電網(wǎng)結(jié)構(gòu)脆弱性

對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)脆弱性分析，需要找出電網(wǎng)中的脆弱環(huán)節(jié)，加強(qiáng)對(duì)關(guān)鍵元件的保護(hù)和防范，避免由于這些元件失效而引起連鎖故障，從而造成大停電事故。按照小世界網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成原理，網(wǎng)絡(luò)中有一些遠(yuǎn)程連接，對(duì)于減小網(wǎng)絡(luò)的平均距離起到重要的作用。文獻(xiàn) 通過(guò)仿真分析證明了高介數(shù)線路就是對(duì)網(wǎng)絡(luò)小世界特性有重要影響的遠(yuǎn)程連接，而其基于介數(shù)的識(shí)別方法找到的就是這些遠(yuǎn)程連接。在病毒傳播的研究中，節(jié)點(diǎn)感染病毒后，可以通過(guò)這些遠(yuǎn)程連接將病毒傳播到遠(yuǎn)方，擴(kuò)大感染范圍。而在電網(wǎng)中，這些遠(yuǎn)程連接被破壞，會(huì)使網(wǎng)絡(luò)平均距離增大，影響網(wǎng)絡(luò)連通性，網(wǎng)絡(luò)可能發(fā)生解列，并不一定會(huì)使故障傳播到遠(yuǎn)處，擴(kuò)大停電范圍?？梢?jiàn)，對(duì)造成大停電事故的脆弱環(huán)節(jié)搜索中使用基于介數(shù)的識(shí)別方法，其結(jié)果準(zhǔn)確性是值得懷疑的。因此，本文希望換一個(gè)角度，從連鎖故障脆弱性出發(fā)，試圖找到那些失效后會(huì)使電網(wǎng)發(fā)生大面積事故的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和線路。

電網(wǎng)結(jié)構(gòu)脆弱性結(jié)構(gòu)負(fù)荷

通過(guò)對(duì)歷次事故的分析可知，連鎖故障的產(chǎn)生，一般是少數(shù)節(jié)點(diǎn)或線路發(fā)生故障并退出運(yùn)行，引起系統(tǒng)潮流的重新分布，導(dǎo)致其他節(jié)點(diǎn)過(guò)負(fù)荷而被切除，從而引起系統(tǒng)潮流分布的再次變化。該過(guò)程反復(fù)進(jìn)行，最終導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)大面積癱瘓。一般認(rèn)為，節(jié)點(diǎn)的最大傳輸容量與其初始負(fù)荷成正比，當(dāng)節(jié)點(diǎn)負(fù)荷超過(guò)其最大傳輸容量時(shí)，該節(jié)點(diǎn)退出運(yùn)行。在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論中，該負(fù)荷不是實(shí)際的功率，而是度數(shù)、介數(shù)等拓?fù)鋵W(xué)指標(biāo)，文將這種負(fù)荷稱(chēng)之為“結(jié)構(gòu)負(fù)荷” 。

如前所述，電氣介數(shù)相對(duì)于介數(shù)能更好地反映電流在電網(wǎng)中的傳播特點(diǎn)，本文用其作為結(jié)構(gòu)負(fù)荷。

電網(wǎng)結(jié)構(gòu)脆弱性結(jié)構(gòu)過(guò)負(fù)荷指數(shù)

現(xiàn)有脆弱元件識(shí)別方法一般為按介數(shù)或電氣介數(shù)排序，認(rèn)為介數(shù)較大的元件即為關(guān)鍵元件。當(dāng)故障指標(biāo)為最大連通子集等靜態(tài)拓?fù)鋵W(xué)指標(biāo)時(shí)這種方法比較有效，但其不能很好地反映元件失效后對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)影響。因此，本文借鑒靜態(tài)安全分析中的預(yù)想事故自動(dòng)選擇方法，提出了結(jié)構(gòu)過(guò)負(fù)荷指數(shù)(Structural Overload Index, SOI)。該指標(biāo)表現(xiàn)了元件斷開(kāi)后系統(tǒng)狀態(tài)的變化，并能在一定程度上反映系統(tǒng)由這種狀態(tài)變化而引起的連鎖反應(yīng)。

根據(jù)連鎖故障產(chǎn)生機(jī)理，一個(gè)元件失效是否會(huì)產(chǎn)生較嚴(yán)重的連鎖故障，關(guān)鍵不在于它自身負(fù)荷的大小，而在于它失效后是否會(huì)引起其他元件過(guò)負(fù)荷。一個(gè)元件失效引起系統(tǒng)其他元件的負(fù)荷增量越多，該元件失效的引起連鎖故障的風(fēng)險(xiǎn)就越大。因此，

目前，將復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論應(yīng)用到電力系統(tǒng)中的研究，其主要目標(biāo)在于解釋電網(wǎng)大停電事故的成因及其發(fā)展規(guī)律，評(píng)價(jià)電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)脆弱性及尋找薄弱環(huán)節(jié)，以預(yù)防事故的發(fā)生。其中，最為核心和重要的研究方向是利用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論進(jìn)行電網(wǎng)結(jié)構(gòu)脆弱性判別、預(yù)測(cè)連鎖故障發(fā)生可能性。己有文獻(xiàn)表明，國(guó)內(nèi)外電網(wǎng)大都具有明顯小世界特性，其中的關(guān)鍵線路十分有利于連鎖故障的擴(kuò)散。對(duì)這些線路進(jìn)行針對(duì)性攻擊會(huì)使電網(wǎng)連通性水平下降很快，應(yīng)予以特別關(guān)注。但現(xiàn)有研究中，應(yīng)用在電網(wǎng)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型和方法過(guò)于抽象、簡(jiǎn)單，其結(jié)論與實(shí)際情況有相當(dāng)?shù)牟罹?，還不能被廣泛接受，無(wú)法應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)。因此，如何建立符合電力系統(tǒng)電氣特性的拓?fù)淠Ｐ?，?duì)電網(wǎng)關(guān)鍵線路進(jìn)行準(zhǔn)確辨識(shí)，并對(duì)電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)脆弱性做出評(píng)價(jià)，具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義 。

電網(wǎng)作為一個(gè)大型的人工網(wǎng)絡(luò)，在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中具有代表意義。對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)脆弱性研究一直都是復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的重要研究方向。早期的研究都是基于無(wú)權(quán)拓?fù)淠Ｐ停?jiǎn)單的說(shuō)，就是將發(fā)電廠、變電站和負(fù)荷抽象成節(jié)點(diǎn)，將變壓器、線路抽象成邊。文獻(xiàn) 證明美國(guó)西部電網(wǎng)具有小世界特性，其對(duì)于隨機(jī)攻擊魯棒，但對(duì)基于度數(shù)和數(shù)的攻擊非常脆弱。文獻(xiàn) 對(duì)比美國(guó)西部電網(wǎng)，證明中國(guó)北方大區(qū)互聯(lián)電網(wǎng)也具有小世界特性。此后的研究表明，巴西電網(wǎng)，意大利電網(wǎng)，我國(guó)的安徽電網(wǎng)與華東電網(wǎng)都具有小世界特性。也有文章認(rèn)為電網(wǎng)具有無(wú)標(biāo)度特性，文獻(xiàn) ]驗(yàn)證了美國(guó)東部互聯(lián)電網(wǎng)和西部互聯(lián)電網(wǎng)的度分布分別服從冪律分布。

無(wú)權(quán)拓?fù)淠Ｐ突緵](méi)有考慮到電網(wǎng)的電氣特性，其結(jié)論僅具有指導(dǎo)意義，與實(shí)際差距很大。因此，有人提出了加權(quán)拓?fù)淠Ｐ汀４四Ｐ褪菍?duì)于純粹拓?fù)淠Ｐ偷母倪M(jìn)，將一部分電氣參數(shù)引入到模型之中，使其更符合實(shí)際情況。文獻(xiàn) 將電抗作為線路的權(quán)重，將無(wú)權(quán)模型改進(jìn)成有權(quán)模型，對(duì)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了辨識(shí)。由于電抗的引入，最短路徑變成了最短電氣距離，改變了搜索結(jié)果，辨識(shí)也更加準(zhǔn)確。文獻(xiàn) 在考慮線路電抗的同時(shí)，還考慮了發(fā)電機(jī)出力和負(fù)荷大小的影響，對(duì)后續(xù)研究產(chǎn)生了很大的影響。也有部分文獻(xiàn)將潮流狀態(tài)作為邊的權(quán)重，用于評(píng)價(jià)支路在網(wǎng)絡(luò)中的重要程度。

加權(quán)拓?fù)淠Ｐ碗m然考慮了一定的電氣特性，但是仍然有一個(gè)致命弱點(diǎn)，即信息流不可分，節(jié)點(diǎn)間的功率是沿最短路徑傳播的，與實(shí)際不符。因此，有學(xué)者提出了電氣介數(shù)模型。文獻(xiàn) 首先提出了電氣介數(shù)模型。將節(jié)點(diǎn)分為發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)、傳輸節(jié)點(diǎn)和負(fù)荷節(jié)點(diǎn)，在每一個(gè)發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)和負(fù)荷節(jié)點(diǎn)之間加上單位注入電流，用基爾霍夫定律求出電流在每條線路上的分布，即線路的電氣介數(shù)分量。遍歷完所有的“發(fā)電一負(fù)荷”節(jié)點(diǎn)對(duì)，即求得各線路的電氣介數(shù)。電氣介數(shù)的求解基于電路方程，極大的改善了之前模型不符合電網(wǎng)物理特性的不足。根據(jù)對(duì)節(jié)點(diǎn)權(quán)重和電流方向的不同考慮，又出現(xiàn)了其他類(lèi)型的電氣介數(shù)電氣介數(shù)模型中，電氣介數(shù)取代加權(quán)介數(shù)而成為脆弱性指標(biāo)，認(rèn)為電氣介數(shù)越大的元件，地位越重要。

有文獻(xiàn) 對(duì)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)脆弱性產(chǎn)生的原因進(jìn)行了分析。文獻(xiàn)指出，小世界電網(wǎng)特殊的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是造成其脆弱性的根本原因。小世界電網(wǎng)中存在很少一部分長(zhǎng)程連接，它們?cè)谔岣吡溯旊娦实耐瑫r(shí)導(dǎo)致部分節(jié)點(diǎn)承擔(dān)了遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他節(jié)點(diǎn)的輸電負(fù)荷，這些與長(zhǎng)程連接相連的節(jié)點(diǎn)是小世界電網(wǎng)中的脆弱環(huán)節(jié)。文獻(xiàn) 指出互聯(lián)度較高的網(wǎng)絡(luò)廣泛存在的備用路徑為大規(guī)模連鎖崩潰的發(fā)生提供了重要條件，高介數(shù)節(jié)點(diǎn)和高介數(shù)線路是電力網(wǎng)絡(luò)中的脆弱環(huán)節(jié)。但其使用的介數(shù)與度數(shù)是純拓?fù)鋵W(xué)上的指標(biāo)，前提是假設(shè)潮流只沿母線間最短路徑流動(dòng)，不符合電力系統(tǒng)物理背景。

以上對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)脆弱性分析的方法均是基于靜態(tài)參數(shù)，而沒(méi)有考慮故障后由于潮流分布改變而引起的連鎖反應(yīng)。在預(yù)防大停電事故的研究中，如果要找出會(huì)引起大面積停電的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和線路，則必須研究該節(jié)點(diǎn)或線路

以上研究通過(guò)各種方法對(duì)電網(wǎng)的脆弱環(huán)節(jié)進(jìn)行了辨識(shí)，其結(jié)果具有指導(dǎo)意義，但仍然存在一些問(wèn)題:一是驗(yàn)證元件重要程度的故障指標(biāo)過(guò)于簡(jiǎn)單，一般都是用最大連通度和系統(tǒng)全局效能等指標(biāo)，不能完全區(qū)分不同故障的嚴(yán)重程度;二是在此故障指標(biāo)基礎(chǔ)上識(shí)別出來(lái)的節(jié)點(diǎn)和線路，移除后會(huì)對(duì)系統(tǒng)連通性產(chǎn)生很大影響，但是不一定會(huì)引起嚴(yán)重的連鎖故障。此外，目前的研究都是說(shuō)明電網(wǎng)結(jié)構(gòu)具有脆弱性，并對(duì)脆弱環(huán)節(jié)進(jìn)行了辨識(shí)，而沒(méi)有一個(gè)評(píng)價(jià)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)脆弱程度的方法。

不管是從連通性角度進(jìn)行的脆弱點(diǎn)辨識(shí)，還是本文從連鎖故障角度進(jìn)行的脆弱點(diǎn)識(shí)別，其結(jié)果都說(shuō)明了結(jié)構(gòu)負(fù)荷較大的節(jié)點(diǎn)或線路是電網(wǎng)中的脆弱環(huán)節(jié)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)越不均勻，某些節(jié)點(diǎn)或線路承擔(dān)的負(fù)荷占整個(gè)網(wǎng)絡(luò)總負(fù)荷的比重越大，對(duì)該節(jié)點(diǎn)或線路的攻擊會(huì)使網(wǎng)絡(luò)遭受越多的損失。學(xué)者們對(duì)結(jié)構(gòu)上的均勻性與網(wǎng)絡(luò)的脆弱性之間的關(guān)系進(jìn)行了一些研究。

對(duì)兩個(gè)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了研究:一個(gè)是有6000節(jié)點(diǎn)的自治層Internet結(jié)構(gòu)圖，一個(gè)是含有326000個(gè)網(wǎng)頁(yè)的WWW子網(wǎng)。文章驗(yàn)證了無(wú)標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)對(duì)隨機(jī)故障的魯棒性和對(duì)蓄意攻擊的脆弱性，并指出無(wú)標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上的脆弱性的根源在于網(wǎng)絡(luò)的非均勻性。對(duì)比了具有相似平均度的均勻網(wǎng)絡(luò)和無(wú)標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)對(duì)連鎖故障的抵抗能力。結(jié)果顯示，即使在容量很小的情況下，無(wú)論是隨機(jī)攻擊還是蓄意攻擊，均勻網(wǎng)絡(luò)都不會(huì)發(fā)生連鎖故障，而關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)受到攻擊的非均勻網(wǎng)絡(luò)的連鎖故障規(guī)模高達(dá)90%。對(duì)美國(guó)西部電網(wǎng)的攻擊也證明了這個(gè)觀點(diǎn)。在美國(guó)西部電網(wǎng)中，對(duì)最大負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的攻擊會(huì)使網(wǎng)絡(luò)性能降低50%，但是隨機(jī)故障和基于最大度的攻擊不會(huì)導(dǎo)致大范圍故障，這是因?yàn)槊绹?guó)西部電網(wǎng)的負(fù)荷分布非常不均勻，而度的分布與均勻網(wǎng)絡(luò)接近。]則直接研究了網(wǎng)絡(luò)均勻程度與網(wǎng)絡(luò)脆弱程度之間的關(guān)系。其結(jié)果表明，當(dāng)冪指數(shù)從2.2增加到10時(shí)，隨機(jī)故障和蓄意攻擊對(duì)應(yīng)的擾動(dòng)閡值也隨之增加。這說(shuō)明，隨著網(wǎng)絡(luò)的非均勻性增強(qiáng)(減小)，網(wǎng)絡(luò)越來(lái)越脆弱。反之，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的均勻性增強(qiáng)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)對(duì)外部擾動(dòng)的抵抗能力也增強(qiáng)。

以上研究，是從網(wǎng)絡(luò)攻擊的角度分析，當(dāng)節(jié)點(diǎn)度數(shù)比較均勻，即節(jié)點(diǎn)重要性差不多時(shí)，網(wǎng)絡(luò)對(duì)于攻擊的抵抗力較強(qiáng)。也有文獻(xiàn)對(duì)節(jié)點(diǎn)安全閡值分布的均勻性與網(wǎng)絡(luò)的脆弱性之間的關(guān)系進(jìn)行了研究。文獻(xiàn)「39]提出的模型給每個(gè)節(jié)點(diǎn)賦予的安全閡值符合Weib ull分布，可以通過(guò)Weib ull指數(shù)控制閡值分布的雜亂程度，并據(jù)此研究了不同層次的均勻性的安全閡值對(duì)系統(tǒng)脆弱性的影響。其結(jié)果顯示，閡值分布較為均勻的網(wǎng)絡(luò)對(duì)故障更具承受力。

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)脆弱性與其均勻性的關(guān)系也可以從經(jīng)濟(jì)學(xué)角度做出一些解釋。經(jīng)濟(jì)學(xué)有一個(gè)基本理論叫“邊際報(bào)酬遞減規(guī)律”，其定義為:在一定的生產(chǎn)技術(shù)水平下，當(dāng)其他生產(chǎn)要素的投入量不變，連續(xù)增加某種生產(chǎn)要素的投入量，在達(dá)到某一點(diǎn)以后總產(chǎn)量的增加額將越來(lái)越小的現(xiàn)象。將這個(gè)規(guī)律應(yīng)用到電網(wǎng)建設(shè)中，并以網(wǎng)絡(luò)的性{作為“產(chǎn)量”，可以理解為，在電網(wǎng)建設(shè)達(dá)到一定程度之后，對(duì)一些關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)或線丘增加投資而使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)性能提升的幅度不如對(duì)一些非關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)或線路增加投資而工網(wǎng)絡(luò)性能提升的幅度大。網(wǎng)絡(luò)安全也是網(wǎng)絡(luò)性能的重要部分，這意味著，將有限的生資盡可能平均地分配到各個(gè)節(jié)點(diǎn)，使它們具有較平均的安全閡值，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的整體安二最為有利。

要降低電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)脆弱性，就要采取一定的措施使網(wǎng)絡(luò)更加均勻，則是要想辦法使網(wǎng)絡(luò)電氣介數(shù)的基尼系數(shù)減小。在經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，如何控制貧富差距一直是討論的熱點(diǎn)問(wèn)題，其中就有人指出，縮小貧富差距，關(guān)鍵在于調(diào)節(jié)過(guò)高收入 。與之類(lèi)似，要降低電網(wǎng)脆弱性，關(guān)鍵也在于電氣介數(shù)很高的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和線路。通過(guò)一定的方法限制那些電氣介數(shù)很大的節(jié)點(diǎn)和線路，降低它們?cè)谌W(wǎng)電能傳輸中的相對(duì)重要性，這樣當(dāng)它們失效時(shí)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)造成的影響相對(duì)減小，網(wǎng)絡(luò)也變得更加強(qiáng)壯。根據(jù)電能傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，要實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，在電網(wǎng)建設(shè)中一般有兩種方法:

一是對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，使關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和線路不要承擔(dān)過(guò)多的負(fù)荷;二是合理安排電源布局，使潮流的分布盡量合理。

對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有益的改造可以降低網(wǎng)絡(luò)的脆弱性，而一些對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有害的變動(dòng)(如切除故障線路等)也會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)生消極的影響。本節(jié)將對(duì)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的變化與其脆弱性之間的關(guān)系進(jìn)行研究。

本文應(yīng)用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論對(duì)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)脆弱性進(jìn)行了研究，取得了一定成果，但還存在以下問(wèn)題，需要進(jìn)一步研究:

(1>對(duì)電力系統(tǒng)的建模仍顯粗糙，很多物理特性沒(méi)有考慮，如電壓、無(wú)功、主接線形式、二次系統(tǒng)等。

(2)連鎖故障模型比較簡(jiǎn)單，節(jié)點(diǎn)和線路容量的確定需要進(jìn)一步研究，沒(méi)有考慮保護(hù)裝置和穩(wěn)控措施的影響。故障的模擬過(guò)程中，只針對(duì)節(jié)點(diǎn)故障或支路故障，實(shí)際上兩種故障可能是交替的進(jìn)行的。故障指標(biāo)可以反映連鎖故障強(qiáng)度，但仍不全面，可考慮和己有指標(biāo)結(jié)合使用。

(3)基尼系數(shù)可以反映網(wǎng)絡(luò)均衡性的變化情況，但當(dāng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大時(shí)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的小變化可能暴露基尼系數(shù)靈敏性不足的特點(diǎn)，同時(shí)該指標(biāo)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)變化的細(xì)節(jié)也無(wú)法體現(xiàn)?；嵯禂?shù)的參考標(biāo)準(zhǔn)，是經(jīng)濟(jì)學(xué)領(lǐng)域中通過(guò)長(zhǎng)期統(tǒng)計(jì)得到的，對(duì)于電網(wǎng)結(jié)構(gòu)均衡性的評(píng)價(jià)可能不再適用。

(4)對(duì)于降低結(jié)構(gòu)均衡性的措施只進(jìn)行了初步研究，并沒(méi)有提出一個(gè)普遍適用的方法。有必要進(jìn)行進(jìn)一步的研究，以期得到普適的方法，對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃提供決策支持。2100433B

在構(gòu)建防范極端天氣、抵御人為外力破壞和防護(hù)信息安全的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的戰(zhàn)略背景下，實(shí)現(xiàn)能連續(xù)的在線評(píng)估、預(yù)防控制和自動(dòng)隔離及自我恢復(fù)的電網(wǎng)自愈控制，是實(shí)現(xiàn)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)。項(xiàng)目組在國(guó)家自然科學(xué)基金“智能電網(wǎng)的狀態(tài)感知和脆弱性評(píng)估的理論和方法（編號(hào)：51137003）”的資助下，開(kāi)展了深入的研究工作，取得了如下主要成果。 在智能電網(wǎng)故障識(shí)別方法方面，以電力系統(tǒng)重要電氣設(shè)備異常的重要特征為出發(fā)點(diǎn)，分別提出了基于電氣距離的復(fù)雜電網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)識(shí)別方法、基于動(dòng)態(tài)潮流的電網(wǎng)連鎖故障模型及關(guān)鍵線路識(shí)別方法和考慮考慮電壓等級(jí)和運(yùn)行狀態(tài)的電網(wǎng)脆弱線路辨識(shí)；在智能電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的自我感知方法研究方面，以WAMS關(guān)鍵技術(shù)為基礎(chǔ)，提出智能電網(wǎng)態(tài)勢(shì)管理概念、模型、設(shè)計(jì)、算法以及基于決策樹(shù)算法的實(shí)時(shí)安全評(píng)估策略，對(duì)系統(tǒng)的電壓越限、溫度越限、電壓穩(wěn)定、暫態(tài)穩(wěn)定進(jìn)行實(shí)時(shí)評(píng)估，有效提高智能電網(wǎng)狀態(tài)識(shí)別、感知以及可視化的精確度；在建立廣域電力系統(tǒng)和綜合信息系統(tǒng)的故障感知和健康診斷評(píng)價(jià)指標(biāo)體系方面，引入復(fù)雜系統(tǒng)理論中同配性的概念，提出了線路同配性指標(biāo)。以綜合信息系統(tǒng)對(duì)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的影響為對(duì)象，提出針對(duì)不同脆弱源定義不同的脆弱性指標(biāo)，建立和完善了智能電網(wǎng)脆弱性評(píng)估指標(biāo)體系及框架。在考慮大電網(wǎng)脆弱性的電網(wǎng)規(guī)劃方面，提出一種考慮大停電風(fēng)險(xiǎn)的多階段電網(wǎng)擴(kuò)展規(guī)劃方法。定義了一種冪律尾風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，評(píng)估停電規(guī)模尾分布的變化趨勢(shì)，衡量規(guī)劃方案的大停電風(fēng)險(xiǎn)。 項(xiàng)目從整體上充分完善了智能電網(wǎng)狀態(tài)感知和脆弱性評(píng)估體系，并在多個(gè)方面取得重要突破。項(xiàng)目組在IEEE Transaction等國(guó)際期刊和本領(lǐng)域重要的國(guó)際會(huì)議上發(fā)表學(xué)術(shù)論文43篇，其中SCI收錄16篇、EI收錄24篇，獲發(fā)明專(zhuān)利5項(xiàng)。并積極參與相關(guān)領(lǐng)域主流國(guó)際、會(huì)議、邀請(qǐng)國(guó)外專(zhuān)家訪問(wèn)的形式，與國(guó)外同行進(jìn)行了深入的學(xué)術(shù)交流。項(xiàng)目按計(jì)劃完成了預(yù)定的任務(wù)。

電網(wǎng)結(jié)構(gòu)是保證電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)。電網(wǎng)分層分區(qū)是合理的生產(chǎn)管理和調(diào)度自動(dòng)化所必須遵循的原則，是合理的電壓等級(jí)配合和電源與負(fù)荷平衡的網(wǎng)絡(luò)條件，主干網(wǎng)的結(jié)構(gòu)應(yīng)該通盤(pán)規(guī)劃，統(tǒng)籌安排，高壓主干網(wǎng)架應(yīng)盡早形成，做到布局合理，分層分區(qū)，主次分明。

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，要求電源與負(fù)荷需求平衡，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)應(yīng)按若干個(gè)規(guī)劃水平年規(guī)劃，分步加以實(shí)施，對(duì)若干技術(shù)關(guān)鍵、輸電電壓等級(jí)、輸電方式及特高壓輸電問(wèn)題等，也應(yīng)在電網(wǎng)結(jié)構(gòu)規(guī)劃中加以考慮。電網(wǎng)結(jié)構(gòu)依據(jù)電源規(guī)劃，按不同時(shí)期貫徹分層分區(qū)的原則，各類(lèi)電源接入不同電壓等級(jí)的電網(wǎng)，主力電廠接入主網(wǎng)最高電壓等級(jí)，遠(yuǎn)方電源分散接入，各分區(qū)力求電源負(fù)荷平衡，并適當(dāng)考慮聯(lián)絡(luò)線的電力電量和事故支援 。2100433B