随着近年来电力系统规模的不断扩大,电网不得不承受更多的大面积停电事故的潜在风险。事故分析表明,大面积停电往往与电力系统中存在的脆弱环节有着密切的联系,这些脆弱环节对系统初始故障的产生、潮流的转移和故障范围的扩大起到了关键作用。因此,准确地辨识电力系统中的脆弱环节并进行重点监控,对提高电力系统的安全性有重要作用;当电网中出现元件过载时,搜索过载元件的脆弱断面并进行安全分析,有利于抑制故障的传播蔓延。本文围绕电力系统脆弱性主题,研究了输电网脆弱线路及脆弱断面的识别方法。为了识别脆弱线路,本文以结构脆弱性和状态脆弱性两个角度作为分析基础。在进行结构脆弱性评估时,引入电网的功率度数概念,将其应用于复杂网络的k-核分解中衡量节点重要性。定义线路的核介数评估指标,能在反映线路对网络整体结构重要性的基础上,同时考虑到电网的电气特性。通过算例仿真对电网进行不同的线路攻击策略,验证了结构脆弱性指标的合理性。在进行状态脆弱性评估时,通过电网在N-1故障状态下线路之间的相互影响作为衡量基础。考虑到电网与互联网都是典型的复杂网络,对比二者之间的相似性,将互联网中网页链接分析的HITS算法引入脆弱性评估中。以潮流转移作用构造故障相关性网络,并考虑了隐性故障和潮流熵的影响。根据相关性网络进行HITS算法迭代,获得电网中线路的权威值和枢纽值,综合评估状态脆弱性。通过OPA连锁故障仿真,验证了状态脆弱性评估方法的有效性。为了进行线路的脆弱性评级,建立了模糊专家系统模型。综合考虑结构脆弱性、状态脆弱性和线路的负载率,建立了输入、输出量的模糊集、隶属度函数和系统的模糊规则库,采用Mamdani推理分析综合脆弱度。根据计算结果的隶属度进行脆弱性评级,对实施电力系统脆弱环节的重点监控具有参考价值。另一方面,本文在总结输电断面概念的基础上,指出了脆弱断面应具有的主要特征。为进行脆弱断面搜索,提出一种以线路脆弱性为主导因素的电网分区方法。以优先将电力系统脆弱线路纳入区域联络线为原则,基于复杂网络的社团分裂思想进行电网分区,解决了传统地理分区易使关键线路进入区域内部的弊端。对分区图进行割集搜索获取初始断面,并经过潮流方向和电气联系约束条件的检验搜索出脆弱断面。通过IEEE39节点系统的仿真验证了分区算法的有效性和脆弱断面搜索结果的正确性。脆弱断面搜索能帮助在电网元件过载时进行安全分析和紧急控制策略的制定。