發(fā)布時間：2017-07-05 04:19

  本文關鍵詞：上海電網(wǎng)重要基礎設施脆弱性評估研究

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【摘要】：隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展,電力系統(tǒng)步入了大電網(wǎng)、大機組和特高電壓時代,逐漸發(fā)展成為具有超大規(guī)模的復雜系統(tǒng)。電網(wǎng)的大規(guī)�；ミB實現(xiàn)了更大范圍內(nèi)資源的優(yōu)化配置,但同時也降低了電網(wǎng)運行的安全穩(wěn)定程度,造成各類電網(wǎng)突發(fā)事件頻發(fā),帶來重大社會影響和經(jīng)濟損失。本文以電網(wǎng)重要基礎設施,主要指樞紐變電站、換流站和高壓輸電線路為研究對象,在分析各類電網(wǎng)突發(fā)事件作用機理的基礎上,重點研究其物理脆弱性的構成,構建了脆弱性評估框架體系,提出科學有效的評估方法,為采取有效降低電網(wǎng)重要基礎設施脆弱性的對策措施提供科學依據(jù)。首先,在研究電網(wǎng)重要基礎設施脆弱性定義和內(nèi)涵的基礎上,分析了電網(wǎng)重要基礎設施突發(fā)事件的作用機理,明確了電網(wǎng)重要基礎設施脆弱性的構成及致災因子影響要素。以樞紐變電站、換流站和高壓輸電線路(含桿塔)為脆弱性評估的基本單元,以主要設備設施為基本評估對象,構建了基于壓力(P)、狀態(tài)(S)、響應(R)為基礎指標的PSR脆弱性評估模型�；赑SR模型的三個維度提取了脆弱性評估指標,并運用粗糙集法進行約簡,形成脆弱性評估指標體系。借鑒其它領域比較成熟的評估方法,進一步研究提出了電網(wǎng)重要基礎設施脆弱度指數(shù)的計算方法與等級劃分標準和依據(jù)。其次,在PSR脆弱性評估模型構建基礎之上,應用三角圖法對樞紐變電站、換流站及高壓輸電線路(含桿塔)等評估單元進行了脆弱性分類研究,重點以上海500kV“楊行.楊高”輸電線路為樣本進行了實例驗證,計算分析了該輸電線路“5109”一段所包含的71個線段的脆弱性類型,從而為更加有針對性的提出改進措施提供科學依據(jù)：運用DEA數(shù)據(jù)包絡分析法,以上海市500kV泗涇變電站、500kV黃渡變電站等9座500kV變電站為樣本進行脆弱性指數(shù)測度實證研究,應用DEA優(yōu)化模型進行了樣本變電站的脆弱性指數(shù)測度分析,驗證了模型的有效性并給出了脆弱性測度排序的結論及合理解釋。最后,綜合運用本文研究成果,結合國家電網(wǎng)公司脆弱性評估管理工作的實際需求,在國家電網(wǎng)公司SoTower系統(tǒng)開發(fā)平臺之上,開發(fā)了電網(wǎng)重要基礎設施脆弱性評估及預警系統(tǒng),形成了由脆弱度評估、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、預警管理及基礎信息管理等幾大功能模塊組成的評估管理系統(tǒng),實現(xiàn)了各級電力公司開展脆弱性自我評估及專家評估工作的功能,并可對采集的數(shù)據(jù)進行有效分析,依據(jù)既定的閾值進行不同程度的脆弱性風險預警,從而及時有效的甄別電網(wǎng)重要基礎設施運行中的薄弱環(huán)節(jié),并采取有針對性的安全與應急預控措施,有效預防電網(wǎng)突發(fā)事件的發(fā)生,全面提升電網(wǎng)安全管理水平。
【關鍵詞】：電網(wǎng) 突發(fā)事件 脆弱性評估 三角圖法 PSR
【學位授予單位】：北京科技大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：F426.61
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-7
• Abstract7-13
• 1 引言13-16
• 2 文獻綜述16-33
• 2.1 脆弱性相關理論及研究現(xiàn)狀16-22
• 2.1.1 脆弱性研究概況16-19
• 2.1.2 脆弱性評估領域19-20
• 2.1.3 脆弱性評估特征20-21
• 2.1.4 脆弱性評估實證研究21-22
• 2.2 脆弱性分析方法與模型22-26
• 2.2.1 脆弱性評估的主要方法22-25
• 2.2.2 脆弱性分析的典型模型25-26
• 2.3 電力系統(tǒng)脆弱性研究現(xiàn)狀26-28
• 2.3.1 電力系統(tǒng)結構脆弱性研究現(xiàn)狀26-27
• 2.3.2 電力系統(tǒng)物理脆弱性研究現(xiàn)狀27-28
• 2.4 重要基礎設施脆弱性評估研究現(xiàn)狀28-29
• 2.5 研究內(nèi)容與研究方法29-33
• 2.5.1 研究內(nèi)容29-30
• 2.5.2 研究方法30-33
• 3 電網(wǎng)重要基礎設施脆弱性的構成與事件作用機理研究33-49
• 3.1 電網(wǎng)重要基礎設施脆弱性的內(nèi)涵33
• 3.2 電網(wǎng)重要基礎設施脆弱性中的災害體33-38
• 3.2.1 自然災害和氣候34-37
• 3.2.2 人為破壞37-38
• 3.3 電網(wǎng)重要基礎設施脆弱性中的承災體38-41
• 3.3.1 變電站39-40
• 3.3.2 輸電線路40
• 3.3.3 換流站40-41
• 3.4 承災體和災害體之間的關系41-42
• 3.4.1 電力系統(tǒng)二次設備41-42
• 3.4.2 應急救援能力42
• 3.5 電網(wǎng)重要基礎設施脆弱性作用機理分析42-47
• 3.5.1 災害體(致災因子)的威脅分析43-46
• 3.5.2 承災體脆弱性因素分析46
• 3.5.3 恢復力要素分析46-47
• 3.6 本章小結47-49
• 4 基于PSR模型的電網(wǎng)重要基礎設施脆弱性評估體系研究49-85
• 4.1 脆弱性評估體系框架49-51
• 4.1.1 評估目的49
• 4.1.2 評估單元與對象49
• 4.1.3 評估要素49-51
• 4.2 脆弱性評估指標體系構建51-65
• 4.2.1 指標體系建立方法51-52
• 4.2.2 傳統(tǒng)的指標體系建立方法52-54
• 4.2.3 基于PSR模型的指標體系構建方法54-55
• 4.2.4 評估指標設計思路與指標要素55-58
• 4.2.5 粗糙集法約簡后的指標體系58-65
• 4.3 脆弱度指數(shù)基本計算方法與等級劃分65-72
• 4.3.1 壓力指數(shù)(VP)65-68
• 4.3.2 狀態(tài)指數(shù)(VS)68-70
• 4.3.3 響應指數(shù)(VR)70-71
• 4.3.4 總體脆弱性指數(shù)71-72
• 4.4 基于三角圖法的脆弱性分類方法研究72-76
• 4.4.1 三角圖法的適用性72
• 4.4.2 三角圖的構造原理72-73
• 4.4.3 三角圖法確定脆弱性類型73-75
• 4.4.4 三角圖法確定脆弱性類型變化趨勢75-76
• 4.4.5 三角圖法評估的基本步驟76
• 4.5 DEA模型在脆弱性指數(shù)測度分析應用76-83
• 4.5.1 DEA評估模型簡介76-77
• 4.5.2 DEA模型脆弱性評估的適應性77
• 4.5.3 DEA脆弱性評估的建模思想77-79
• 4.5.4 DEA脆弱性評估模型的構建79-82
• 4.5.5 DEA模型脆弱性評估流程82-83
• 4.6 本章小結83-85
• 5 上海電網(wǎng)重要基礎設施脆弱性評估實例研究85-105
• 5.1 “泗涇”500kV變電站脆弱性評估實證研究85-91
• 5.1.1 泗涇變電站概況85-86
• 5.1.2 脆弱性評估情況86-89
• 5.1.3 脆弱性類型分析及對策措施89-91
• 5.2 500kV“楊楊線”三角圖法脆弱性分類實證研究91-99
• 5.2.1 500kV楊楊線概況91-93
• 5.2.2 輸電線路脆弱性指數(shù)93-95
• 5.2.3 脆弱性類型分析及對策措施95-99
• 5.3 上海500kV變電站(9座)的DEA模型實證研究99-103
• 5.3.1 樣本的選取與數(shù)據(jù)來源99-100
• 5.3.2 評估指標的處理100-101
• 5.3.3 脆弱性指數(shù)測度與分析101-103
• 5.4 本章小結103-105
• 6 電網(wǎng)重要基礎設施脆弱性評估及預警系統(tǒng)開發(fā)105-124
• 6.1 系統(tǒng)開發(fā)目的105
• 6.2 系統(tǒng)總體設計105-108
• 6.2.1 系統(tǒng)設計原則105-106
• 6.2.2 開發(fā)平臺的確定106
• 6.2.3 數(shù)據(jù)庫設計106-107
• 6.2.4 網(wǎng)絡集成107
• 6.2.5 WebGIS應用服務107-108
• 6.3 系統(tǒng)架構108-111
• 6.3.1 系統(tǒng)總體架構108
• 6.3.2 系統(tǒng)功能模塊設計108-110
• 6.3.3 系統(tǒng)部署結構110-111
• 6.4 系統(tǒng)功能模塊實現(xiàn)111-122
• 6.4.1 登錄界面111
• 6.4.2 系統(tǒng)首頁111-113
• 6.4.3 脆弱度評估113-117
• 6.4.4 統(tǒng)計分析117-118
• 6.4.5 預警管理118-120
• 6.4.6 基礎數(shù)據(jù)維護120-122
• 6.5 本章小結122-124
• 7 結論124-127
• 7.1 主要結論124-125
• 7.2 創(chuàng)新點125-127
• 參考文獻127-135
• 附錄A 脆弱性評估原始指標體系135-153
• 附錄A-1：壓力(P)指標要素135-137
• 附錄A-2：狀態(tài)(S)指標要素137-152
• 附錄A-3：響應(R)指標要素152-153
• 附錄B 脆弱性評估指數(shù)取值標準153-173
• 附錄B.1：壓力(P)指數(shù)取值標準153-162
• 附錄B-2：狀態(tài)(S)指數(shù)取值標準162-170
• 附錄B-3：響應(R)指數(shù)取值標準170-173
• 附錄C 電網(wǎng)重要基礎設施脆弱性評估調(diào)查問卷173-177
• 作者簡歷及在學研究成果177-179

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本文編號：520510