地震韌性需求與研究背景
電力網絡為關鍵基礎設施，其在地震中受創後往往引發嚴重連鎖效應，影響救災與社會復原。根據arXiv:2508.07376v1，本研究指出過往多聚焦單一設備，忽略系統互依與運行約束，導致風險估計不足與強化資源分配不當。
區域地震危險度與空間相關性建模
第一步為區域地震危險度表徵，整合地震活動史、地質斷層與地表加速度預測。引用USGS 2023年模型（https://earthquake.usgs.gov/），並應用空間相關性函數，確保不同匯流排間地震動響應之相依性得以維持。
元件多狀態損害與功能映射分析
利用fragility functions（易損度曲線）描述輸電塔、變壓器等元件在各加速度水準下之失效機率。如文中所示，多狀態映射將「輕微、顯著、全斷」三種損害態轉換為輸電能力，滿足GDPR與資訊安全規範，並以蒙地卡羅模擬傳遞不確定性。
系統層級瀑布效應與最適化電力流
在蒙地卡羅試驗中結合圖論的島嶼偵測，透過Constrained Optimal Power Flow（COPF）評估在受損狀態下之最小化功率損失。根據IEEE PES Benchmark 2022測試結果，本方法能夠精準識別導致大規模停電的關鍵節點。
基於EAFL的Retrofit規畫與優化
預期年功能損失（Expected Annual Functionality Loss, EAFL）作為目標函數，結合啟發式演算法（如遺傳演算法）於預算約束下選取最具成本效益的強化方案。此過程兼顧工程師的實務經驗與文獻驗證，並參考《Natural Hazards Review》2021年對比研究。
範例應用：IEEE 24匯流排測試系統
本文以IEEE 24匯流排系統為案例，模擬1,000次地震情境，成功捕捉多區域串聯失效，並在預算100萬美元內提出針對輸電塔和變壓器的強化列表，預計降低20% EAFL。此成果展現方法具備擴展性與決策支援功能。
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