电力网络的重要节点识别及暂态性能研究

发布时间：2021-04-01 09:11

  近年来,随着自然科学和社会科学之间的相互交叉渗透,复杂网络成为新的研究热点,应用复杂网络的理论、方法和思路来研究网络时代的复杂性科学问题反映了科学研究向综合性发展的趋势。电力网络是典型的复杂网络,它的同步稳定运行是保障人类正常生活工作学习的根本。运用复杂网络理论对电力网络的拓扑结构和动力学特性进行分析,可以帮助我们深刻地理解电网的结构特性和运行机制,从而在实际电网中采取针对性的措施,预防级联故障的发生,确保电网的正常运行。本文基于复杂网络理论,结合实际电力网络的拓扑结构和节点动力学特性,对电力网络的重要节点识别和暂态性能展开一系列的深入研究,主要工作内容包括以下几个方面:1、从电力网络的拓扑结构和动力学特性出发,对IEEE标准测试网络进行单一指标的节点重要性识别研究。考虑网络的全局和局部特性,首先找到度中心性、接近中心性、子图指标、PageRank值、节点收缩凝聚度、失同步扩散时间倒数和临界同步耦合强度七个评估指标来描述网络中节点的重要程度,然后用这七个指标分别对IEEE标准测试网络中的节点进行重要性识别,并对比分析不同单一指标的识别效果。研究表明,由于单一指标只考虑网络某一方面的属性,所以不同单一指标识别的节点重要性不同,用它进行重要节点识别具有一定的局限性。2、基于层次分析法研究了电力网络重要节点的多指标综合识别。选择单一指标识别效果相对较好的接近中心性、子图指标、PageRank值、节点收缩凝聚度、失同步扩散时间倒数五个指标进行节点综合识别。运用层次分析法确定五个指标的权重,用极差法构造五个指标的比较矩阵,最终在多指标综合评估思想的指导下得到网络中重要节点的排序。接着考虑电力网络的节点动力学特性,采用电力网络的类Kuramoto模型,分别单个移除节点,仿真计算剩余网络中最大连通子网的平均路径长度、子网相对规模和临界同步耦合强度,通过分析这三个参量对多指标节点综合识别效果进行验证。验证结果表明了多指标综合评估方法的有效性。3、研究分布式电站的入网对网络暂态性能的影响。首先定义了暂态持续时间和最大频偏两个参量来描述电网的暂态性能。然后研究了分布式电站的入网参数选取问题。在保证分布式电站入网频率和原电网工作频率一致的情况下,研究发现分布式电站存在一个最佳入网相位,当分布式电站以最佳相位入网时,对电网造成的干扰最小。接着分别研究了入网负载节点的重要性和度值对电网暂态性能的影响。研究表明,分布式电站通过重要节点入网比通过不重要节点入网对电网造成的干扰更小;大多数情况下,分布式电站接入大度节点比接入小度节点对电网的干扰小。最后在分布式电站接入比例相同的情况下,比较了 IEEE14、IEEE30和IEEE57三个标准测试系统的暂态性能。研究表明,在分布式电站接入比例相同的情况下,原电网的节点数越多,实际入网的分布式电站越多,网络的暂态性能就越差。
【学位授予单位】：广西师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：O157.5;TM711

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