復雜電力網(wǎng)絡建模與自組織臨界性分析.pdf

1、復雜電力系統(tǒng)在時空上呈現(xiàn)出復雜性、不確定性、難以預測性，僅僅依靠傳統(tǒng)的還原論方法難以分析電力網(wǎng)絡連鎖故障的產(chǎn)生機理，因此應用復雜性理論分析大規(guī)?；ヂ?lián)電力網(wǎng)絡的整體動態(tài)特性研究成為一個熱點課題。
　　 本文首先介紹了復雜性系統(tǒng)理論應用于復雜電網(wǎng)連鎖故障分析的必然趨勢和研究意義。基于復雜網(wǎng)絡理論，對建立充分、清晰反映大電網(wǎng)結構性質的電力網(wǎng)絡模型問題進行了研究；基于復雜系統(tǒng)理論，對電力網(wǎng)絡連鎖故障的產(chǎn)生機理以及電網(wǎng)的自組織臨界性相關問

2、題進行了研究，包括復雜電力網(wǎng)絡連鎖故障模型、自組織臨界態(tài)判斷模型。
　　 提出了一種改進的復雜電力網(wǎng)絡鄰域演化模型。該模型針對現(xiàn)實電網(wǎng)具有區(qū)域性的情況，以地理區(qū)域重新定義“鄰域”；考慮到新建廠站接入電網(wǎng)時需綜合穩(wěn)定性和經(jīng)濟性因素，在新節(jié)點加入時，引入概率q，以達到二者的平衡。理論分析表明，該模型的度分布可實現(xiàn)指數(shù)分布到冪律分布的過渡，且冪律指數(shù)在3～∞之間可調。對美國西部電網(wǎng)和中國華東電網(wǎng)的仿真結果顯示，該模型能更好地反映電力網(wǎng)

3、絡的演化規(guī)律。
　　 提出了一種考慮分層分區(qū)的網(wǎng)絡演化模型。引入電壓因子，將網(wǎng)絡節(jié)點分為高、低壓節(jié)點，形成高壓網(wǎng)絡層和低壓網(wǎng)絡層，兩類節(jié)點依據(jù)其在電網(wǎng)中的不同作用，以不同的方式接入電網(wǎng)。理論分析表明，該模型的度分布具有冪尾特性，且冪尾指數(shù)在3～∞之間可調。美國西部電網(wǎng)和中國華東電網(wǎng)的仿真結果顯示，該模型的度分布與實際電網(wǎng)更相符，能很好地反映電力網(wǎng)絡的演化規(guī)律。
　　 提出一種考慮分層分區(qū)演化的直流潮流連鎖故障模型(OPA

4、模型)。該模型結合OPA模型和考慮分層分區(qū)的電網(wǎng)演化模型，OPA模型用以模擬負荷增長、線路改造等電網(wǎng)的演化過程和由于線路開斷引起的連鎖故障，分層分區(qū)演化模型用以模擬電網(wǎng)的拓撲演化。該模型比基本的OPA模型更加真實地反映了電網(wǎng)的演化過程。
　　 提出負荷分布和拓撲結構匹配度的概念，定量表征系統(tǒng)負荷分布與拓撲結構的匹配程度，建立基于匹配度指標的復雜電網(wǎng)自組織臨界態(tài)判斷模型。仿真結果表明，負荷分布和電網(wǎng)拓撲的匹配度對電網(wǎng)連鎖故障的傳播