第1章 复杂性科学与电力系统的复杂性 1
1.1 前言 1
1.2 复杂性科学与电力系统的复杂性理论 1
1.2.1 复杂性科学的建立发展与现状 1
1.2.2 电力系统灾变防治研究的复杂性理论框架 4
1.3 复杂电力系统灾变防治的综合集成方法论初探 5
1.3.1 复杂电力系统研究需要新的科学方法 5
1.3.2 综合集成方法的基本思想及其在电力系统中的应用 6
1.3.3 电力系统复杂性研究的相关问题 7
参考文献 9
第2章 电力系统大停电的自组织临界现象 10
2.1 前言 10
2.2 自组织临界性 10
2.3 电力系统大停电的自组织临界性 12
2.4 电力系统大停电的规模与频率的幂次规律 14
2.5 电力系统大停电的规模分布的分形分维特征 15
2.6 电力系统大停电的自组织临界性的意义 16
2.7 我国电力系统大停电事故自组织临界性的研究 16
2.7.1 引言 16
2.7.2 自组织临界性 17
2.7.3 资料来源及研究方法 17
2.7.4 数据分析及结果 18
2.7.5 沙堆模型在电力系统中的应用 22
2.7.6 小结 23
2.8 电网停电事故的极值分析 23
2.8.1 极值理论及幂特征下的极值分布 23
2.8.2 实例计算 24
2.8.3 小结 25
参考文献 25
第3章 复杂电网的规划方法和演化机制模型 28
3.1 电力系统复杂性描述 28
3.1.1 基于F-matrix的电网安全复杂性评价 28
3.1.2 大型互联电网HOT性质分析 29
3.2 序优化理论及其在电力系统规划中的应用 33
3.2.1 序优化理论 33
3.2.2 基于单目标序优化理论的输电网规划 35
3.2.3 基于向量序优化理论的多目标输电网规划 40
3.3 电网演化机制模型 44
参考文献 46
第4章 电力网络复杂性 47
4.1 电力网络的结构脆弱性 47
4.2 复杂静态电力网络的脆弱性 50
4.2.1 互补性脆弱度指标集 50
4.2.2 输电线路脆弱度评估方法 53
4.3 静态电力网络的分解与协调 55
4.3.1 基于社团结构的无功分区算法 55
4.3.2 基于控制中心度的关键节点选取 58
4.4 复杂动态电力网络的等值与化简 62
4.4.1 动态电力网络的Laplace矩阵 63
4.4.2 同调等值新算法 66
4.5 动态电力网络的同步化控制 68
4.5.1 发电机的同步能力系数 68
4.5.2 扰动对同步能力系数的影响 68
4.5.3 切机策略计算方法 69
参考文献 70
第5章 电力网络拓扑特性研究 72
5.1 电力网络建模 72
5.1.1 引言 72
5.1.2 电力网络局域世界演化模型 73
5.1.3 电力网络时空演化模型 80
5.1.4 小结 90
5.2 电力网络的脆弱性研究 92
5.2.1 引言 92
5.2.2 基于隐性故障模型和风险理论的关键线路辨识 93
5.2.3 基于复杂网络理论的大电网结构脆弱性分析 101
5.2.4 基于复杂网络理论的大型电力系统脆弱线路辨识 108
参考文献 115
第6章 改进OPA模型与考虑电压的大停电模型 118
6.1 改进0PA模型 118
6.1.1 基于直流潮流的优化问题 118
6.1.2 改进0PA模型 119
6.2 基于交流潮流的大停电事故模型 126
6.2.1 最优潮流数学模型 126
6.2.2 模型设计 127
6.3 计及无功/电压特性的大停电事故模型 129
6.3.1 大停电事故模型Ⅰ 129
6.3.2 大停电事故模型Ⅰ的无功/电压分析方法 130
6.3.3 大停电事故模型Ⅱ 132
6.3.4 大停电事故模型Ⅱ的无功/电压分析方法 133
参考文献 138
第7章 OTS大停电模型 139
7.1 暂态稳定裕度指标 139
7.2 0TS数学模型和算法实现 141
7.2.1 暂态稳定约束处理 141
7.2.2 含暂稳约束的最优潮流 142
7.2.3 0TS算法实现 142
7.2.4 10机39节点系统仿真分析 142
7.3 大停电事故模型 146
7.3.1 暂态过程（内层循环） 146
7.3.2 快动态过程（中层循环） 147
7.3.3 慢动态过程（外层循环） 148
7.4 连锁故障过程模拟 149
7.5 自组织临界性分析 150
7.5.1 宏观自组织临界性分析 150
7.5.2 快动态临界性及风险评估 150
7.6 电源及电网规划应用 152
7.6.1 关键线路辨识与调整方法 152
7.6.2 电源规划方法 154
7.6.3 线路传输容量增长因子的参数调整 156
7.6.4 重载线路切除概率参数调整 157
7.7 复杂电力系统评估体系 158
7.7.1 一致性风险度量 159
7.7.2 风险备用与条件风险备用指标体系 159
7.7.3 新指标体系的应用 163
参考文献 167
第8章 电力网络连锁故障研究 169
8.1 连锁故障建模 169
8.1.1 引言 169
8.1.2 直流潮流计算 170
8.1.3 基本的OPA模型 171
8.1.4 考虑电网演化的连锁故障停电模型与自组织临界性分析 172
8.1.5 时空演化0PA模型 179
8.1.6 复杂电力网络的连锁故障动态模型与分析 185
8.2 电力网络连锁故障机理研究 194
8.2.1 引言 194
8.2.2 电力网络连锁故障的协同学原理 195
8.2.3 电力网络连锁故障的潮流熵研究 201
8.2.4 基于潮流熵的复杂电力网络自组织临界性研究 210
8.3 连锁故障风险评估 217
8.3.1 引言 217
8.3.2 连锁故障 218
8.3.3 风险理论及其应用 220
8.3.4 基于模糊神经网络的电力系统连锁故障风险评估 222
8.3.5 考虑继电保护隐性故障的电力系统连锁故障风险评估 229
8.4 电力网络连锁故障的防御及控制 233
8.4.1 引言 233
8.4.2 基于多智能体技术的大电网连锁跳闸预防控制 234
参考文献 244
第9章 电力应急管理平台应用 251
9.1 电力应急管理平台简介 251
9.2 电力系统灾变演化模型 252
9.3 灾变演化及预警仿真分析 253
9.3.1 正常情况下电网运行风险 253
9.3.2 灾害评价与预警及防灾预案评价 254
9.4 复杂电力系统控制中心概念设计 257
9.4.1 复杂电力系统控制中心的发展方向 257
9.4.2 基于网格服务的未来电力系统控制中心设计 260
9.5 从中长期动态稳定角度研究大面积停电的总体预防 264
9.5.1 中长期动态稳定的研究意义 264
9.5.2 多区域互联电力系统长期动态交流仿真 265
9.6 大停电故障后的恢复 275
9.6.1 机组恢复的优化选择方法 275
9.6.2 网络重构的智能优化策略 282
参考文献 291