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近年来,电力系统结构越来越复杂,规模越来越庞大,电力设备间的联系也越来越紧密,使得大停电事故给电力系统和社会造成的影响也越来越大。尽管,目前现代电力系统的治愈能力越来越强,电力系统稳定性和可靠性也越来越明显,但是大面积停电事故仍然无法完全避免。因此,深入、全面和系统的研究电力系统应急领域内的关键技术问题,对降低因突发灾害事件导致电力系统大面积停电事故发生的概率、减少因大面积停电事故而导致的损失具有重要意义。在此背景下,本论文深入研究电力系统应急领域内的关键技术问题,在电力系统应急规划的模型和方法方面,取得了如下的研究成果:(1)提出了一种台风灾害天气下计及自组织临界态的关键线路的识别方法。首先,在现有的台风风场模型基础上,建立了考虑气象预测的台风风圈模型。然后,结合各电力设备的静态受力平衡特性,分析了导线、杆塔和悬垂绝缘子串的最大可承受风速。之后,根据台风风圈模型和地理信息系统(geographic information system,GIS),分析了受台风天气影响的输电线路预想事故集及其故障停运概率。最后,建立了计及自组织临界态的关键线路识别模型,用以识别台风天气下的关键线路。所提的台风灾害环境下的关键线路识别方法,能够为电力系统制定有效的防风加固策略提供参考,有利于提高电力系统抗台风灾害能力。(2)提出了一种台风天气下电力系统关键节点的识别方法。考虑到大停电事故不仅与电力系统线路有关,也与节点有关的特点,建立了台风环境下电力系统关键节点识别模型。首先,根据台风风速半径模型和地理信息系统,分析了受台风天气影响的电力系统节点集。然后,给出了综合考虑直接负荷损失和潜在负荷损失的关键节点识别方法。最后,以IEEE 39节点系统为例说明了所提模型和方法的基本特征。所提的台风天气下电力系统关键节点识别方法,能够为进一步提高电力系统抵御台风灾害的应急能力提供借鉴。(3)提出了 一种计及不确定性的防灾应急电源优化配置模型与方法。考虑用户负荷及因交通拥堵、道路破坏等因素引起的应急电源调配时间不确定性的影响,建立了计及负荷和调配时间不确定性的防灾应急电源优化配置模型,并以最大化城市区域的社会效益为优化目标。采用径向区间数的形式(即区间数的两端设定相应的波动半径)来更合理地描述调配时间的不确定性,并将其转化为悲观子模型和乐观子模型,之后分别采用鲁棒优化方法求解。所提模型和方法,既能满足大停电时对防灾应急电源的调度需求,也能权衡用户的停电损失和电力公司的应急成本。