Reliability Tracing Method for Power System Considering Responsibility Allocation of Load Shedding

Bo HU; Jiahao ZHOU; Leibao WANG; Tao NIU; Kaigui XIE; Chunyan LI; Maosen CAO; Qinglong LIAO

doi:10.7500/AEPS20200225005

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Reliability Tracing Method for Power System Considering Responsibility Allocation of Load Shedding

Basic Research | 更新时间：2025-06-16

- Reliability Tracing Method for Power System Considering Responsibility Allocation of Load Shedding
- Automation of Electric Power Systems Vol. 44, Issue 23, Pages: 64-71(2020)
- 作者机构：
  
  1.输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室（重庆大学），重庆市 400044
  2.国网重庆市电力公司电力科学研究院，重庆市 401123
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  State Grid Corporation of China
- DOI：10.7500/AEPS20200225005
  CLC：
- Received：25 February 2020，
  
  Revised：2020-08-04，
  
  Published Online：19 October 2020，
  
  Published：10 December 2020
- 稿件说明：
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胡博,周家浩,王蕾报等.考虑削负荷责任分摊的电力系统可靠性跟踪方法[J].电力系统自动化,2020,44(23):64-71.

HU Bo,ZHOU Jiahao,WANG Leibao,et al.Reliability Tracing Method for Power System Considering Responsibility Allocation of Load Shedding[J].Automation of Electric Power Systems,2020,44(23):64-71.
胡博,周家浩,王蕾报等.考虑削负荷责任分摊的电力系统可靠性跟踪方法[J].电力系统自动化,2020,44(23):64-71. DOI： 10.7500/AEPS20200225005.

HU Bo,ZHOU Jiahao,WANG Leibao,et al.Reliability Tracing Method for Power System Considering Responsibility Allocation of Load Shedding[J].Automation of Electric Power Systems,2020,44(23):64-71. DOI： 10.7500/AEPS20200225005.

摘要

电力系统可靠性跟踪方法可以定量分析电力元件（设备）对系统可靠性的贡献并有效识别电力系统的可靠性薄弱环节。然而，现有的可靠性跟踪方法均是基于比例分摊准则，“一刀切”式地平均化处理元件对系统不可靠性，精度不高。在这种情况下，尝试基于Shapley值分摊不同元件停运对系统削负荷责任的贡献，提出了一种新的可靠性跟踪方法及相应的准则。首先，通过状态枚举，梳理出所有由元件停运导致的停电事件集合。然后，基于所提出的Shapley值可靠性跟踪准则，将每个停电事件集合的可靠性指标分摊到相关的停运元件上。最后，将所有停电事件集合的分摊结果累计，得到各个元件对系统可靠性的贡献量。以RTS-79系统为例，验证了所提方法的有效性和可行性。

Abstract

Reliability tracing methods of the power system can quantitatively analyze the contribution of power components (equipment) to system reliability and effectively identify the weak parts of reliability for the power system. However

the existing reliability tracing methods are based on the proportional sharing principle

which process the contribution of components to system reliability with “one-size-fits-all” method

and it is not accurate enough. In this context

this paper proposes a new reliability tracing method and the corresponding principles to allocate the load shedding responsibility to different component failures based on the Shapley value. First

all outage event sets caused by component failures are sorted out by state enumeration. Then

based on the proposed reliability tracing principles with the Shapley value

the reliability index of each outage event is allocated to the relevant failed components. Finally

the contribution of each component to the system reliability is obtained by accumulating the apportionment results for all outage event sets. Case studies on the RTS-79 system show the effectiveness and feasibility of the proposed method.

关键词

Keywords

references

LI G ， HUANG G ， BIE Z ， et al . Component importance assessment of power systems for improving resilience under wind storms ［J］. Journal of Modern Power Systems and Clean Energy ， 2019 ， 7 （ 4 ）： 676 - 687 .

纪静，谢开贵，曹侃，等 . 广东电网薄弱环节辨识及可靠性改善分析［J］. 电力系统自动化， 2011 ， 35 （ 13 ）： 98 - 102 .

JI Jing ， XIE Kaigui ， CAO Kan ， et al . Weak part identification and reliability improvement analysis of Guangdong power grid ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2011 ， 35 （ 13 ）： 98 - 102 .

BILLINTON R ， MO R . Impact of equipment availability on composite system reliability ［C］// Canadian Conference on Electrical and Computer Engineering， Toward a Caring and Humane Technology， May 4-7 ， 2003 ， Montreal ， Canada .

BILLINTON R ， NIGHOT R . Incorporating station-related outages in composite system reliability analysis ［J］. IEE Proceedings-Generation ， Transmission and Distribution ， 2005 ， 152 （ 2 ）： 227 .

黎小林，曹侃，谢开贵，等 . 基于最小二乘法的高压直流输电系统可靠性灵敏度分析［J］. 电力系统自动化， 2009 ， 33 （ 18 ）： 12 - 16 .

LI Xiaolin ， CAO Kan ， XIE Kaigui ， et al . Sensitivity analysis of HVDC transmission system reliability using the least square method ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2009 ， 33 （ 18 ）： 12 - 16 .

李生虎，于丽萍，马燕如，等 . 电网可靠性对可控串联补偿部件参数的灵敏度分解算法［J］. 电力系统自动化， 2016 ， 40 （ 20 ）： 20 - 25 .

LI Shenghu ， YU Liping ， MA Yanru ， et al . Sensitivity decomposition algorithm of power system reliability oriented to parameters of TCSC components ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2016 ， 40 （ 20 ）： 20 - 25 .

任震，梁振升，黄雯莹 . 交直流混合输电系统可靠性指标的灵敏度分析［J］. 电力系统自动化， 2004 ， 28 （ 14 ）： 33 - 36 .

REN Zhen ， LIANG Zhensheng ， HUANG Wenying . Sensitivity analysis of AC/DC hybrid transmission systems reliability indices ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2004 ， 28 （ 14 ）： 33 - 36 .

SASS F ， SENNEWALD T ， LINKE F ， et al . System security of hybrid AC-HVDC-systems challenges and new approaches for combined security assessment， preventive optimization and curative actions ［J］. Global Energy Interconnection ， 2018 ， 1 （ 5 ）： 585 - 594 .

DEKA D ， VISHWANATH S ， BALDICK R . Analytical models for power networks： the case of the western US and ERCOT grids ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2017 ， 8 （ 6 ）： 2794 - 2802 .

ARIANOS S ， BOMPARD E ， CARBONE A ， et al . Power grid vulnerability： a complex network approach ［J］. Chaos ， 2009 ， 19 （ 1 ）.

BAI H ， MIAO S . Hybrid flow betweenness approach for identification of vulnerable line in power system ［J］. IET Generation ， Transmission & Distribution ， 2015 ， 9 （ 12 ）： 1324 - 1331 .

XIE K ， BILLINTON R . Tracing the unreliability and recognizing the major unreliability contribution of network components ［J］. Reliability Engineering & System Safety ， 2009 ， 94 （ 5 ）： 927 - 931 .

XIE K ， HU B ， KARKI R . Tracing the component unreliability contributions and recognizing the weak parts of a bulk power system ［J］. European Transactions on Electrical Power ， 2011 ， 21 （ 1 ）： 254 - 262 .

HU B ， XIE K ， TAI H M . Reliability evaluation and weak component identification of ±500 kV HVDC transmission systems with double-circuit lines on the same tower ［J］. IEEE Transactions on Power Delivery ， 2018 ， 33 （ 4 ）： 1716 - 1726 .

SHAPLEY L S . A value for n -person games ［J］. Contributions to the Theory of Games ， 1953 ， 2 （ 28 ）： 307 - 317 .

常垚，程林，黄仁乐，等 . 基于夏普利值的中压配电网扩建费用分摊方法［J］. 电网技术， 2016 ， 40 （ 11 ）： 3322 - 3327 .

CHANG Yao ， CHENG Lin ， HUANG Renle ， et al . Distribution system expansion cost allocation based on Shapley value ［J］. Power System Technology ， 2016 ， 40 （ 11 ）： 3322 - 3327 .

陈星莺，郁清云，谢俊，等 . 基于合作博弈论的电能替代效益分摊方法［J］. 电力自动化设备， 2019 ， 39 （ 3 ）： 30 - 35 .

CHEN Xingying ， YU Qingyun ， XIE Jun ， et al . Benefit allocation method for electric energy substitution based on cooperative game theory ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2019 ， 39 （ 3 ）： 30 - 35 .

周全，冯冬涵，徐长宝，等 . 负荷侧碳排放责任直接分摊方法的比较研究［J］. 电力系统自动化， 2015 ， 39 （ 17 ）： 153 - 159 .

ZHOU Quan ， FENG Donghan ， XU Changbao ， et al . Methods for allocating carbon obligation in demand side： a comparative study ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2015 ， 39 （ 17 ）： 153 - 159 .

陈丽霞，孙弢，周云，等 . 电力系统发电侧和负荷侧共同碳责任分摊方法［J］. 电力系统自动化， 2018 ， 42 （ 19 ）： 106 - 111 .

CHEN Lixia ， SUN Tao ， ZHOU Yun ， et al . Method of carbon obligation allocation between generation side and demand side in power system ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2018 ， 42 （ 19 ）： 106 - 111 .

ROTH A E . The Shapley value： essays in honor of Lloyd S. Shapley ［M］. Cambridge ： Cambridge University Press ， 1988 .

SUBCOMMITTEE P . IEEE reliability test system ［J］. IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems ， 1979 ， 98 （ 6 ）： 2047 - 2054 .

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