本科毕业设计开题答辩PPT课件

LOGO 毕业设计开题答辩 班 级： 姓 名： 学 号： 时 间： 题目：电力系统安全风险评估体系研究与软件设计 指导教师： 一、研究背景 二、国内外现状 三、研究路线 四、工作进度安排 内容提纲 一、研究背景 随着经济的高速发展和科学技术的不断进步，电力网络的大规模互联己成为各国电力系统发展的趋势，电网结构日趋复杂。近年来，国内外由于电网内部、外部等诸多原因造成的大面积停电事故，引起了各国、各界对于电网安全风险管控的重视。 一、研究背景 大电网格局的优缺点分析： 优点： 对于个体用户供电可靠性高 电网的运行、调度方式更灵活 实现水、火互济 各区域发电容量互为备用 提高了系统的运行效率 实现电能的远距离传输 促进资源优化配置 缺点： 电网结构越来越复杂 系统的不确定性增加 电力系统控制难度增大 一旦发生电力事故，波及范围更大，损失更严重 故障后系统恢复运行的难度更大 近年来国内外接连发生的多起大面积停电事故 国家 时间 停电规模及损失 美国、加拿大 2003.8.14 美国8个州和加拿大2个省，停电时间约29小时，共损失61.80GW负荷，受影响人口约5000万 瑞典、丹麦 2003.9.23 停电时间约7个小时，损失负荷1800MW，受影响人口约500万 意大利 2003.9.28 意大利全国停电，停电时间约19.5小时，受影响人口约5400万 莫斯科 2005.5.25 停电时间持续41个小时，共损失电力3539.5MW，受影响人口达200万 中国 2006.7.1 华中电网停电事故，河南省大面积停电 中国 2008.1 冰灾导致贵州、湖南、湖北、江西等省大面积停电 巴西 2009.11.20 停电涉及巴西18个州，共损失负荷28.83GW，受影响人口约为6000万 巴西 2011.2.4 停电涉及巴西18个州，停电时间约为8小时，共损失负荷8000MW，受影响人口约为4000万 美国、墨西哥 2011.9.8 停电时间约12小时，共损失4.3GW，受影响人数超过500万 印度 2012.7.30 印度北部电网发生停电事故，停电时间约为14个小时，共损失负荷36GW，受影响人口约为3.7亿 印度 2012.7.31 印度北部、东部、东北部3个区域电网发生停电事故。停电约20小时。共损失负荷48GW，受影响人口超过6亿 一、研究背景 这些大面积停电事故反映出传统电网安全稳定分析方法的不足。因此，我们有必要反思传统电网安全分析方法的不足，寻找新的方法和理论，进行电力系统安全风险及脆弱性评估工作，帮助找出电力系统的脆弱环节，使政府和电力监管机构能对电力系统的安全风险、脆弱性及其对社会和公众的影响进行全面有效管控，并协调社会各方力量采取有效应对大面积停电事件。 二、国内外现状 2.1 基于可靠性的电力系统风险评估 确定性评估方法 概率评估方法 风险评估方法 风险评估的一般 2.1 基于可靠性的电力系统风险评估 一、建立系统的事故集 风险评估的一般流程 发电机 架空线路 电缆 馈线 变压器 断路器 隔离开关 电抗器 电容器 元件停运模型： 强迫停运 半强迫停运 停运 完全失效 部分失效 元件老化 共因停运 多重失效模式停运 元件组停运 连锁停运 环境相依失效 2.1 基于可靠性的电力系统风险评估 二、事故概率的计算 风险评估的一般流程 状态穷举法 蒙特卡洛模拟法 混合法 2.1 基于可靠性的电力系统风险评估 三、事故后果的计算 风险评估的一般流程 静态后果 低压风险 过载风险 电压崩溃 连锁故障 暂态后果 功角稳定 电压稳定 频率稳定 临界切除时间 2.1 基于可靠性的电力系统风险评估 四、计算风险指标 风险评估的一般流程 根据故障后果考虑的方向不同同，可以建立相应的静态或暂态指标，则： 风险=概率x后果 最后判断风险水平并提出相应措施 人工智能算法 模糊理论 并行计算技术等 2.2基于复杂网络理论的风险评估 电力系统具有多层次和相互关联的结构、多时间尺度和多种控制参量，是一个动态的、非线性的、随机的、开放的和不断演化的复杂系统。近年来，从事电力系统安全研究的学者们也尝试着应用复杂性科学的基本理论研究连锁故障发生的内在机理和大停电的本质，找出电力系统的脆弱点，进行电力系统的安全风险及脆弱性分析。 2.2基于复杂网络理论的风险评估 电网停电事故的幂率分布 假设规模为Q的停电事故发生次数为N(Q)，则二者满足如下幂律关系： 说明大停电事故的发生概率是不可忽略的。当停电规模达到一定程度时，其发生概率是随停电规模的增加以幂律下降，而不是按指数下降，其风险的数学期望是无界的 2.2基于复杂网络理论的风险评估 电网自组织临界性：大面积停电不可避免但可预测 当系统达到自组织临界态时，即使微小的干扰事件也可引起后果极其严重的灾变。 沙堆模型 电网自组织临界性模型构建 OPA模型 CASCADE模型 曼彻斯特模型 基于OPF模型 一般化模型 2.2基于复杂网络理论的风险评估 小世界特性及无标度特性 复杂网络相关参数： 特征路径长度 聚类系数 节点度 介数 小世界网络模型（1995） 规模增大，距离增加不大 聚类系数大 特征路径长度短 故障传播广度与深度 无标度网络模型（1999） 节点度分布满足幂律分布 网络增长性 择优连接性 鲁棒性与脆弱性 2.2基于复杂网络理论的风险评估 基于复杂网络的电网脆弱性分析 电网连锁故障模型 负荷介数比例模型 加权网络模型 自组织网络模型 OPA、CASCADE等 电网结构脆弱性研究 介数 关键节点 关键边 静态和动态分析 2.3基于风险管理的风险评估 在电力系统的风险评估方法中，还有一类方法，考虑的是电力系统的结构因素、设备因素以及相关系统运行的技术等方面对电力系统的风险影响，由于这些因素是在电力部门的调度运行管理中的日常管理范围，所以通过在这方面因素上的考核评估，也是校核电力系统风险水平的一种方法。 2.3基于风险管理的风险评估 定性分析 事故树分析法 定量计算 层次分析法 指标量化打分 权重计算 � � 大面积停电 结构风险 技术风险 设备风险 + + + + 电源结构风险 继电保护风险 关键一次设备风险 全网供电缺口过大 过载线路保护动作造成大量负荷损失 发电机强迫停运率增长较大 … … … … … … + 大负荷转移情况下保护连锁动作风险 + 电能供应不足 发电机组及辅助设备风险 + + + + … … … … … … … … … … … … 顶 上 事 件 中 间 事 件 基 本 事 件 关联 关联 关联 关联 关联 关联 关联 关联 2.3基于风险管理的风险评估 2.3基于风险管理的风险评估 多方合作评估结构 多方合作决策 政府部门 电力企业 科研院校 设备制造企业 其他 三、研究路线 三类评估方法比较 基于电力系统模型 潮流计算、稳定计算 实时在线进行评估 对于实际网络难以应用 基于电力系统参数 反映中长期状态 便于工程应用 脱离系统模型、结构 基于网络拓扑结构 解释大停电机理 脱离电气特征 对于实际网络难以应用 三、研究路线 鉴于以上方法在工程应用方面的可实施性，本次毕业设计采取了基于风险管理的风险评估策略，在多方合作复杂电力系统安全风险评估框架基础上，指标体系上有所修改完善，并开发相关的评估软件从而提高评估方法的评估效率和可操作性，使评估方法能够在政府部门和电力企业中得到推广，同时也可以逐步使评估活动成为政府、电力企业的一项日常工作，有利于评估活动的长期有效开展。 任务： 三、研究路线 3.1 理论方法研究 风险评估方法总结 指标的构建模式 指标的量化计算 权重的确定、综合指标计算方法 3.2 工程了解及指标完善 试点项目研究 引入系统模型、结构因素 计算模型精确化 指标体系完善 三、研究路线 3.3 软件总体设计 Visual C++编程软件 界面设计 操作流程 功能模块设计 3.4 软件编制关键技术 德尔菲法的实现 数据接口的实现 软件智能化操作 四、工作进度安排 3月1号-3月21号：外文翻译，文献调研，开题报告及答辩； 3月22号-3月28号：了解电力系统安全风险评估研究现状； 3月29号-4月11号：学习研究国内试点工作的电力系统安全风险评估体系； 4月12号-5月2号：提出实现电力系统安全风险评估体系的软件设计方案； 5月3号-6月6号：编制电力系统安全风险评估软件； 6月7号-6月20号：撰写毕业论文及答辩。 谢谢！