ارزیابی آسیب پذیری در سیستم قدرت از دیدگاه توپولوژی شبکه

امروزه گرایش به سمت مقررات زدایی برق و از طرف دیگر افزایش پرشتاب مصرف انرژی الکتریکی موجب تغییر در الگوی بار و در نتیجه پیچیدگی در پیش بینی وضعیت سیستم گردیده است. بهره برداری از خطوط انتقال در نزدیکی حداکثر ظرفیت، فرسوده شدن بسیاری از تجهیزات سیستم های قدرت و آسیب پذیری این سیستم ها در برابر حملات خراب کارانه فیزیکی و سایبری نیز از جمله دیگر مواردی است که توجه محققین به مسئله آسیب پذیری سیستم قدرت را جلب نموده است. با توجه به ارتباط نزدیکی که بین رفتار فیزیکی و ساختار جغرافیایی سیستم قدرت وجود دارد به نحوی که هر تغییری در ساختار شبکه می تواند وضعیت بهره برداری یک سیستم قدرت و در نتیجه رفتار فیزیکی آن را تغییر دهد، در این پایان نامه آسیب پذیری شبکه قدرت بر مبنای دو رویکرد رفتار فیزیکی سیستم و ساختار جغرافیایی آن مورد بررسی قرار می گیرد. رویکرد اول بیانگر ارزیابی آسیب پذیری بر مبنای مطالعه امنیت استاتیکی سیستم قدرت می باشد. وضعیت نقطه کار شبکه، مسائل تخطی از حدود حرارتی ( اضافه بار در خطوط انتقال)، محدوده ولتاژ باس ها و میزان توان تولیدی نیروگاه ها از موضوعات مهم در بهره برداری سیستم قدرت می باشد. بدین منظور، برای اندازه گیری تخطی از قیود بهره برداری سیستم قدرت از شاخص عملکرد استفاده می شود . در این حالت آسیب پذیری سیستم قدرت بر اساس شاخص های عملکرد ولتاژ باس، توان انتقالی خط و توان تولیدی مورد ارزیابی قرار می گیرد. در رویکرد دوم بر مبنای الگوریتم پیشنهادی، آسیب پذیری شبکه با توجه به ساختار سیستم قدرت مورد ارزیابی قرار می-گیرد به گونه ای که استحکام شبکه کمی سازی شود. در روش پیشنهادی، بر مبنای نظریه گراف کوتاه ترین مسیرهای بین هر دو باس در شبکه شناسایی می شود. سپس، شاخصی برای هر باس و همچنین کل شبکه به دست می آید. بر اساس الگوریتم پیشنهادی سه شاخص استحکام باس به باس، متوسط استحکام باس و استحکام کل سیستم قدرت قابل دستیابی است. از دیگر کاربردهای روش پیشنهادی و با استفاده از ماتریس استحکام شبکه، شناسایی سریع وقوع پدیده جزیره ای شدن و نواحی ایزوله شده در سیستم قدرت می باشد. طرح پیشنهادی به عنوان یک ابزار مکمل برای تحلیل های مرسوم مطالعه آسیب پذیری سیستم قدرت معرفی می شود و این امکان را برای اپراتور سیستم قدرت فراهم می آورد تا با گرفتن تصمیمات درست و سریع بتواند اقدام کنترلی مناسب را به ازای وقوع هر حادثه بکار گیرد. روش پیشنهادی بر روی شبکه انتقال و فوق توزیع خراسان مورد تجزیه و تحلیل قرار می-گیرد.