基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的主動(dòng)配電網(wǎng)運(yùn)行管理策略研究.pdf

1、近年來(lái)隨著各行業(yè)對(duì)電力需求的持續(xù)增長(zhǎng)以及傳統(tǒng)能源供應(yīng)的日漸短缺，主動(dòng)配電網(wǎng)以其智能、靈活、可持續(xù)發(fā)展的特點(diǎn)逐漸獲得了普遍的認(rèn)可和廣泛的應(yīng)用。區(qū)別于傳統(tǒng)配電網(wǎng)的供電模式，主動(dòng)式配電網(wǎng)一方面增強(qiáng)了對(duì)分散能源的綜合利用，大大提高了電力系統(tǒng)對(duì)綠色能源的吸納能力，優(yōu)化了一次能源的配比結(jié)構(gòu)，幫助當(dāng)前電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了更進(jìn)一步的可持續(xù)發(fā)展;然而另一方面，由于其供電模式由過(guò)去的單向樹(shù)型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)在的雙向環(huán)型結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)分析方式在主動(dòng)配電網(wǎng)的規(guī)劃、

2、運(yùn)行、優(yōu)化等方面已經(jīng)暴露出諸多的局限性;此外，由于以光伏、風(fēng)能等為代表的分布式電源受環(huán)境影響較大，其對(duì)配電網(wǎng)的廣泛滲入必然引起系統(tǒng)電能質(zhì)量的波動(dòng)和改變。因此，針對(duì)主動(dòng)配電網(wǎng)的運(yùn)行特性和工作特點(diǎn)，探索一種有效的規(guī)劃和分析手段來(lái)補(bǔ)充傳統(tǒng)電力系統(tǒng)分析方式在主動(dòng)配電網(wǎng)研究中的不足已成為當(dāng)前電力系統(tǒng)研究的一個(gè)重要方向。
　　復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論作為分析和研究網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)特性的有效手段，近年來(lái)在互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、生物分子網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域受到了越來(lái)越多的關(guān)注和應(yīng)用

3、，而其在電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)建模、穩(wěn)定性分析等方面的應(yīng)用更是成為一個(gè)電力系統(tǒng)研究領(lǐng)域的一個(gè)熱門(mén)的課題。然而目前，其在主動(dòng)配電網(wǎng)方面的應(yīng)用研究還有待進(jìn)一步的發(fā)展。本文正是在研究了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)相關(guān)理論的基礎(chǔ)上，充分分析了主動(dòng)配電網(wǎng)的工作特性和運(yùn)行特點(diǎn)，發(fā)掘兩者的共同點(diǎn)并利用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論在研究網(wǎng)絡(luò)方面的優(yōu)勢(shì)和相關(guān)基礎(chǔ)對(duì)主動(dòng)配電網(wǎng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)建模、故障傳播特性、系統(tǒng)穩(wěn)定性分析、同步與協(xié)調(diào)優(yōu)化調(diào)度策略研究等方面進(jìn)行了研究。
　　本文在對(duì)主動(dòng)配電網(wǎng)的增長(zhǎng)、

4、重連、斷開(kāi)等拓?fù)涮匦赃M(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，通過(guò)引入一個(gè)“位置鏈接概率”的概念和網(wǎng)絡(luò)衰減的機(jī)制，提出了一種新的主動(dòng)配電網(wǎng)動(dòng)態(tài)演化模型。該模型的統(tǒng)計(jì)特性揭示出主動(dòng)配電網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)度分布具有冪律特性，而且其“節(jié)點(diǎn)移除概率”會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)演化特性以及魯棒性產(chǎn)生極其重要的影響。這些宏觀拓?fù)涮匦苑矫娴陌l(fā)現(xiàn)可以為主動(dòng)配電網(wǎng)在規(guī)劃、脆弱性分析、故障預(yù)測(cè)以及提高網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行效費(fèi)比等方面產(chǎn)生重要的指導(dǎo)意義和應(yīng)用價(jià)值。
　　通過(guò)植入網(wǎng)絡(luò)鄰居邊的概念將有向性引入到

5、網(wǎng)絡(luò)相繼故障的研究中。此外，通過(guò)定義隨機(jī)攻擊、“最小入度”攻擊和“最大出度”攻擊三種故障方式，分別研究了不同初始故障類型對(duì)有向無(wú)標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)、有向隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)以及IEEE118-bus系統(tǒng)的影響及其傳播特性，證明了網(wǎng)絡(luò)相繼故障的傳播與網(wǎng)絡(luò)流的方向性以及初始故障類型具有密切的關(guān)系，更與初始負(fù)荷的大小和網(wǎng)絡(luò)線路的額定容量有關(guān)。這些結(jié)果對(duì)于避免網(wǎng)絡(luò)相繼故障的發(fā)生和傳播具有重要的價(jià)值。
　　在理論研究了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)同步性并充分證明其同步與協(xié)調(diào)運(yùn)行可行

6、性的基礎(chǔ)上，針對(duì)主動(dòng)配電網(wǎng)的運(yùn)行特點(diǎn)，本文提出了一種多自治微網(wǎng)電能優(yōu)化協(xié)調(diào)調(diào)度策略，借助儲(chǔ)能設(shè)備的作用實(shí)現(xiàn)分布式電能的充分利用和系統(tǒng)重要負(fù)荷的最大供電。該策略通過(guò)合理的構(gòu)建微網(wǎng)拓?fù)潢P(guān)系矩陣，采用改進(jìn)的最小生成樹(shù)算法確定最優(yōu)的供用電關(guān)系;利用線性矩陣不等式算法選擇添加或者刪除非重要負(fù)荷，進(jìn)而生成新的多自治微網(wǎng)結(jié)構(gòu)。最后，通過(guò)一系列的實(shí)驗(yàn)證明所提策略在提高系統(tǒng)整體電能利用率以及對(duì)重要負(fù)荷的持續(xù)安全供電方面都具有有效性。
　　在實(shí)驗(yàn)和仿