基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的輸電網(wǎng)結(jié)構(gòu)脆弱性研究.pdf

1、頻繁的大停電事故的發(fā)生凸顯了電力系統(tǒng)自身的脆弱性，基于還原論的傳統(tǒng)安全評(píng)估方法已不能很好的分析電力系統(tǒng)自身存在的脆弱性和連鎖故障的傳播機(jī)理。電力網(wǎng)可以抽象為包含大量節(jié)點(diǎn)和邊的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，因此可以從復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的角度對(duì)電力系統(tǒng)脆弱性開展研究。針對(duì)研究現(xiàn)狀，本文做了進(jìn)一步研究，包括電力網(wǎng)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型的建立、電力網(wǎng)中脆弱元件的辨識(shí)和電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)脆弱性靜態(tài)分析。具體的研究內(nèi)容和取得的成果如下：
　　本文構(gòu)造了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)加權(quán)有向網(wǎng)絡(luò)模型。該模型

2、綜合考慮了潮流在線路的流動(dòng)特性和系統(tǒng)與負(fù)荷容量對(duì)輸電網(wǎng)的影響兩方面因素。加權(quán)有向模型中，邊的方向?yàn)閷?shí)際有功功率的方向，邊的權(quán)重為流過線路視在功率，與原有模型假設(shè)潮流沿最短路徑流動(dòng)相比，更符合電力系統(tǒng)本身特性；引入等值電源功率虛擬節(jié)點(diǎn)和等值負(fù)荷功率虛擬節(jié)點(diǎn)以表示系統(tǒng)和負(fù)荷容量對(duì)輸電網(wǎng)的作用，在此基礎(chǔ)上，重新給出了網(wǎng)絡(luò)模型的靜態(tài)參數(shù)的計(jì)算公式。
　　基于加權(quán)有向網(wǎng)絡(luò)模型，提出了辨識(shí)脆弱節(jié)點(diǎn)和線路的脆弱性指標(biāo)——節(jié)點(diǎn)綜合重要度指標(biāo)和綜合

3、加權(quán)有向邊介數(shù)，該脆弱性指標(biāo)可以反映元件在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和潮流輸送中的作用。通過對(duì)IEEE30節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)的仿真計(jì)算，對(duì)比現(xiàn)有模型的結(jié)果，驗(yàn)證了模型和指標(biāo)的可行性和全面性。
　　基于靜態(tài)分析法對(duì)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)脆弱性進(jìn)行了研究，定義了表示電力網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)指標(biāo)，用電網(wǎng)的最大連通域和失負(fù)荷比例表示元件失效后對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的影響，隨后分析了脆弱元件在4種移除策略下電力網(wǎng)的動(dòng)力學(xué)行為。結(jié)果表明電網(wǎng)對(duì)隨機(jī)攻擊具有較高的魯棒性，脆弱元件在連鎖故障的傳播中起到關(guān)鍵