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

1、近年來隨著各行業(yè)對電力需求的持續(xù)增長以及傳統(tǒng)能源供應(yīng)的日漸短缺，主動配電網(wǎng)以其智能、靈活、可持續(xù)發(fā)展的特點逐漸獲得了普遍的認可和廣泛的應(yīng)用。區(qū)別于傳統(tǒng)配電網(wǎng)的供電模式，主動式配電網(wǎng)一方面增強了對分散能源的綜合利用，大大提高了電力系統(tǒng)對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)實現(xiàn)了更進一步的可持續(xù)發(fā)展;然而另一方面，由于其供電模式由過去的單向樹型結(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)分析方式在主動配電網(wǎng)的規(guī)劃、

2、運行、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，其對配電網(wǎng)的廣泛滲入必然引起系統(tǒng)電能質(zhì)量的波動和改變。因此，針對主動配電網(wǎng)的運行特性和工作特點，探索一種有效的規(guī)劃和分析手段來補充傳統(tǒng)電力系統(tǒng)分析方式在主動配電網(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)用更是成為一個電力系統(tǒng)研究領(lǐng)域的一個熱門的課題。然而目前，其在主動配電網(wǎng)方面的應(yīng)用研究還有待進一步的發(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，充分分析了主動配電網(wǎng)的工作特性和運行特點，發(fā)掘兩者的共同點并利用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論在研究網(wǎng)絡(luò)方面的優(yōu)勢和相關(guān)基礎(chǔ)對主動配電網(wǎng)系統(tǒng)的動態(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行了研究。
　　本文在對主動配電網(wǎng)的增長、

4、重連、斷開等拓撲特性進行研究的基礎(chǔ)上，通過引入一個“位置鏈接概率”的概念和網(wǎng)絡(luò)衰減的機制，提出了一種新的主動配電網(wǎng)動態(tài)演化模型。該模型的統(tǒng)計特性揭示出主動配電網(wǎng)的節(jié)點度分布具有冪律特性，而且其“節(jié)點移除概率”會對網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)演化特性以及魯棒性產(chǎn)生極其重要的影響。這些宏觀拓撲特性方面的發(fā)現(xiàn)可以為主動配電網(wǎng)在規(guī)劃、脆弱性分析、故障預(yù)測以及提高網(wǎng)絡(luò)的運行效費比等方面產(chǎn)生重要的指導(dǎo)意義和應(yīng)用價值。
　　通過植入網(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，通過定義隨機攻擊、“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有向無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)、有向隨機網(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)果對于避免網(wǎng)絡(luò)相繼故障的發(fā)生和傳播具有重要的價值。
　　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)運行可行

6、性的基礎(chǔ)上，針對主動配電網(wǎng)的運行特點，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，借助儲能設(shè)備的作用實現(xiàn)分布式電能的充分利用和系統(tǒng)重要負荷的最大供電。該策略通過合理的構(gòu)建微網(wǎng)拓撲關(guān)系矩陣，采用改進的最小生成樹算法確定最優(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荷，進而生成新的多自治微網(wǎng)結(jié)構(gòu)。最后，通過一系列的實驗證明所提策略在提高系統(tǒng)整體電能利用率以及對重要負荷的持續(xù)安全供電方面都具有有效性。
　　在實驗和仿