要针对的是元件原发性故障及其所引 起的波及性连锁故障，通常认为波及性连锁故障最 1 自组织临界性的基本概念 终通过远后备保护给予切除。而在实际电网发生的 大停电事故中．往往都会发生由于线路过载所引起 自组织临界性(SOC)指的是一个具有持续的能 的大范围线路故障．采用传统的连锁事故不确定分 量供给且由很多基本单元组成、各基本单元之间具 析方法很难对这类现象进行研究…。 有(非线性的)相互作用的系统．在某种条件下有可 运用复杂性科学∞j来研究电力系统发生灾变 能自发地演化到一个类似于I『缶界状态的状态，、系统 的规律是近年来新兴的研究方法．对该问题的初步 围绕这个状态的涨落满足1／厂定律．涨落的幅度△F 研究表明．大停电的频率与规模间符合幂次定律的． 1 与涨落的频度厂之间满足△F。C寺的关系(其中d是 ‘ 认为这是自组织临界性的一种表现舯]。国内的研究 】 人员也做了相关研究：一“j。 一个常数)，即其规模与频率满足幂律关系(Power 由于不同系统的情况差别很大．加上实际系统 Law)。在临界状态下．小事件能引起连锁反应事故． 的事故原因复杂多变．要正确理解实际系统事故的 并对系统中的部分组成元素产