基于复杂网络理论的光伏电站规划与运行策略研究

发布时间：2017-08-07 22:16

  本文关键词：基于复杂网络理论的光伏电站规划与运行策略研究

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【摘要】：光伏电站的大规模接入电网在缓解用电紧张的同时给电网的安全高效运行也带来了新的挑战,研究光伏电站规划与运行策略对充分发挥太阳能资源优势,避免光伏发电对电力系统安全稳定的不利影响并提高电力系统可靠性具有重要意义。目前,光伏电站规划主要基于太阳能资源评估以及电网的静态拓扑结构,且只考虑单一站点的建立。本文基于复杂网络理论建立光伏电能分配系统,通过分析规划区域内多个光伏电站的电能生产与动态分配平衡,从而提出光伏电站规划策略。本文分析了节点平均距离、节点平衡能量与网络各项统计特性的关系,结论表明度、介数、耗电量较大,聚类系数较小的节点在网络中到其它节点的平均距离较小且电能分配平衡时获得的电能较多,有利于电能分配达到平衡并减少电能传输过程中的损耗。据此,本文提出了基于节点的度、介数、耗电量及聚类系数的光伏电站选址与容量配置方案,并充分考虑电能传输的距离与传输量,使用电能分配效率指标衡量各方案电能分配效率。分析指出,选择耗电量、聚类系数大的节点建立光伏电站,依据耗电量分配装机容量的规划方案最优。在光伏电站建设规模较小时,电站选址对电能分配效率起主要影响,而当光伏电站建设规模较大时则是装机容量配置影响较大。为进一步提高电网效率,本文使用GN法对规划区域进行社团结构划分,再在各分区中进行光伏电站选址与定容。分析表明当光伏电站建设规模小于50%时,采用该方法能较非分区规划有效提高电能分配效率。本文基于ML连锁故障模型提出了光伏电能分配系统的连锁故障模型,通过分析各方案下不同比例节点遭受随机攻击时系统的鲁棒性,发现光伏电站选址对系统鲁棒性的影响较大,根据聚类系数和耗电量进行选址规划的光伏系统相比传统规划方案在随机攻击下具有更高的鲁棒性,而分区规划下系统的鲁棒性更高。本文还进一步分析连锁故障传播的阶段、各阶段过负荷与负荷不足节点比例的变化与统计特性以及网络耐受系数上限与下限对系统鲁棒性的影响,了解了该系统连锁故障传播的基本特点,并提出了预防性与应急性连锁故障防御策略。
【关键词】：复杂网络 电网 动态电能分配模型 电能分配效率 光伏电站规划 鲁棒性 连锁故障
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM615;O157.5
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-19
• 1.1 研究背景和意义11-12
• 1.2 电力系统复杂网络的研究现状12-17
• 1.2.1 复杂电力网络模型12-14
• 1.2.2 能量分布与网络效率14-15
• 1.2.3 电网规划15-16
• 1.2.4 电网鲁棒性与连锁故障机理16-17
• 1.3 论文的主要工作17-19
• 第2章 复杂网络理论基础19-25
• 2.1 引言19
• 2.2 建立复杂网络模型19-20
• 2.3 复杂网络统计特性分析20-23
• 2.3.1 度与度分布20-21
• 2.3.2 聚类系数21-22
• 2.3.3 最短路径22
• 2.3.4 介数22-23
• 2.3.5 网络效率23
• 2.4 复杂网络社团结构发现23-24
• 2.5 本章小结24-25
• 第3章 基于复杂网络理论的光伏电站规划25-43
• 3.1 引言25
• 3.2 复杂网络光伏电能分配系统25-28
• 3.2.1 电网静态拓扑模型25-26
• 3.2.2 光伏电能动态分配模型26-28
• 3.3 基于复杂网络的光伏电站选址与定容28-36
• 3.3.1 节点平均距离与网络统计特性关系分析28-30
• 3.3.2 节点平衡能量与网络统计特性关系分析30-31
• 3.3.3 基于复杂网络的光伏电站选址与容量配置方案31-32
• 3.3.4 电能分配效率32-34
• 3.3.5 光伏电站建设规模对电能分配效率的影响34-36
• 3.4 引入社团结构划分的光伏电站规划36-42
• 3.4.1 基于GN法的光伏电站规划分区37
• 3.4.2 基于社团结构划分的光伏电站选址与容量配置37-39
• 3.4.3 光伏电站建设规模对分区规划电能分配效率的影响39-41
• 3.4.4 一对多关系下的规划策略41-42
• 3.5 本章小结42-43
• 第4章 光伏电能分配系统鲁棒性分析43-55
• 4.1 引言43
• 4.2 光伏电能分配系统连锁故障模型43-44
• 4.3 随机攻击多节点对光伏系统的影响44-47
• 4.4 光伏电能分配系统连锁故障传播分析47-52
• 4.4.1 连锁故障传播的阶段47-48
• 4.4.2 过负荷与负荷不足节点48-50
• 4.4.3 连锁故障传播特性50-52
• 4.5 网络耐受系数上限与下限52
• 4.6 分区规划下的光伏系统鲁棒性52-54
• 4.7 本章小结54-55
• 第5章 光伏电能分配系统连锁故障防御55-62
• 5.1 引言55
• 5.2 基于复杂网络理论的故障防御策略55-56
• 5.3 防御策略有效性验证56-61
• 5.3.1 预防性防御策略56-58
• 5.3.2 应急性防御策略58-61
• 5.4 本章小结61-62
• 第6章 结论与展望62-64
• 参考文献64-68
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果68-69
• 攻读硕士学位期间参加的科研工作69-70
• 致谢70

【参考文献】

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本文编号：637013