【摘要】：結(jié)合復雜網(wǎng)絡理論進行電力網(wǎng)絡非線性動力學行為研究已成為當下學術(shù)研究的新方向。通過研究網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)特性,可以更好地理解電網(wǎng)上的各種動力學行為,更好地解釋電網(wǎng)中的大規(guī)模停電事故,從而采取保護電網(wǎng)中脆弱性環(huán)節(jié)的有效措施來降低連鎖故障發(fā)生概率,維持電網(wǎng)可靠運行�？紤]電網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡動力學特性,本文對電網(wǎng)同步模型、電網(wǎng)關鍵節(jié)點識別和分布式電站入網(wǎng)方式等幾個問題進行了深入研究,具體研究內(nèi)容如下:1、結(jié)合模型動力學表達式的推導過程,比較基于負荷等效的電網(wǎng)模型:EN模型、SM模型和二階類Kuramoto模型之間的建模差異和網(wǎng)絡動力學行為的異同,研究發(fā)現(xiàn)SM模型與二階類Kuramoto模型都是將負荷節(jié)點建模為電動機節(jié)點,這二者的區(qū)別在于是否忽略電網(wǎng)的部分實際特性,比如線路阻抗、節(jié)點電壓。忽略電網(wǎng)部分實際特性時,SM模型簡化為二階類Kuramoto模型。EN模型在建模時將負荷節(jié)點等效為常阻抗,因此只對發(fā)電機節(jié)點建立動力學方程,所得的方程個數(shù)比SM模型少,計算量小。從網(wǎng)絡動力學角度來看,用同一個IEEE標準測試系統(tǒng)研究電網(wǎng)同步特性時,實驗仿真表明采用EN模型時電網(wǎng)工作在工頻上,采用SM模型時電網(wǎng)工作在工頻附近的某一頻率處,雖然用不同模型對電網(wǎng)建模時體現(xiàn)出電網(wǎng)的動態(tài)行為有差異,但都能描述電網(wǎng)穩(wěn)定運行時的頻率同步狀態(tài)。2、為了有效地識別網(wǎng)絡中的關鍵節(jié)點,本文提出一種綜合考慮網(wǎng)絡的局部和全局特性的節(jié)點重要性識別綜合指標,依據(jù)此指標對加權(quán)標準測試系統(tǒng)IEEE39和IEEE118中的節(jié)點進行了重要性排序,并將排序的結(jié)果與基于介數(shù)法和點權(quán)法對節(jié)點重要性進行排序的結(jié)果進行了對比研究,基于結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡效能分析和基于動力學的失同步擴散時間、同步能力比較均表明,本文提出的基于綜合指標的節(jié)點重要性排序更合理,優(yōu)于基于介數(shù)和點權(quán)的節(jié)點重要性識別方法。3、分布式電站通過接入原電網(wǎng)中負荷節(jié)點的方式接入電網(wǎng)。根據(jù)負荷節(jié)點到原電網(wǎng)中各發(fā)電機節(jié)點的平均距離情況,提出兩種分布式電站并網(wǎng)方式,一種方式是新增分布式電站從離原發(fā)電機節(jié)點平均距離值最小的負荷開始接入,并按照平均距離值的升序順序依次接入,簡稱A方式;另一種方式是新增分布式電站從離原發(fā)電機節(jié)點平均距離值最大的負荷開始接入,按照平均距離值的降序順序依次接入,簡稱B方式。從電網(wǎng)統(tǒng)計特性和同步動力學角度進行比較,發(fā)現(xiàn)分布式電站采用B方式接入電網(wǎng),網(wǎng)絡節(jié)點分布更分散,網(wǎng)絡同步能力越好,同時對小功率擾動所引起電網(wǎng)失同步波的擴散速度較慢,有利于失同步波的擴散抑制。此研究對分布式電站并網(wǎng)時提高電網(wǎng)可靠性運行有一定的指導意義。
【圖文】：

我們對導納矩陣｝；中各元素值做了如下規(guī)定：所有非對角線元素取負值，即－｝＾．，對角線逡逑元素卜，：／邋＋邋Ｖ奪），其中｜為連接節(jié)點／和節(jié)點７的線路等效成疋模型（傳輸線；ｒ模型逡逑％如圖３．１所示）時的對地導納。從上述對導納矩陣Ｆ。元素的規(guī)定來看，導納矩陣｝；中每逡逑一行的總和不為０。逡逑（Ｔ＾Ｕ—￣￣Ｕｆ＾Ｔ）逡逑２邋２逡逑７７７＂邐／／／逡逑圖３．１傳輸線；Ｔ模型逡逑因為節(jié)點電壓Ｆ與電流／之間滿足歐姆定律：／邋＝邋７。，所以導納矩陣｝；滿足逡逑（ｎ邋Ｙ0逡逑＂＿邋ｕ？ｗ邐ｎ邐ｒ邋ｒｊ逡逑0邋￣邋Ｙ邋Ｙ邋Ｖ逡逑其中，，／，，表示；７個發(fā)電機節(jié)點的輸出電流所組成的向量矩陣，匕表示／７個發(fā)電機節(jié)點逡逑的電壓所組成的向量矩陣，Ｋ表示，個非發(fā)電機節(jié)點的電壓組成的向量矩陣，ｒｆｌ￣表示ｎ個逡逑發(fā)電機節(jié)點之間相連時形成的導納矩陣，｝＾表示《個發(fā)電機節(jié)點與ｒ個非發(fā)電機節(jié)點相連逡逑時形成的導納矩陣。逡逑從式（３．１）可以看到，所有非發(fā)電機節(jié)點的輸出電流為０，因此只有發(fā)電機節(jié)點向負逡逑荷節(jié)點輸送電功率。利用Ｋｒｏｎ還原法消除式（３．１）中的所有非發(fā)電機節(jié)點的電壓可逡逑得：逡逑匕邐（３－２）逡逑由式（３．２）可得電網(wǎng)等效導納矩陣ｙ的表達式為：逡逑（３．３）逡逑利用上述知識推導ＥＮ模型的等效導納矩陣ｙ￡＂、ＳＭ模型的等效導納矩陣ｙｗ。逡逑假定在含有Ｗ個節(jié)點的電網(wǎng)中，包含＼個發(fā)電機，個負荷節(jié)點，《，個變壓器節(jié)點，逡逑滿足ｊＶｚｔ＋Ａ＾＋Ｗ，．。發(fā)電機與負荷節(jié)點個數(shù)和為／？邋＝邋＆＋？，。發(fā)電機等效成電源與電抗的逡逑串聯(lián)形式

丨邋％、逡逑由圖３．邋２可知，基于電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的導納矩陣為逡逑ｙ］４邋0邋0邋｜邋－ｙ］４邋00000逡逑Ｉ逡逑０邐ｙ２１邐０邋Ｉ邋０邐０邐０邐－ｙ２１邐０邐００邐０邐少３９邐１邐０邐０邐０邐０邐０邐－ｙ－ｙ＾＼邐０邐0邋［邐＾４４邐－＾４５邐＿少４６邐０邐0邋３邋0邐0邐0邋；－少５４邐４邐0邋－ｙ５Ｖ邐0邐０邐０邐０邐；邋－少６４邐０邐匕邐0邐０邋－０邐－ｙ１２邋0邋［邐０邐－ｙ１５邋0邋Ｙｖ邋－ｙｎ邋００邐0邐０邐！邐０邐０邐０邐＇Ｖ８７邐＾Ｒ８邐－＾８０邐０邐－少０３邐！邐0邐０邐￣ｙ％邐0邐＿少９８邐４：逡逑邐＋邋ｙＡｓ＋邋ｙ＊６＋邋ｊ＇邋＋邋ｊ邋＋邋ｊ邐ｙｓｓ邋＝邋ｙａ邋＋邋ｙ￥ｉ＋邋Ｊ￣＾￣＋逡逑
【學位授予單位】：廣西師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：O157.5;TM711

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本文編號：2545234