本科畢業(yè)設(shè)計開題答辯課件

畢業(yè)設(shè)計開題答辯

班級：姓名：學號：時間：題目：電力系統(tǒng)安全風險評估體系研究與軟件設(shè)計

指導教師：畢業(yè)設(shè)計開題答辯班級：題目：電力系統(tǒng)安全風險評估體一、研究背景二、國內(nèi)外現(xiàn)狀三、研究路線四、工作進度安排內(nèi)容提綱內(nèi)容提綱一、研究背景

隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展和科學技術(shù)的不斷進步，電力網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)?；ヂ?lián)己成為各國電力系統(tǒng)發(fā)展的趨勢，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜。近年來，國內(nèi)外由于電網(wǎng)內(nèi)部、外部等諸多原因造成的大面積停電事故，引起了各國、各界對于電網(wǎng)安全風險管控的重視。一、研究背景隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展和科學技術(shù)的一、研究背景大電網(wǎng)格局的優(yōu)缺點分析：優(yōu)點：對于個體用戶供電可靠性高電網(wǎng)的運行、調(diào)度方式更靈活實現(xiàn)水、火互濟各區(qū)域發(fā)電容量互為備用提高了系統(tǒng)的運行效率實現(xiàn)電能的遠距離傳輸促進資源優(yōu)化配置缺點：電網(wǎng)結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜系統(tǒng)的不確定性增加電力系統(tǒng)控制難度增大一旦發(fā)生電力事故，波及范圍更大，損失更嚴重故障后系統(tǒng)恢復(fù)運行的難度更大一、研究背景大電網(wǎng)格局的優(yōu)缺點分析：優(yōu)點：缺點：近年來國內(nèi)外接連發(fā)生的多起大面積停電事故國家時間停電規(guī)模及損失美國、加拿大2003.8.14美國8個州和加拿大2個省，停電時間約29小時，共損失61.80GW負荷，受影響人口約5000萬瑞典、丹麥2003.9.23停電時間約7個小時，損失負荷1800MW，受影響人口約500萬意大利2003.9.28意大利全國停電，停電時間約19.5小時，受影響人口約5400萬莫斯科2005.5.25停電時間持續(xù)41個小時，共損失電力3539.5MW，受影響人口達200萬中國2006.7.1華中電網(wǎng)停電事故，河南省大面積停電中國2008.1冰災(zāi)導致貴州、湖南、湖北、江西等省大面積停電巴西2009.11.20停電涉及巴西18個州，共損失負荷28.83GW，受影響人口約為6000萬巴西2011.2.4停電涉及巴西18個州，停電時間約為8小時，共損失負荷8000MW，受影響人口約為4000萬美國、墨西哥2011.9.8停電時間約12小時，共損失4.3GW，受影響人數(shù)超過500萬印度2012.7.30印度北部電網(wǎng)發(fā)生停電事故，停電時間約為14個小時，共損失負荷36GW，受影響人口約為3.7億印度2012.7.31印度北部、東部、東北部3個區(qū)域電網(wǎng)發(fā)生停電事故。停電約20小時。共損失負荷48GW，受影響人口超過6億近年來國內(nèi)外接連發(fā)生的多起大面積停電事故國家時間停電規(guī)模及損一、研究背景這些大面積停電事故反映出傳統(tǒng)電網(wǎng)安全穩(wěn)定分析方法的不足。因此，我們有必要反思傳統(tǒng)電網(wǎng)安全分析方法的不足，尋找新的方法和理論，進行電力系統(tǒng)安全風險及脆弱性評估工作，幫助找出電力系統(tǒng)的脆弱環(huán)節(jié)，使政府和電力監(jiān)管機構(gòu)能對電力系統(tǒng)的安全風險、脆弱性及其對社會和公眾的影響進行全面有效管控，并協(xié)調(diào)社會各方力量采取措施有效應(yīng)對大面積停電事件。一、研究背景這些大面積停電事故反映出傳統(tǒng)電網(wǎng)安全穩(wěn)定分析方法二、國內(nèi)外現(xiàn)狀電力系統(tǒng)安全風險評估方法基于可靠性理論基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論基于風險管理二、國內(nèi)外現(xiàn)狀電力系統(tǒng)安全風險評估方法基于可靠性理論基于復(fù)雜2.1基于可靠性的電力系統(tǒng)風險評估確定性評估方法概率評估方法風險評估方法

風險評估的一般流程2.1基于可靠性的電力系統(tǒng)風險評估確定性評估方法風險評估2.1基于可靠性的電力系統(tǒng)風險評估一、建立系統(tǒng)的事故集

風險評估的一般流程發(fā)電機架空線路電纜饋線變壓器斷路器隔離開關(guān)電抗器電容器元件停運模型：強迫停運半強迫停運計劃停運完全失效部分失效元件老化共因停運多重失效模式停運元件組停運連鎖停運環(huán)境相依失效2.1基于可靠性的電力系統(tǒng)風險評估一、建立系統(tǒng)的事故集風2.1基于可靠性的電力系統(tǒng)風險評估二、事故概率的計算

風險評估的一般流程狀態(tài)窮舉法蒙特卡洛模擬法混合法2.1基于可靠性的電力系統(tǒng)風險評估二、事故概率的計算風險2.1基于可靠性的電力系統(tǒng)風險評估三、事故后果的計算

風險評估的一般流程靜態(tài)后果低壓風險過載風險電壓崩潰連鎖故障暫態(tài)后果功角穩(wěn)定電壓穩(wěn)定頻率穩(wěn)定臨界切除時間2.1基于可靠性的電力系統(tǒng)風險評估三、事故后果的計算風險2.1基于可靠性的電力系統(tǒng)風險評估四、計算風險指標

風險評估的一般流程根據(jù)故障后果考慮的方向不同同，可以建立相應(yīng)的靜態(tài)或暫態(tài)指標，則：風險=概率x后果最后判斷風險水平并提出相應(yīng)措施人工智能算法模糊理論并行計算技術(shù)等2.1基于可靠性的電力系統(tǒng)風險評估四、計算風險指標風險評2.2基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的風險評估

電力系統(tǒng)具有多層次和相互關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)、多時間尺度和多種控制參量，是一個動態(tài)的、非線性的、隨機的、開放的和不斷演化的復(fù)雜系統(tǒng)。近年來，從事電力系統(tǒng)安全研究的學者們也嘗試著應(yīng)用復(fù)雜性科學的基本理論研究連鎖故障發(fā)生的內(nèi)在機理和大停電的本質(zhì)，找出電力系統(tǒng)的脆弱點，進行電力系統(tǒng)的安全風險及脆弱性分析。2.2基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的風險評估電力系統(tǒng)具有2.2基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的風險評估電網(wǎng)停電事故的冪率分布假設(shè)規(guī)模為Q的停電事故發(fā)生次數(shù)為N(Q)，則二者滿足如下冪律關(guān)系：說明大停電事故的發(fā)生概率是不可忽略的。當停電規(guī)模達到一定程度時，其發(fā)生概率是隨停電規(guī)模的增加以冪律下降，而不是按指數(shù)下降，其風險的數(shù)學期望是無界的2.2基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的風險評估電網(wǎng)停電事故的冪率分布假設(shè)規(guī)2.2基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的風險評估電網(wǎng)自組織臨界性：大面積停電不可避免但可預(yù)測當系統(tǒng)達到自組織臨界態(tài)時，即使微小的干擾事件也可引起后果極其嚴重的災(zāi)變。沙堆模型電網(wǎng)自組織臨界性模型構(gòu)建OPA模型CASCADE模型曼徹斯特模型基于OPF模型一般化模型2.2基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的風險評估電網(wǎng)自組織臨界性：大面積停電2.2基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的風險評估小世界特性及無標度特性復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)相關(guān)參數(shù)：特征路徑長度聚類系數(shù)節(jié)點度介數(shù)小世界網(wǎng)絡(luò)模型（1995）規(guī)模增大，距離增加不大聚類系數(shù)大特征路徑長度短故障傳播廣度與深度無標度網(wǎng)絡(luò)模型（1999）節(jié)點度分布滿足冪律分布網(wǎng)絡(luò)增長性擇優(yōu)連接性魯棒性與脆弱性2.2基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的風險評估小世界特性及無標度特性復(fù)雜網(wǎng)2.2基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的風險評估基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的電網(wǎng)脆弱性分析電網(wǎng)連鎖故障模型負荷介數(shù)比例模型加權(quán)網(wǎng)絡(luò)模型自組織網(wǎng)絡(luò)模型OPA、CASCADE等電網(wǎng)結(jié)構(gòu)脆弱性研究介數(shù)關(guān)鍵節(jié)點關(guān)鍵邊靜態(tài)和動態(tài)分析2.2基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的風險評估基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的電網(wǎng)脆弱性分析2.3基于風險管理的風險評估在電力系統(tǒng)的風險評估方法中，還有一類方法，考慮的是電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)因素、設(shè)備因素以及相關(guān)系統(tǒng)運行的技術(shù)等方面對電力系統(tǒng)的風險影響，由于這些因素是在電力部門的調(diào)度運行管理中的日常管理范圍，所以通過在這方面因素上的考核評估，也是校核電力系統(tǒng)風險水平的一種方法。2.3基于風險管理的風險評估在電力系統(tǒng)的風險評2.3基于風險管理的風險評估定性分析事故樹分析法定量計算層次分析法指標量化打分權(quán)重計算2.3基于風險管理的風險評估定性分析2.3基于風險管理的風險評估2.3基于風險管理的風險評估2.3基于風險管理的風險評估多方合作評估結(jié)構(gòu)多方合作決策政府部門電力企業(yè)科研院校設(shè)備制造企業(yè)其他2.3基于風險管理的風險評估多方合作評估結(jié)構(gòu)三、研究路線電力系統(tǒng)安全風險評估方法基于可靠性理論基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論基于風險管理三類評估方法比較基于電力系統(tǒng)模型潮流計算、穩(wěn)定計算實時在線進行評估對于實際網(wǎng)絡(luò)難以應(yīng)用基于電力系統(tǒng)參數(shù)反映中長期狀態(tài)便于工程應(yīng)用脫離系統(tǒng)模型、結(jié)構(gòu)基于網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)解釋大停電機理脫離電氣特征對于實際網(wǎng)絡(luò)難以應(yīng)用三、研究路線電力系統(tǒng)安全風險評估方法基于可靠性理論基于復(fù)雜網(wǎng)三、研究路線鑒于以上方法在工程應(yīng)用方面的可實施性，本次畢業(yè)設(shè)計采取了基于風險管理的風險評估策略，在多方合作復(fù)雜電力系統(tǒng)安全風險評估框架基礎(chǔ)上，指標體系上有所修改完善，并開發(fā)相關(guān)的評估軟件從而提高評估方法的評估效率和可操作性，使評估方法能夠在政府部門和電力企業(yè)中得到推廣，同時也可以逐步使評估活動成為政府、電力企業(yè)的一項日常工作，有利于評估活動的長期有效開展。任務(wù)：三、研究路線鑒于以上方法在工程應(yīng)用方面的可實三、研究路線3.1理論方法研究風險評估方法總結(jié)指標的構(gòu)建模式指標的量化計算權(quán)重的確定、綜合指標計算方法3.2工程了解及指標完善試點項目報告研究引入系統(tǒng)模型、結(jié)構(gòu)因素計算模型精確化指標體系完善三、研究路線3.1理論方法研究3.2工程了解及指標完善三、研究路線3.3軟件總體設(shè)計方案VisualC++編程軟件界面設(shè)計操作流程功能模塊設(shè)計3.4軟件編制關(guān)鍵技術(shù)德爾菲法的實現(xiàn)數(shù)據(jù)接口的實現(xiàn)軟件智能化操作三、研究路線3.3軟件總體設(shè)計方案3.4軟件編制關(guān)鍵技術(shù)四、工作進度安排3月1號-3月21號：外文翻譯，文獻調(diào)研，開題報告及答辯；3月22號-3月28號：了解電力系統(tǒng)安全風險評估研究現(xiàn)狀；3月29號-4月11號：學習研究國內(nèi)試點工作的電力系統(tǒng)安全風險評估體系；4月12號-5月2號：提出實現(xiàn)電力系統(tǒng)安全風險評估體系的軟件設(shè)計方案；5月3號-6月6號：編制電力系統(tǒng)安全風險評估軟件；6月7號-6月20號：撰寫畢業(yè)論文及答辯。四、工作進度安排3月1號-3月21號：外文翻譯，文獻調(diào)研，開謝謝！謝謝！畢業(yè)設(shè)計開題答辯

班級：姓名：學號：時間：題目：電力系統(tǒng)安全風險評估體系研究與軟件設(shè)計

指導教師：畢業(yè)設(shè)計開題答辯班級：題目：電力系統(tǒng)安全風險評估體一、研究背景二、國內(nèi)外現(xiàn)狀三、研究路線四、工作進度安排內(nèi)容提綱內(nèi)容提綱一、研究背景

隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展和科學技術(shù)的不斷進步，電力網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模互聯(lián)己成為各國電力系統(tǒng)發(fā)展的趨勢，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜。近年來，國內(nèi)外由于電網(wǎng)內(nèi)部、外部等諸多原因造成的大面積停電事故，引起了各國、各界對于電網(wǎng)安全風險管控的重視。一、研究背景隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展和科學技術(shù)的一、研究背景大電網(wǎng)格局的優(yōu)缺點分析：優(yōu)點：對于個體用戶供電可靠性高電網(wǎng)的運行、調(diào)度方式更靈活實現(xiàn)水、火互濟各區(qū)域發(fā)電容量互為備用提高了系統(tǒng)的運行效率實現(xiàn)電能的遠距離傳輸促進資源優(yōu)化配置缺點：電網(wǎng)結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜系統(tǒng)的不確定性增加電力系統(tǒng)控制難度增大一旦發(fā)生電力事故，波及范圍更大，損失更嚴重故障后系統(tǒng)恢復(fù)運行的難度更大一、研究背景大電網(wǎng)格局的優(yōu)缺點分析：優(yōu)點：缺點：近年來國內(nèi)外接連發(fā)生的多起大面積停電事故國家時間停電規(guī)模及損失美國、加拿大2003.8.14美國8個州和加拿大2個省，停電時間約29小時，共損失61.80GW負荷，受影響人口約5000萬瑞典、丹麥2003.9.23停電時間約7個小時，損失負荷1800MW，受影響人口約500萬意大利2003.9.28意大利全國停電，停電時間約19.5小時，受影響人口約5400萬莫斯科2005.5.25停電時間持續(xù)41個小時，共損失電力3539.5MW，受影響人口達200萬中國2006.7.1華中電網(wǎng)停電事故，河南省大面積停電中國2008.1冰災(zāi)導致貴州、湖南、湖北、江西等省大面積停電巴西2009.11.20停電涉及巴西18個州，共損失負荷28.83GW，受影響人口約為6000萬巴西2011.2.4停電涉及巴西18個州，停電時間約為8小時，共損失負荷8000MW，受影響人口約為4000萬美國、墨西哥2011.9.8停電時間約12小時，共損失4.3GW，受影響人數(shù)超過500萬印度2012.7.30印度北部電網(wǎng)發(fā)生停電事故，停電時間約為14個小時，共損失負荷36GW，受影響人口約為3.7億印度2012.7.31印度北部、東部、東北部3個區(qū)域電網(wǎng)發(fā)生停電事故。停電約20小時。共損失負荷48GW，受影響人口超過6億近年來國內(nèi)外接連發(fā)生的多起大面積停電事故國家時間停電規(guī)模及損一、研究背景這些大面積停電事故反映出傳統(tǒng)電網(wǎng)安全穩(wěn)定分析方法的不足。因此，我們有必要反思傳統(tǒng)電網(wǎng)安全分析方法的不足，尋找新的方法和理論，進行電力系統(tǒng)安全風險及脆弱性評估工作，幫助找出電力系統(tǒng)的脆弱環(huán)節(jié)，使政府和電力監(jiān)管機構(gòu)能對電力系統(tǒng)的安全風險、脆弱性及其對社會和公眾的影響進行全面有效管控，并協(xié)調(diào)社會各方力量采取措施有效應(yīng)對大面積停電事件。一、研究背景這些大面積停電事故反映出傳統(tǒng)電網(wǎng)安全穩(wěn)定分析方法二、國內(nèi)外現(xiàn)狀電力系統(tǒng)安全風險評估方法基于可靠性理論基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論基于風險管理二、國內(nèi)外現(xiàn)狀電力系統(tǒng)安全風險評估方法基于可靠性理論基于復(fù)雜2.1基于可靠性的電力系統(tǒng)風險評估確定性評估方法概率評估方法風險評估方法

風險評估的一般流程2.1基于可靠性的電力系統(tǒng)風險評估確定性評估方法風險評估2.1基于可靠性的電力系統(tǒng)風險評估一、建立系統(tǒng)的事故集

風險評估的一般流程發(fā)電機架空線路電纜饋線變壓器斷路器隔離開關(guān)電抗器電容器元件停運模型：強迫停運半強迫停運計劃停運完全失效部分失效元件老化共因停運多重失效模式停運元件組停運連鎖停運環(huán)境相依失效2.1基于可靠性的電力系統(tǒng)風險評估一、建立系統(tǒng)的事故集風2.1基于可靠性的電力系統(tǒng)風險評估二、事故概率的計算

風險評估的一般流程狀態(tài)窮舉法蒙特卡洛模擬法混合法2.1基于可靠性的電力系統(tǒng)風險評估二、事故概率的計算風險2.1基于可靠性的電力系統(tǒng)風險評估三、事故后果的計算

風險評估的一般流程靜態(tài)后果低壓風險過載風險電壓崩潰連鎖故障暫態(tài)后果功角穩(wěn)定電壓穩(wěn)定頻率穩(wěn)定臨界切除時間2.1基于可靠性的電力系統(tǒng)風險評估三、事故后果的計算風險2.1基于可靠性的電力系統(tǒng)風險評估四、計算風險指標

風險評估的一般流程根據(jù)故障后果考慮的方向不同同，可以建立相應(yīng)的靜態(tài)或暫態(tài)指標，則：風險=概率x后果最后判斷風險水平并提出相應(yīng)措施人工智能算法模糊理論并行計算技術(shù)等2.1基于可靠性的電力系統(tǒng)風險評估四、計算風險指標風險評2.2基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的風險評估

電力系統(tǒng)具有多層次和相互關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)、多時間尺度和多種控制參量，是一個動態(tài)的、非線性的、隨機的、開放的和不斷演化的復(fù)雜系統(tǒng)。近年來，從事電力系統(tǒng)安全研究的學者們也嘗試著應(yīng)用復(fù)雜性科學的基本理論研究連鎖故障發(fā)生的內(nèi)在機理和大停電的本質(zhì)，找出電力系統(tǒng)的脆弱點，進行電力系統(tǒng)的安全風險及脆弱性分析。2.2基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的風險評估電力系統(tǒng)具有2.2基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的風險評估電網(wǎng)停電事故的冪率分布假設(shè)規(guī)模為Q的停電事故發(fā)生次數(shù)為N(Q)，則二者滿足如下冪律關(guān)系：說明大停電事故的發(fā)生概率是不可忽略的。當停電規(guī)模達到一定程度時，其發(fā)生概率是隨停電規(guī)模的增加以冪律下降，而不是按指數(shù)下降，其風險的數(shù)學期望是無界的2.2基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的風險評估電網(wǎng)停電事故的冪率分布假設(shè)規(guī)2.2基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的風險評估電網(wǎng)自組織臨界性：大面積停電不可避免但可預(yù)測當系統(tǒng)達到自組織臨界態(tài)時，即使微小的干擾事件也可引起后果極其嚴重的災(zāi)變。沙堆模型電網(wǎng)自組織臨界性模型構(gòu)建OPA模型CASCADE模型曼徹斯特模型基于OPF模型一般化模型2.2基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的風險評估電網(wǎng)自組織臨界性：大面積停電2.2基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的風險評估小世界特性及無標度特性復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)相關(guān)參數(shù)：特征路徑長度聚類系數(shù)節(jié)點度介數(shù)小世界網(wǎng)絡(luò)模型（1995）規(guī)模增大，距離增加不大聚類系數(shù)大特征路徑長度短故障傳播廣度與深度無標度網(wǎng)絡(luò)模型（1999）節(jié)點度分布滿足冪律分布網(wǎng)絡(luò)增長性擇優(yōu)連接性魯棒性與脆弱性2.2基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的風險評估小世界特性及無標度特性復(fù)雜網(wǎng)2.2基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的風險評估基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的電網(wǎng)脆弱性分析電網(wǎng)連鎖故障模型負荷介數(shù)比例模型加權(quán)網(wǎng)絡(luò)模型自組織網(wǎng)絡(luò)模型OPA、CASCADE等電網(wǎng)結(jié)構(gòu)脆弱性研究介數(shù)關(guān)鍵節(jié)點關(guān)鍵邊靜態(tài)和動態(tài)分析2.2基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的風險評估基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的電網(wǎng)脆弱性分析2.3基于風險管理的風險評估在電力系統(tǒng)的風險評估方法中，還有一類方法，考慮的是電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)因素、設(shè)備因素以及相關(guān)系統(tǒng)運行的技術(shù)等方面對電力系統(tǒng)的風險影響，由于這些因素是在電力部門的調(diào)度運行管理中的日常管理范圍，所以通過在這方面因素上的考核評估，也是校核電力系統(tǒng)風險水平的一種方法。2.3基于風險管理的風險評估在電力系統(tǒng)的風險評2.3基于風險管理的風險評估定性分析事故樹分析法定量計算層次分析法指標量化打分權(quán)重計算2.3基于風險管理的風險評估定性分析2.3基于風險管理的風險評估2.3基于風險管理的風險評估2.3基于風險管理的風險評估多方合作評估結(jié)構(gòu)多方合作決策政府部門電力企業(yè)科研院校設(shè)備制造企業(yè)其他2.3基于風險管理的風險評估多方合作評估結(jié)構(gòu)三、研究路線電力系統(tǒng)安全風險評估方法基于可靠性理論基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論基于風險管理三類評估方法比較基于電力系