本文關鍵詞：基于復雜網(wǎng)絡理論的電網(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注。電網(wǎng)互聯(lián)一方面改善了電力系統(tǒng)的經(jīng)濟性,提高了電網(wǎng)可靠性；另一方面增加了電力系統(tǒng)動態(tài)行為的復雜性,局部故障有可能波及整個電網(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)的固有結構脆弱性。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電網(wǎng)的脆弱環(huán)節(jié)。復雜網(wǎng)絡理論認為結構決定功能,可以通過研究電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構來辨識其薄弱環(huán)節(jié)。本文在復雜網(wǎng)絡理論的基礎上對電網(wǎng)的小世界特性識別、電力系統(tǒng)運行斷面的自組織臨界性、復雜電網(wǎng)的脆弱線路辨識方法和含大量DG的電網(wǎng)效能評估指標進行了研究,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,在此基礎上建立電網(wǎng)小世界特性識別方法。通過算例仿真驗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OPA模型存在的一些問題,建立了電力系統(tǒng)運行斷面的SOC模型,即認為電力系統(tǒng)負載能力在一段時間保持不變,且初始擾動是隨機選取一個負荷節(jié)點增加隨機大小的負荷。通過IEEE39節(jié)點系統(tǒng)仿真驗證了當系統(tǒng)在運行斷面上處于自組織臨界態(tài)時,發(fā)生停電事故規(guī)模和累積概率之間滿足冪律關系。結合電網(wǎng)的拓撲結構和運行狀態(tài),在功率傳輸因子PTDF的基礎上建立了電氣介數(shù)指標來辨識復雜電網(wǎng)的脆弱線路。該電氣介數(shù)指標,考慮了發(fā)電容量和負荷水平及其分布的影響,且計及了線路容量對其脆弱性的影響。建立了新的電網(wǎng)效能指標來評估故障后的電網(wǎng)狀態(tài)。該效能指標基于電氣距離,且考慮了“發(fā)電-負荷”節(jié)點對最大傳輸容量的影響。通過對IEEE39和IEEE118節(jié)點系統(tǒng)仿真得知高電氣介數(shù)線路在拓撲結構中屬于長程連接且傳輸功率較大,蓄意攻擊這些線路對輸電效能影響較大。針對含大量DG的電網(wǎng),考慮電能傳輸特性提出相應的網(wǎng)絡效能評估指標。該效能指標考慮了分布式發(fā)電優(yōu)先滿足本地負荷供電的特性,DG對負荷的影響隨電氣距離增大而呈指數(shù)下降。在此基礎建立了線路攻擊效能指標和電網(wǎng)運行脆弱度評估指標。通過對IEEE118節(jié)點系統(tǒng)仿真驗證了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)運行的脆弱度。
【關鍵詞】：復雜網(wǎng)絡理論 電網(wǎng) 小世界網(wǎng)絡 自組織臨界性 脆弱性 分布式發(fā)電 網(wǎng)絡效能
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：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)容及其結構16-17
• 第2章 基于復雜網(wǎng)絡理論的電網(wǎng)小世界模型17-28
• 2.1 復雜網(wǎng)絡理論17-22
• 2.1.1 復雜網(wǎng)絡理論的發(fā)展17
• 2.1.2 復雜網(wǎng)絡的基本參數(shù)17-18
• 2.1.3 復雜網(wǎng)絡的典型拓撲模型18-22
• 2.2 電網(wǎng)小世界模型22-25
• 2.2.1 基于復雜網(wǎng)絡理論的電網(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)小世界特性識別算例分析25-27
• 2.3.1 理論算例25-26
• 2.3.2 IEEE實際算例26-27
• 2.4 本章小結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)運行斷面SOC模型34-35
• 3.3.3 電力系統(tǒng)運行斷面SOC模型仿真35-37
• 3.4 本章小結37-38
• 第4章 基于電氣介數(shù)的復雜網(wǎng)絡脆弱線路辨識38-50
• 4.1 電網(wǎng)結構脆弱性研究38-39
• 4.2 基于電氣介數(shù)的脆弱線路辨識39-43
• 4.2.1 線路電氣介數(shù)39-41
• 4.2.2 網(wǎng)絡效能指標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)點算例43-47
• 4.3.2 IEEE118節(jié)點算例47-49
• 4.4 本章小結49-50
• 第5章 含DG的電網(wǎng)效能評估指標研究50-60
• 5.1 現(xiàn)有效能評估指標50-51
• 5.2 考慮電氣特性含DG的電網(wǎng)效能評估指標研究51-53
• 5.2.1 含DG的電網(wǎng)效能評估指標51-52
• 5.2.2 基于效能評估指標的脆弱線路識別52-53
• 5.2.3 運行脆弱度指標53
• 5.3 IEEE118節(jié)點系統(tǒng)算例仿真分析53-59
• 5.3.1 負荷節(jié)點供電效能54-55
• 5.3.2 DG接入對輸電效能的影響55-57
• 5.3.3 基于效能評估指標的脆弱線路識別57-58
• 5.3.4 運行脆弱度評估58-59
• 5.4 本章小結59-60
• 結論與展望60-62
• 致謝62-63
• 參考文獻63-69
• 附錄1 IEEE118節(jié)點系統(tǒng)參數(shù)69-73
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及科研成果73

【參考文獻】

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本文編號：912588