本文關(guān)鍵詞：基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的電網(wǎng)建模及脆弱性研究

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【摘要】：近年來,世界各地頻發(fā)的大停電事故,引起了人們廣泛地關(guān)注。電網(wǎng)互聯(lián)一方面改善了電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性,提高了電網(wǎng)可靠性；另一方面增加了電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)行為的復(fù)雜性,局部故障有可能波及整個(gè)電網(wǎng),引發(fā)連鎖故障大停電。電力系統(tǒng)大停電事故頻繁發(fā)生,暴露出互聯(lián)電網(wǎng)的固有結(jié)構(gòu)脆弱性。傳統(tǒng)的基于還原論電力系統(tǒng)分析方法難以從全局的角度辨識(shí)電網(wǎng)的脆弱環(huán)節(jié)。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論認(rèn)為結(jié)構(gòu)決定功能,可以通過研究電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來辨識(shí)其薄弱環(huán)節(jié)。本文在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的基礎(chǔ)上對(duì)電網(wǎng)的小世界特性識(shí)別、電力系統(tǒng)運(yùn)行斷面的自組織臨界性、復(fù)雜電網(wǎng)的脆弱線路辨識(shí)方法和含大量DG的電網(wǎng)效能評(píng)估指標(biāo)進(jìn)行了研究,具體工作如下：根據(jù)電網(wǎng)特性,建立了電抗加權(quán)簡化模型,以基于等值阻抗的電氣距離替代基于最短路徑的路徑長度,并重新定義了基于等值阻抗的特征路徑長度指標(biāo),在此基礎(chǔ)上建立電網(wǎng)小世界特性識(shí)別方法。通過算例仿真驗(yàn)證了所提方法和已有方法一樣能較好地反映電網(wǎng)小世界特性。針對(duì)OPA模型存在的一些問題,建立了電力系統(tǒng)運(yùn)行斷面的SOC模型,即認(rèn)為電力系統(tǒng)負(fù)載能力在一段時(shí)間保持不變,且初始擾動(dòng)是隨機(jī)選取一個(gè)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)增加隨機(jī)大小的負(fù)荷。通過IEEE39節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)仿真驗(yàn)證了當(dāng)系統(tǒng)在運(yùn)行斷面上處于自組織臨界態(tài)時(shí),發(fā)生停電事故規(guī)模和累積概率之間滿足冪律關(guān)系。結(jié)合電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和運(yùn)行狀態(tài),在功率傳輸因子PTDF的基礎(chǔ)上建立了電氣介數(shù)指標(biāo)來辨識(shí)復(fù)雜電網(wǎng)的脆弱線路。該電氣介數(shù)指標(biāo),考慮了發(fā)電容量和負(fù)荷水平及其分布的影響,且計(jì)及了線路容量對(duì)其脆弱性的影響。建立了新的電網(wǎng)效能指標(biāo)來評(píng)估故障后的電網(wǎng)狀態(tài)。該效能指標(biāo)基于電氣距離,且考慮了“發(fā)電-負(fù)荷”節(jié)點(diǎn)對(duì)最大傳輸容量的影響。通過對(duì)IEEE39和IEEE118節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)仿真得知高電氣介數(shù)線路在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中屬于長程連接且傳輸功率較大,蓄意攻擊這些線路對(duì)輸電效能影響較大。針對(duì)含大量DG的電網(wǎng),考慮電能傳輸特性提出相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)效能評(píng)估指標(biāo)。該效能指標(biāo)考慮了分布式發(fā)電優(yōu)先滿足本地負(fù)荷供電的特性,DG對(duì)負(fù)荷的影響隨電氣距離增大而呈指數(shù)下降。在此基礎(chǔ)建立了線路攻擊效能指標(biāo)和電網(wǎng)運(yùn)行脆弱度評(píng)估指標(biāo)。通過對(duì)IEEE118節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)仿真驗(yàn)證了DG接入能有效提高電網(wǎng)的輸電效能,降低線路攻擊效能和電網(wǎng)運(yùn)行的脆弱度。
【關(guān)鍵詞】：復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論 電網(wǎng) 小世界網(wǎng)絡(luò) 自組織臨界性 脆弱性 分布式發(fā)電 網(wǎng)絡(luò)效能
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM732
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-17
• 1.1 課題研究的背景及其意義12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3 本文研究內(nèi)容及其結(jié)構(gòu)16-17
• 第2章 基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的電網(wǎng)小世界模型17-28
• 2.1 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論17-22
• 2.1.1 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的發(fā)展17
• 2.1.2 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的基本參數(shù)17-18
• 2.1.3 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的典型拓?fù)淠Ｐ?/span>18-22
• 2.2 電網(wǎng)小世界模型22-25
• 2.2.1 基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的電網(wǎng)建模22
• 2.2.2 已有的電網(wǎng)小世界模型22-24
• 2.2.3 基于等值阻抗的電網(wǎng)小世界模型24-25
• 2.3 電網(wǎng)小世界特性識(shí)別算例分析25-27
• 2.3.1 理論算例25-26
• 2.3.2 IEEE實(shí)際算例26-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第3章 電力系統(tǒng)大停電自組織臨界性28-38
• 3.1 電力系統(tǒng)大停電與自組織臨界性28-31
• 3.1.1 電網(wǎng)連鎖故障概述28
• 3.1.2 自組織臨界性理論28-29
• 3.1.3 大停電的自組織臨界性29-31
• 3.2 連鎖故障經(jīng)典模型31-34
• 3.2.1 OPA模型31-33
• 3.2.2 Hidden Failure模型33
• 3.2.3 Manchester模型33-34
• 3.3 電力系統(tǒng)運(yùn)行斷面SOC模型34-37
• 3.3.1 OPA模型存在的問題34
• 3.3.2 電力系統(tǒng)運(yùn)行斷面SOC模型34-35
• 3.3.3 電力系統(tǒng)運(yùn)行斷面SOC模型仿真35-37
• 3.4 本章小結(jié)37-38
• 第4章 基于電氣介數(shù)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)脆弱線路辨識(shí)38-50
• 4.1 電網(wǎng)結(jié)構(gòu)脆弱性研究38-39
• 4.2 基于電氣介數(shù)的脆弱線路辨識(shí)39-43
• 4.2.1 線路電氣介數(shù)39-41
• 4.2.2 網(wǎng)絡(luò)效能指標(biāo)41-43
• 4.2.3 連鎖攻擊模式和靜態(tài)分析流程43
• 4.3 算例仿真與分析43-49
• 4.3.1 IEEE39節(jié)點(diǎn)算例43-47
• 4.3.2 IEEE118節(jié)點(diǎn)算例47-49
• 4.4 本章小結(jié)49-50
• 第5章 含DG的電網(wǎng)效能評(píng)估指標(biāo)研究50-60
• 5.1 現(xiàn)有效能評(píng)估指標(biāo)50-51
• 5.2 考慮電氣特性含DG的電網(wǎng)效能評(píng)估指標(biāo)研究51-53
• 5.2.1 含DG的電網(wǎng)效能評(píng)估指標(biāo)51-52
• 5.2.2 基于效能評(píng)估指標(biāo)的脆弱線路識(shí)別52-53
• 5.2.3 運(yùn)行脆弱度指標(biāo)53
• 5.3 IEEE118節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)算例仿真分析53-59
• 5.3.1 負(fù)荷節(jié)點(diǎn)供電效能54-55
• 5.3.2 DG接入對(duì)輸電效能的影響55-57
• 5.3.3 基于效能評(píng)估指標(biāo)的脆弱線路識(shí)別57-58
• 5.3.4 運(yùn)行脆弱度評(píng)估58-59
• 5.4 本章小結(jié)59-60
• 結(jié)論與展望60-62
• 致謝62-63
• 參考文獻(xiàn)63-69
• 附錄1 IEEE118節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)參數(shù)69-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果73

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：912588