电力系统自组织临界特性与大电网安全（现代电力系统丛书）

本书主要介绍自组织临界理论及其在大电网安全分析领域的应用成果，内容分为三部分。第一部分（第1～4章）主要利用概率论和*过程为大电网的自组织临界理论奠定严格的数学基础，包括介绍与自组织临界理论相关的数学与统计物理方面的基本概念和基本理论、复杂系统幂律分布特性的数学解释、基于控制论的自组织临界一般原理及电力系统演化机制模型等内容；第二部分（第5～8章）主要利用复杂系统自组织临界理论，建立了系列电力系统连锁故障及大停电事故模型，包括基于直流潮流的OPA和改进OPA模型、基于交流潮流的大停电事故模型、计及无功/电压特性的大停电事故模型以及考虑暂态稳定约束的大停电事故模型等，这些模型可从各个层面全方位地揭示超大规模互联电网的异常动态特性及其机理，评估大停电风险并提出相应的预防措施；第三部分（第9～10章）紧密结合工程实际，初步探讨了自组织临界理论在电网/电源规划和电力应急管理中的应用，包括大电网关键线路和节点的辨识方法、运行参数设置与大电网安全的关系、灾害预警和防灾预案评估等。
　　本书可以作为电气工程和系统科学专业的研究生教材，也可供从事上述专业的科研人员和工程技术人员参考。

梅生伟 1984年毕业于新疆大学数学系，获基础数学学士学位；1989年毕业于清华大学应用数学系，获计算数学硕士学位；1996年毕业于中国科学院系统科学研究所，获运筹学与控制论博士学位；1998年10月清华大学电机系博士后出站并留校任教；现为电力系统研究所副所长、教授、博士

第1章 绪论
　　1.1 从复杂性科学角度看大电网
复杂性科学是一门新兴的学科，它的产生背景是基于还原论的方法已经不能充分认识和解释大千世界中千姿百态、复杂多变的现实问题。复杂性科学虽然初见端倪，却已被许多科学家誉为“21世纪新科学”。复杂性科学是以还原论、经验论及纯科学等经典理论为基础，吸收系统论、康德理性论和人文科学的思想而发展形成的，以研究自然、社会的复杂性和复杂系统为核心的新科学。
现代电力系统，又称大电网，是一类典型的复杂系统，其复杂特性表现为以下四个方面。
1.现代电力系统规模庞大
总的来说，现代电力系统主要包含三个基本组成部分：一是能量变换、传输、分配和使用的一次系统；二是保障电力系统安全、稳定和经济运行的自动控制系统（也称二次系统）；三是实现电力作为商品买卖的电能交易系统。
以2007年的东北区域电网为例，仅220 kV和500 kV的一次系统就有500多台变压器，700多条输电线路，1000多台发电机（其中300多台水力火力发电机，其他主要为容量较小的风电机组）。而110 kV以下的电网规模远大于220 kV及以上主干网，以深圳电网为例，其中10 kV以上线路有1000多条，变压器1100多台。若考虑到最终用户使用的220 V电网，其元件个数甚至难以统计。此外，通常二次系统的规模更是超过一次系统，这是因为若要实现电力系统的可靠运行，需要安装数量众多的传感器以量测几乎所有的电力一次设备状态，包括电压、电流、温度等，还需要庞大的光纤、微波网进行信息通信。
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