脆弱性、鲁棒性、稳定性、可靠性比较（三）1
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2022-08-08
22:53:30
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电力系统脆弱性理论研究分析
1.一些背景介绍
对于电力系统而言，脆弱性的概念目前还没有清晰明确的定义。在进行电力
系统脆弱性研究分析之前，有必要明确电力系统脆弱性的概念，不可避免要涉及
到系统的稳定性、可靠性以及鲁棒性。本章从复杂网络理论出发，分析电力系统
稳定性、鲁棒性、可靠性概念之间的区别和联系，在此基础上结合电力系统脆弱
性的特征，得到较为明确的电力系统脆弱性概念。
为了量化分析电力系统的脆弱性，需要将电力系统的脆弱性问题用数学表达
式进行描述，从结构和状态两个方面分别进行数学描述，用数学的方式表示电力
系统的脆弱性问题。在此基础上结合复杂系统理论，为下一章脆弱性评价指标的
提出提供了理论依据，为后续电力系统脆弱性量化评价模型的建立奠定了理论基
础。
2.电力系统概念区别：
对于电力系统而言，在工程人员构建和设计电力系统网络之初，首先要考虑
的是电力系统的稳定运行，保证电力系统网络拓扑结构的合理性，以及节点所承
受负荷的稳定裕度。稳定性对电力系统而言是最基本的要求。在稳定性的基础上，
要求电力系统能够长时间可靠运行，可靠性是检验电力系统长时间运行的性能要
求。针对系统承受不确定因素这一问题，如外界扰动和内部结构故障对电力系统
的影响，其中有涉及到鲁棒性的概念。
这些概念分别是侧重于不同方面考虑而提出的，是为了解决不同的工程问题，
而这些概念之间有存在联系，因此在进行电力系统脆弱性研究分析之前，需要剖
析电力系统稳定性、可靠性、鲁棒性的概念及本质特征，找出这些概念之间的区
别和联系。
2.1 电力系统稳定性、可靠性、鲁棒性的联系与区别
（1）稳定性
电力系统的稳定性是当电力系统受到外界扰动时发生的稳定性问题。主要表
现在两个方面。当电力系统受到瞬态干扰时，电力系统会偏离原平衡状态，产生
偏差，在瞬态扰动消失后，电力系统可以恢复到原平衡状态；另一方面，当电力
系统受到永久性扰动时，如电力系统的节点或线路遭到破坏时，电力系统在经历
一个过渡过程后，偏离原平衡状态，达到一种新的平衡状态。通过上述的定义，
电力系统稳定性主要的关注点在于扰动消失后，系统能否恢复到原平衡状态，以
及在永久性扰动情况下，系统能否达到新的平衡状态，实现系统稳定运行。
（2）可靠性
广义上来说，可靠性是评价元件、产品、系统在一定时间及一定条件下无故障
运行的能力或可能性。电力系统的可靠性是指元件、设备或系统在预定时间
内，在规定条件下执行规定功能的能力
[1]
。具体来讲，对于用户而言，电力系
统的可靠性是指系统向用户长时间不间断持续提供满足质量要求的电能的能
力。这种能力可以通过可靠度、失效率、平均无故障间隔等来评价。由以上定
义可知，电力系统的可靠性主要的关注点在于系统在规定时间内，在规定参数
下工作的能力。
（3）鲁棒性
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