复杂电力网络的级联故障分析与研究

刘芳　郑义

摘 要： 将复杂网络理论应用于电力系统，特别是对级联故障导致的大电网停电事故进行研究，得到了广泛关注。首先探讨了对级联故障进行理论建模的重要性，然后对电网结构脆弱性和级联故障方面的研究进展和应用情况进行了分析，最后对课题的研究方向做了阐述和展望。

关键词： 复杂电力网络； 级联故障； 小世界网络； 无标度网络

中图分类号： TN915.853?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2014）19?0114?03

Analysis and research of cascading failure in complex power grid

LIU Fang1， ZHENG Yi2

（1. Jiangsu Open University， Nanjing 210036， China； 2. Nanjing University of Posts and Telecommunications， Nanjing 210023， China）

Abstract： Applying complex network theory to power systems， especially to the research of the large power grid blackout accident caused by the cascade failure， has been widely concerned. The importance of the theoretical modeling on cascading failures is discussed in this paper. The research progress of the grid structure vulnerability and the cascading failure is analyzed. The research direction is expounded and prospected.

Keywords： complex power grid； cascading failure； small world network； scale?free network

0 引 言

电网是现代文明社会的重要基础设施， 电网的大规模互联已成为全世界范围内电力系统发展的必然趋势，电网的安全运行已越来越成为社会政治经济生活高效运作的有效保证。但是电网级联故障和大停电事故却一直伴随着电网及社会的发展而存在。

国内外大面积停电事故的频繁发生，引起了众多学者对大规模电网连锁故障以及脆弱性研究的关注。如2003年8月14日美加大停电、8月28日英国伦敦大停电、9月23日瑞典丹麦大停电、9月28日意大利全国大停电，以及2004年7月12日希腊雅典大停电，2005年5月25日的莫斯科大停电，2008年2月中国湖南大停电等。这些大规模事故引发的电力系统安全问题，几乎都和电网的级联故障密切相关。而应用复杂网络理论结合电力系统特点，对防范级联故障导致的全局灾难性大停电事故进行研究，已经得到了广泛的关注。在我国，电力系统灾变防治与经济运行重大科学问题的研究项目位列国家重大基础研究计划首批10个重大项目之中[1]。……