電力系統(tǒng)臨界相變的區(qū)域空間預警信號研究.pdf

1、近年來，世界范圍內發(fā)生的電力系統(tǒng)大停電事故給社會穩(wěn)定和經(jīng)濟發(fā)展造成了巨大的影響，而大停電事故通常都是由連鎖故障造成的。隨著故障的連鎖發(fā)生，潮流發(fā)生大范圍轉移，導致系統(tǒng)內元件承擔的負荷不斷增加，使得電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)趨向于某個臨界狀態(tài)。在臨界態(tài)，控制參數(shù)或系統(tǒng)應力的微小變化都可能導致系統(tǒng)發(fā)生臨界相變，引發(fā)災難性的事故。為保證電網(wǎng)運行可靠性，避免臨界相變給系統(tǒng)帶來災難性的影響，開展電力系統(tǒng)臨界相變預警信號研究十分必要。
　　目前大部分

2、學者從時間維度上研究電力系統(tǒng)臨界相變的預警信號。在時間維度上計算預警信號需要一定長度的時間序列數(shù)據(jù)，而時間序列數(shù)據(jù)的實時檢測可能使得運行人員在臨界相變前沒有足夠的時間對系統(tǒng)進行操作。本文從空間維度出發(fā)，提出電力系統(tǒng)臨界相變的預警信號，對電力系統(tǒng)進入臨界狀態(tài)進行預警。
　　首先，本文詳細介紹了復雜系統(tǒng)臨界相變的概念，一階相變與二階相變的區(qū)別，以及臨界相變成因。指出復雜系統(tǒng)發(fā)生臨界相變主要有兩方面的因素：網(wǎng)絡的連通性和網(wǎng)絡的異構性。<

3、br>　　然后，提出了一組電力系統(tǒng)臨界相變空間預警信號：空間自相關和空間變異系數(shù)，并將空間維度的預警信號與時間維度的預警信號相結合，提出時空預警信號?；诳臻g自相關理論中 Moran’s I系數(shù)設計了兩種空間權重矩陣：基于線路相鄰的空間權重矩陣和基于PTDF的空間權重矩陣?；贠PA模型仿真數(shù)據(jù)，考慮系統(tǒng)升級（發(fā)電機擴容和線路改造）的長期過程，建立電力系統(tǒng)臨界相變預警信號仿真模型。以IEEE118節(jié)點系統(tǒng)為例，驗證分析了論文提出的臨界相

4、變空間預警信號和時空預警信號的有效性及兩種空間權重矩陣對預警信號有效性的影響。
　　最后，不考慮系統(tǒng)輸電線路與發(fā)電容量的“增長”，在基礎負荷下，進行基于電氣介數(shù)的線路移除，模擬電力系統(tǒng)臨界度的變化?；谶B鎖故障的特點，建立電力系統(tǒng)運行狀態(tài)指標：EENS；從網(wǎng)絡連通性和異構性兩方面建立電力系統(tǒng)臨界相變成因分析指標：代數(shù)連通度、加權網(wǎng)絡均衡熵。以IEEE30節(jié)點系統(tǒng)為例分析了系統(tǒng)不同臨界度情況下所構建的空間預警指標的變化以及臨界相變成