本文選題：復(fù)雜網(wǎng)絡(luò) + 耦合網(wǎng)絡(luò)　； 參考：《湖南大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：智能電網(wǎng)運(yùn)行中面臨的可靠性、安全性、經(jīng)濟(jì)性、互動(dòng)性等一系列的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題研究被列為“面向國(guó)家重大戰(zhàn)略需求的基礎(chǔ)研究”。然而隨著電力網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián),負(fù)荷中心發(fā)生大面積停電事故概率增大,大停電事故的發(fā)生主要由連鎖故障導(dǎo)致,而連鎖故障的發(fā)生與系統(tǒng)脆弱源存在密切的關(guān)系。結(jié)構(gòu)和傳輸能力分布不均勻性增加了系統(tǒng)的脆弱性。電力系統(tǒng)與信息系統(tǒng)之間復(fù)雜耦合關(guān)系,使得電力系統(tǒng)運(yùn)行在獲得信息系統(tǒng)帶來(lái)好處的同時(shí),也將面臨來(lái)自信息系統(tǒng)故障帶來(lái)的危害。在極端條件下,耦合系統(tǒng)內(nèi)部任何一個(gè)小故障都會(huì)通過(guò)耦合關(guān)系進(jìn)一步擴(kuò)大,甚至蔓延至整個(gè)耦合系統(tǒng),嚴(yán)重地危害電力系統(tǒng)運(yùn)行。因此,建立考慮電力網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)交互作用的耦合系統(tǒng)模型,及揭示故障通過(guò)耦合關(guān)系在系統(tǒng)中傳播機(jī)理,有利于讓信息系統(tǒng)服務(wù)于智能電網(wǎng)的發(fā)展。大規(guī)模產(chǎn)消者接入配電網(wǎng),改變了傳統(tǒng)電網(wǎng)能量垂直流動(dòng)的方式,潮流的雙向流動(dòng)和用戶與電網(wǎng)的互動(dòng)成為智能配電網(wǎng)典型的特征。分析電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行與其他基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)之間的聯(lián)系,并建立模擬產(chǎn)消者(prosumer)自主行為的智能配電網(wǎng)仿真模型,有利于確定電力系統(tǒng)優(yōu)化配置方案以及均衡市場(chǎng)利益政策。本文以復(fù)雜系統(tǒng)理論為基礎(chǔ),分別從單一電力系統(tǒng)連鎖故障傳播與脆弱性分析、電力網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)交互作用的機(jī)理建模與分析、多層網(wǎng)絡(luò)耦合的智能配電網(wǎng)運(yùn)行建模與仿真的角度,分析電力系統(tǒng)連鎖故障傳播對(duì)可靠性的影響,并提出系統(tǒng)脆弱性辨識(shí)指標(biāo);建立交互作用下電力網(wǎng)絡(luò)連鎖故障傳輸模型,分析不同的耦合關(guān)系和信息網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)安全運(yùn)行的影響;建立電力網(wǎng)絡(luò)、信息網(wǎng)絡(luò)、社交網(wǎng)絡(luò)和決策網(wǎng)絡(luò)交互影響的智能配電網(wǎng)模型,研究大規(guī)模產(chǎn)消者接入對(duì)電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的影響,并提出相應(yīng)的策略優(yōu)化局部資源配置。本文取得的研究成果如下:基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論,通過(guò)選取輸電線路阻抗值為復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ椭羞叺臋?quán)重,改進(jìn)電力網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)模型,定義綜合考慮節(jié)點(diǎn)和邊差異性的加權(quán)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)熵模型,以此描述故障演化過(guò)程中電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的不均衡性。基于連鎖故障傳播機(jī)理,結(jié)合城市電網(wǎng)拓?fù)涞慕Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)和運(yùn)行狀態(tài),綜合考慮潮流熵的變化指標(biāo)、節(jié)點(diǎn)重要性指標(biāo)、節(jié)點(diǎn)電壓偏移和引入考慮輸電線路所處電壓等級(jí)的修正系數(shù),提出了城市電網(wǎng)脆弱線路辨識(shí)方法。通過(guò)結(jié)合PSASP時(shí)域仿真結(jié)果,驗(yàn)證所提方法的有效性�；跐B流理論和復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論,研究在電力網(wǎng)絡(luò)和信息網(wǎng)絡(luò)交互作用下,連鎖故障在耦合網(wǎng)絡(luò)中的傳播機(jī)理。分析電網(wǎng)運(yùn)行、優(yōu)化調(diào)度與信息網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行之間的關(guān)系,改進(jìn)現(xiàn)有的耦合系統(tǒng)級(jí)聯(lián)故障模型。針對(duì)電力信息網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)統(tǒng)計(jì)特征,分別建立雙星型和網(wǎng)狀電力信息網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ?信息包傳遞的路由策略考慮節(jié)點(diǎn)對(duì)之間的有效距離和節(jié)點(diǎn)信息列隊(duì)長(zhǎng)度;基于交流潮流,建立電力網(wǎng)絡(luò)和信息網(wǎng)絡(luò)交互作用的耦合模型。最后,以IEEE標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)和實(shí)際電網(wǎng)為例,分析耦合網(wǎng)絡(luò)的大停電風(fēng)險(xiǎn)。在電力網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)交互作用的連鎖故障模型上,分析不同耦合關(guān)系以及不同結(jié)構(gòu)特征的信息網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)與大停電規(guī)模之間的關(guān)系。分別建立了一種量化不同節(jié)點(diǎn)對(duì)之間的耦合關(guān)系的計(jì)算模型、一種改進(jìn)的信息網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ秃鸵环N信息網(wǎng)絡(luò)傳輸失常計(jì)算模型。以IEEE標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)和實(shí)際電網(wǎng)為例,基于直流潮流計(jì)算,建立大規(guī)模電力系統(tǒng)與信息系統(tǒng)交互作用下的連鎖故障模型。結(jié)果表明,耦合關(guān)系值越大則發(fā)生連鎖故障概率越小,特別地,當(dāng)耦合關(guān)系為“度數(shù)-度數(shù)”時(shí),能有效的減少大停電的風(fēng)險(xiǎn)。在交互作用下,信息網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定運(yùn)行的閥值可以用于大停電預(yù)警。在電力網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障的初期,雙星型電力信息網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更有助于電力網(wǎng)絡(luò)故障信息傳輸?shù)秸{(diào)度中心,以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制。提出一個(gè)能模擬產(chǎn)消者自主自發(fā)行為以及與其它角色交互作用的智能配電網(wǎng)多層網(wǎng)絡(luò)交互影響的框架,從最大化平衡局部能源角度,研究在大規(guī)模產(chǎn)消者接入的場(chǎng)景下,不同的政策溢價(jià)和文化背景對(duì)區(qū)域能源市場(chǎng)的影響�；诙嘀悄荏w技術(shù)對(duì)該框架建模并仿真,在該框架下,政策溢價(jià)是由最高能源管理者決定,通過(guò)政策溢價(jià),鼓勵(lì)產(chǎn)消者使用清潔能源和最大化自我平衡能源需求,通過(guò)自我平衡和自組織區(qū)域內(nèi)的能源交易,減少由電能傳輸帶來(lái)的能源消耗與經(jīng)濟(jì)損失。
[Abstract]:A series of key scientific problems such as reliability , safety , economy and interactivity faced in intelligent power grid operation are listed as " basic research for national strategic demand " . This paper analyzes the relationship between power network and information network by optimizing the relationship between the scheduling and the operation of information network . The relationship between stable operation point of power network and information network is established based on the statistical characteristics of power information network .

【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM76

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本文編號(hào)：1889691