video: Animation of simulated cascades and the vulnerability map of the North American power-grid network. This material relates to a paper that appeared in the 17 November 2017, issue of Science, published by AAAS. The paper, by Y. Yang at Northwestern University in Evanston, IL, and colleagues was titled, "Small vulnerable sets determine large network cascades in power grids." view more
Credit: Takashi Nishikawa and Adilson E. Motter
项新的研究发现，在北美地区，大型电力网络中的小片脆弱区块引发了不成比例的级联供电故障。单一大面积停电事故可造成百亿美元的损失，但规模较小但却经常发生的断电所致损失同样所费不赀。然而，要了解小型级联供电故障颇为困难，因为供电网络系统的尖峰用电时间、季节及在较长时间尺度中的情况会有极大差异。为了更好地理解各时间段的停电情况，Yang Yang等人分析了联邦能源管理委员会的数据，它们所呈现的是跨越2008至2013年间的美国-加拿大电力网系统的不同的快照记录。应用这些数据，他们推出了一个组成北美大陆电力网络系统的电力网连通模型。他们的模拟结果显示，在整个电力网中，所有连接中只有10.8%发生过初级供电故障，而继发性电力故障的普遍性则比初级故障平均高出3.77倍。此外，电力网的相互连接性会对可能发生的级联供电故障产生强力影响。例如，与其它网络没有强力联系的电力网中的初级故障没有触发级联故障的脆弱性，而那些处于连接中心的电力网络中有7-19%容易发生级联故障。作者报告，对继发性故障而言，这些连接中的薄弱环节及脆弱程度百分比则遵循相反的变化趋势。更大的级联故障与同时触发的事故相关，这些事故在地理分布上相互接近，并与容易出问题的组件部位接近。由Raissa M D’Souza撰写的《视角》文章重点介绍了这一研究。
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