本文關(guān)鍵詞： 電網(wǎng) 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò) 多屬性 脆弱性 自然異動　出處：《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施是基礎(chǔ)設(shè)施中的關(guān)鍵部分,對國家和社會的正常運(yùn)行起到關(guān)鍵支撐作用。電網(wǎng)作為一類關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施,在國民日常生活與國家生存發(fā)展中影響巨大,一旦其遭到破壞就會直接威脅到社會穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)發(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,世界范圍內(nèi)的電網(wǎng)規(guī)模愈發(fā)龐大,為社會的發(fā)展提供可靠電力保障。與此同時,電網(wǎng)面臨的問題也逐步顯現(xiàn)出來,世界各地的電網(wǎng)事故頻發(fā),有些是因為自然環(huán)境變化導(dǎo)致,有些是人為的蓄意攻擊,有些則是工作人員的錯誤操作造成的。然而,電網(wǎng)作為一種典型的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò),事故造成的后果不是簡單的設(shè)備損壞或區(qū)域停電,由于其具有級聯(lián)失效的特性,網(wǎng)絡(luò)中一部分的損壞可能造成其他相鄰區(qū)域設(shè)備的損壞以及更大面積的停電事故。電網(wǎng)的安全管理也已經(jīng)成為學(xué)界研究的一個熱點(diǎn)。目前相關(guān)領(lǐng)域的研究文獻(xiàn)認(rèn)為,電網(wǎng)面臨的主要安全問題來源于三個方面,分別為自然異動、人為異動和技術(shù)異動,尤以研究自然異動下電網(wǎng)問題的文獻(xiàn)較多,成果也最為豐富。電網(wǎng)脆弱性的研究就是對此類研究問題的一個深入。本文從電網(wǎng)脆弱性的角度研究電網(wǎng)安全性及保護(hù)問題,以多屬性評價理論、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論和災(zāi)害學(xué)理論為基礎(chǔ),綜合運(yùn)用定性分析與定量分析結(jié)合的方法,定性分析了電網(wǎng)脆弱性的構(gòu)成及影響因素,并對脆弱性的多屬性構(gòu)成進(jìn)行量化處理,提出了相應(yīng)的評估方法及模型,在此基礎(chǔ)上對電網(wǎng)脆弱性進(jìn)行綜合評估。首先,在總體分析階段。通過對相關(guān)文獻(xiàn)的梳理總結(jié),明晰電網(wǎng)脆弱性內(nèi)涵及其與可靠性、風(fēng)險性和重要性之間的邏輯關(guān)系,為全文的理論分析奠定基礎(chǔ);基于電網(wǎng)的脆弱性來源和脆弱性評估的目標(biāo),分析電網(wǎng)脆弱性的構(gòu)成和評估內(nèi)容,以及評估的理論基礎(chǔ)和邏輯基礎(chǔ);并闡明脆弱性評估需要用到的相關(guān)理論和方法。關(guān)于脆弱性的構(gòu)成,本文認(rèn)為可以分為三部分,分別為網(wǎng)絡(luò)單元脆弱性、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)脆弱性和異動誘發(fā)脆弱性。這三部分又可以繼續(xù)細(xì)分,網(wǎng)絡(luò)單元脆弱性可以分為單元內(nèi)生脆弱性和環(huán)境誘發(fā)脆弱性;網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)脆弱性可以分為網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)初始脆弱性和級聯(lián)失效脆弱性,級聯(lián)失效脆弱性分為網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)效率脆弱性和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)功能脆弱性,由于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)初始脆弱性可以看成是級聯(lián)迭代為零時的級聯(lián)失效脆弱性,則網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)脆弱性可以直接看成由網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)效率脆弱性和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)功能脆弱性組成;以及異動誘發(fā)脆弱性。其次,在個體問題分析階段,主要研究了脆弱性評估過程中的關(guān)鍵點(diǎn)。第一個關(guān)鍵問題是電網(wǎng)的級聯(lián)迭代失效問題,由于造成級聯(lián)失效的原因主要來自于自然異動風(fēng)險,因此本文在風(fēng)險理論的基礎(chǔ)上進(jìn)行電網(wǎng)級聯(lián)效應(yīng)的研究,并基于級聯(lián)效應(yīng)評估了其造成的風(fēng)險性后果和脆弱性后果;第二個關(guān)鍵問題是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)脆弱性指標(biāo)權(quán)重問題,有時網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)或邊具有相近的結(jié)構(gòu)脆弱性,而實際上網(wǎng)絡(luò)中單元的運(yùn)行狀況存在很大差別,如果單純評估結(jié)構(gòu)上的脆弱性而忽略單元個體的情況,可能造成對相似單元的脆弱度辨識效果不佳,這時以可靠性為權(quán)重對脆弱指標(biāo)賦權(quán)可以很好的解決這個問題。第三個關(guān)鍵問題是網(wǎng)絡(luò)單元中節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)(功能)脆弱性識別問題,電網(wǎng)為全社會提供電力保障,節(jié)點(diǎn)單元失效后對整體的功能影響越大其脆弱性就越高,功能影響通過電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)單元提供電力保障大小(相對于總體該節(jié)點(diǎn)覆蓋區(qū)域由于電能使用產(chǎn)生的總福利,其包括經(jīng)濟(jì)、文化、宜居和行政因素)來表示。再次,在解決以上三個關(guān)鍵問題后,根據(jù)脆弱性的構(gòu)成建立了脆弱性綜合評估框架,其包括:單元內(nèi)生脆弱性、環(huán)境誘發(fā)脆弱性、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)效率脆弱性、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)功能脆弱性和異動誘發(fā)脆弱性。根據(jù)各屬性脆弱性評估內(nèi)容,構(gòu)建分量評估模型及綜合評估模型。在模型的構(gòu)建過程中,將以上三個關(guān)鍵問題融入評估過程中,使得脆弱性評估中包含了對于電網(wǎng)風(fēng)險性、可靠性和重要性的考慮,使得脆弱性成為一個更為適合用來評估電網(wǎng)安全程度的指標(biāo),避免了以往風(fēng)險性、可靠性、重要性等單一評價的缺點(diǎn),是一個比較綜合全面的評價標(biāo)準(zhǔn)。最后,基于以上分析和綜合評估模型,對S市電網(wǎng)的脆弱性情況進(jìn)行了分析,分別分析了常態(tài)脆弱性、單一災(zāi)種脆弱性和多災(zāi)種脆弱性,結(jié)果給出了S市電網(wǎng)46個主要節(jié)點(diǎn)面臨的脆弱程度,并對脆弱性結(jié)果進(jìn)行了分析,提出了相應(yīng)的保護(hù)措施,并以近年來S市發(fā)生的電網(wǎng)災(zāi)害為例,驗證了本文研究結(jié)果的合理性,為電網(wǎng)的防災(zāi)、減災(zāi)等保護(hù)工作提供了一定的幫助。
[Abstract]:The key infrastructure is the key part of the infrastructure , and plays a key role in the normal operation of the country and society . As a kind of key infrastructure , the power grid affects the social stability and economic development . This paper analyzes the vulnerability of network elements in order to make vulnerability become more suitable for evaluating the safety degree of power grid . The protection work of disaster reduction and other protection provides certain help .

【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TM727.2
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本文編號：1445952