基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的電網(wǎng)建模及脆弱性研究.pdf

1、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(fù)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(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電網(wǎng)的脆弱環(huán)節(jié)。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論認為結(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)來辨識其薄弱環(huán)節(jié)。
　　本文在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的基

2、礎(chǔ)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(fù)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(biāo)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(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

3、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(dāng)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(guān)系。
　　結(jié)合電網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)和運行狀態(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)電容量和負荷水平及其分布的影響，且計及了線路容量對其脆弱性

4、的影響。建立了新的電網(wǎng)效能指標(biāo)來評估故障后的電網(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(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(yīng)的網(wǎng)絡(luò)效能評估指標(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