一种复杂电力网络的时空演化模型

网络拓扑对电力网络的脆弱性和鲁棒性有重要影响,当前经典网络模型与实际电力网络有较大差异.基于电力网络本身的演化机理,对BA无标度网络模型进行扩展与改进,构造了一种复杂电力网络的时空演化模型.提出网络生长点的概念,将其定义为靠近网络中原有节点但并未被占据的位置.新节点加入时,其坐标从网络生长点中随机选择;已有节点与新节点连接的概率由该节点的度数和该节点与新节点间的物理距离共同决定.分析了该模型的统计学特性,通过美国西部电网、中国北方电网与几种典型网络模型在平均度数、聚类系数、特征路径长度和度分布曲线等方面的对比,验证了新模型能很好地反映电力网络的演化规律.     

基于元胞自动机演化的复杂电网脆弱性研究

根据元胞自动机理论在复杂系统中的应用,提出了一种新的复杂电网脆弱性评估方法——从元胞自动机的基本定义出发,建立复杂电力网络节点脆弱度指标的节点脆弱度元胞自动机模型,通过该模型演化得到节点脆弱度指标,并综合考虑电力网络的结构特性、功率特性和相邻节点间的相互影响。最后,通过IEEE39节点系统仿真实现对节点脆弱度的排序,并通过与其它指标的对比验证了该模型的有效性和优越性。     

基于电气距离的复杂电网关键节点识别

深入研究电力系统复杂网络特性及连锁故障传播机理对预防大停电事故至关重要。在分析电力网潮流分布机理的基础上,针对经典复杂网络模型不能很好地结合决定网络潮流分布定律的问题,提取蕴含于电网特征参数中的物理信息,根据叠加原理计算得出电网节点间电气距离,基于电气距离提出了网络节点电气耦合连接度的概念。建立基于节点电气耦合连接度的电力系统复杂网络特性辨识模型。与已有复杂电网模型相比,该模型更符合电力系统实际。通过对IEEE标准示例系统的计算,揭示电网内在的异质结构特性,并将该指标应用于电力网关键节点识别。对IEEE 39节点系统和湖南某地区电网进行分析计算,时域仿真结果表明,所提指标比拓扑度指标更为合理有效。     

基于有权网络模型的电力网节点重要度评估

电力网络中的某些重要节点对连锁故障的发生有着重要的影响。文中应用复杂网络理论,综合考虑节点在网络拓扑结构中的分布特性以及电网的电气特性,选取输电线路的电抗值作为权值参数,建立了电力网络的有权网络模型;提出了基于有权网络模型的电力网带权重的网络凝聚度及节点重要度评估指标;并以EPRI 36节点系统为例进行了暂态稳定时域仿真实验,仿真结果表明了该方法的有效性。     

基于准稳态功率转移分布因子的电力系统复杂网络特性分析

基于复杂网络理论及电力系统有功分布的实际特点,并考虑发电节点和负荷节点的有功注入,采用准稳态功率转移分布因子建立改进支路权重模型,该模型可以从支路承担有功传送的功率大小角度反映系统节点之间的连接强度.基于此,建立基于改进支路权重定义下的电力网络测度模型,该模型能够从电网传送有功以及电网拓扑结构角度综合体现系统元件复杂网络特性的多样性和差异性.算例分析结果验证了所提模型的有效性和可行性.     

基于异速生长仿真的配电网结构形态演化模型及其规模特性分析

为了准确把握电网演化的系统论本质,揭示隐藏在海量主体相互作用所呈现出的各种复杂现象背后的简单规律,用异速生长规律研究配电网演化.从电力网络本身的演化机理入手,提出并研究了一种可以模拟电力网络演化规律的新型网络演化模型.基于复杂网络理论构建了电网的生长演化模型,对具体的复杂网络作了粗粒化的简化和近似,通过提取系统最重要的组成元素将复杂系统简单化,研究的是少量占主导地位的变量来体现促使配电网演化的全局性行为.验证了电力系统中也存在异速生长现象,对应的尺度因子是1/4的整数倍.仿真结果表明配电网演化模型遵循的是亚线性增长模式.     

基于二分图的宝鸡公交线路-站点网络建模及分析

复杂网络理论已成为研究交通系统的有效工具。以陕西省宝鸡市的43个公交线路及344个公交站点数据为基础,基于二分图理论,构建了站点-线路公交网络模型,并对该网络的统计性质进行了分析。研究结果表明,网络中的线路节点度分布呈现泊松分布,大部分线路度值集中在平均值附近;而站点节点度分布呈现幂律分布,其中的少数节点高度连接,为网络中的关键枢纽节点。这些高度连接的线路和站点可被筛选为宝鸡市交通网络研究中的重点规划对象。     

复杂电网中基于传输重要度的潮流转移关键线路识别

为提高复杂电网中关键线路识别的效率,提出一种基于传输重要度的关键线路识别方法。该方法应用复杂网络理论和基于网络最大流问题,引入功率传输分布因子(PTDF),定义出线路的传输重要度;进一步确立反映各电源负荷节点对的功率传输对电网影响的权重,综合传输度和权重得出线路关键性判据。该判据不仅考虑到电网的拓扑结构,并将电网简化为有向加权网络模型,计及了线路最大有功传输量的限制,使结果更加符合电网的实际情况。在IEEE 39节点系统上仿真并分析其结果,验证该方法的有效性。     

小世界电网生长演化模型及其潮流特性分析

小世界网络是复杂网络理论中的重要网络模型,而现实世界中的许多大型电力网络都具有小世界结构特征。本文基于复杂网络理论构建了小世界电网的生长演化模型,该模型能够考虑电网生长演化过程中发电厂和变电站建设的诸多要素,包括选址、定容以及接入电网方式等,分析并揭示电网演化过程中其网络拓扑结构特征。进一步,基于"网络结构决定网络功能"基本理念,根据直流潮流模型分析了小世界电网的潮流特性。研究表明处于长期稳态运行的小世界电网具有优越的潮流传输特性,特别对于负荷需求和运行方式的变化有较强的鲁棒性。     

基于多属性决策的电力通信网的节点重要度计算方法

随着电网规模不断扩大,作为电网的支撑网络,电力通信网络的结构变得更加复杂且脆弱。预先识别和保护电力通信网中的重要节点是降低网络脆弱性的有效方法。为了全面地分析电力通信网中的节点,从网络中节点的局部信息、全局信息以及节点承载的业务重要度量化节点的重要性,提出一种基于多属性决策的电力通信网节点重要性计算方法。该算法首先根据各节点指标计算指标熵值以及指标之间的肯德尔系数,确定指标权重,结合多属性决策方法得到节点指标贴近度,进而得到各节点的实际重要度。最后根据不同节点重要度计算方法,分别攻击小型电力通信网、传统复杂网络、市级电力通信网中的节点,分析对网络指标的影响,证实该方法的合理性。     

电网规模的异速生长规律初探

电网作为现代社会的关键基础设施和能源互联网的枢纽,其发展一直得到极大关注。一种从系统论的角度评判电网规模发展本质机理的方法有助于更科学、准确地对电力系统的发展路径进行决策。文中提出一种基于异速生长规律的电网规模发展变化规律研究方法。首先引入适用于复杂网络的异速生长规律,解释电力系统符合用异速生长规律研究的要素,然后对电网的发展演化展开了基于异速生长规律的理论分析。从公开的电网模型数据库中获取大量电网模型数据,对其进行数据分析可以验证电网规模的变化遵循异速生长规律,并呈亚线性增长。这意味着电网的建设应在到达一定阶段后更加注重内生增长,以获得更健康的发展,而不应无止境地扩张其规模。     

基于一、二次系统交互关系的电网连锁故障演化机制分析

基于电网一、二次系统交互关系提出连锁故障演化机制的分析方法。基于一、二次系统相互影响的物理过程,提出交互关系的概念,并分析其在连锁故障演化过程中的机制;为刻画该交互关系,提出保护动作严重度概念,并建立一次系统变权重模型;构建基于交互关系的加权拓扑模型,并利用网络效率指标分析交互关系下的连锁故障演化机制。仿真结果表明:交互关系下的电网更加脆弱;线路运行容量系数越大,连锁故障对网络效率的影响越大;线路运行极限系数越大,电网抵御连锁故障的鲁棒性越强。     

基于交流潮流的连锁故障建模与鲁棒性评估

连锁故障是历次大停电事故的主要诱因之一,而脆弱线路对连锁故障演化路径的发展又起着极其关键的作用。为在连锁故障中识别电网潜在脆弱线路,基于复杂网络理论和电力系统实际特性,以线路视在功率值为线路流量,提出一种交流潮流连锁故障模型。在此基础上,从网络局部、全局和潮流功能特性三个方面分别提出电气入度中心性、电气出度中心性、电气介数中心性和加权电网潮流转移熵四个指标来辨识脆弱线路。最后通过6个IEEE标准测试系统对电网鲁棒性进行评估,结果表明基于电气入度中心性指标的蓄意攻击策略对电网连锁故障后造成的损害最大且随网络规模增加电网鲁棒性逐步提升。     

基于复杂网络理论的电网脆弱性研究述评

基于复杂网络理论对电网脆弱性进行研究.介绍复杂网络的基本概念和发展历程,阐述其自组织临界特性与电力系统灾变事故的关联性,分析连锁故障模型;在总结网架结构模型和故障指标模型的基础上,讨论复杂网络理论在电力系统网络特征分析、连锁故障模拟及结构脆弱性中的应用;最后探讨该领域的发展趋势,建议把传统分析与复杂网络相结合,建立更符...     

复杂系统理论在电力系统中的应用研究展望

国内外电网在过去十多年来曾发生多次由连锁故障导致的大停电事故,引起人们对电网安全的高度重视,促使人们深入研究连锁故障传播机理。近年来,关于复杂系统理论,特别是复杂网络理论的研究取得了重要进展。应用复杂系统理论为分析和研究大停电和连锁故障传播机理提供了一种新的视角,有助于从整体上掌握电力网络的复杂性,并讨论相应的动力学特性。主要从复杂网络、自组织临界性以及电网与通信网络的耦合关系这3个方面对近年来电力系统连锁故障建模以及电网脆弱性分析方面的研究进行综述,并展望相关重要研究课题与方向。     

数据驱动的无精确建模含源配电网无功运行优化

分布式光伏的接入使得配电网无功电压运行控制需求及解决措施与传统配电网差异较大。针对配电网测量设备安装不全、网架参数难以准确获取,无法进行精确数学建模的问题,提出了无精确建模的含分布式光伏的配电网电压优化控制模型。以节点电压合格为优化目标,使用高速公路神经网络拟合网架节点注入功率与关键节点电压之间的映射关系;考虑分布式光伏的出力约束,进而采用定向寻优策略和反馈机制对优化模型进行求解;通过改变分布式电源逆变器出力来控制电网电压,实现全局系统电压控制。以不同规模的配电网实际数据为例,验证了所提优化运行控制模型的有效性。对比分析了采用普通神经网络和高速公路神经网络的电压拟合精度及收敛速度,证明高速公路神经网络应用于解决无精确建模的多节点含源配电网无功运行问题,可以实现拟合精度和拟合速度的双重优化。     

武鸣县电网安全运行问题及对策分析

县级电网是我国电力网络的重要部分,其对调整经济结构,带动城乡经济发展,促进经济合理布局具有极为重要的意义。县级电网又是农村电网的主体,如何加大农村电网建设,提高农村电网安全运行水平是县级供电企业面前的重要课题。通过介绍武呜电网的现状,对电网本身及电网安全运行管理中存在的问题进行了分析,并结合实际情况和工作经验,提出了解决问题的对策。