基于复杂网络理论的电力系统脆弱线路辨识研究现状

综述了目前复杂网络理论应用于电力系统的研究现状。首先,论述了利用复杂网络理论对电力系统建模的可行性;其次,从三个方面论证了复杂网络理论中纯粹的拓扑模型难以准确描述电网的实际特性,并对现有文献中的几种典型模型进行了介绍,分析比较了各自的侧重点;然后,详细介绍了复杂网络理论应用于电力线路脆弱性辨识中的两种不同思路：基于拓扑参数法和基于拓扑图分区法。最后,指出将电气元件的特性融入复杂网络系统模型以及建立实时在线的线路脆弱性辨识模型是今后该领域的主要研究方向。     

基于复杂网络的电-气-热综合能源系统健壮性分析

随着综合能源系统网络规模的不断扩大以及耦合程度的不断加强,对其结构的稳定性和运行的安全性提出了更加严格的要求,为此将复杂网络理论运用到综合能源系统的静态结构与健壮性分析中。利用NetworkX对系统进行网络拓扑建模并调用G. degree、nx. betweenness_centrality(G)、nx. average_clustering(G)等算法计算其网络特征参数,在此基础上进一步分析计算结果,研究综合能源系统的无标度与小世界等复杂网络特性。引入网络破碎度、连通因子、供能效率比3个分析指标,模拟系统受到7种不同模式的破坏,通过观察不同故障下电-气-热综合能源系统的网络破碎度、连通因子、供能效率比的变化曲线,综合分析系统在不同故障下的健壮性并对系统中的脆弱环节进行识别,研究成果为建设更可靠的大规模综合能源系统网络体系提供了参考和决策支持。     

基于复杂网络理论的大型电力系统脆弱线路辨识

大规模电力网络中存在的某些脆弱环节,对电力系统大规模停电和连锁崩溃的发生有着重要的影响。基于复杂网络理论,提出了使用带权重线路介数作为脆弱线路指标的辨识方法,定义线路的带权重线路介数为其因被网络中发电机与负荷之间的最短电气路径经过而承受的负载和,并采取将电力网络中线路的介数指标提高到与其相邻的所有线路中介数指标最高的介数值的办法修正。以IEEE39节点系统及华中-川渝电网为例进行了脆弱性分析,同时进行了时域仿真实验。仿真结果表明带权重线路介数指标能够较好地辨识电力网络中的脆弱线路,特别是能够识别出那些承担功率不多但因其在电网结构中的特殊位置而对系统脆弱性有重大影响的线路。     

基于复杂网络理论的区域综合能源系统可靠性评估

针对当前综合能源可靠性评估方法大多是面向微网系统,难以从系统拓扑结构角度分析区域综合能源系统可靠性的问题,建立了一种基于复杂网络理论的区域综合能源系统可靠性评估方法。首先,以区域综合能源系统作为研究对象,介绍了区域综合能源系统的基本结构,并分析了复杂网络理论应用的可行性;其次,通过对复杂网络内距离参数的改进,构建了包含网络特性的加权复杂网络模型;在此基础上,从系统网络拓扑的角度提出了包含节点以及系统整体的可靠性评估指标。最后,通过构建实际测试算例,验证了方法的有效性与适用性。文章探索了复杂网络理论在区域综合能源系统可靠性评估中的应用,可为未来区域综合能源系统的规划建设提供可靠性层面的指导。     

基于复杂适应系统理论的城镇综合能源规划方法研究

如何利用可再生能源并融合新型信息化技术来满足未来社会生产需求,已成为一项重要的研究课题。依据社会经济发展及城镇规划建设纲要,结合能源变化复杂的系统背景,应用复杂适应系统理论,并与实际规划工作特点相结合,提出“三层两中心”的管理体系及规划方法,同时以无锡锡东科技园为实例,从顶层设计入手,底层设施搭建,系统分析并验证该方法的有效性,为应对城镇能源变革的挑战提供一种有效的解决方法。     

基于电气介数的复杂电网脆弱线路辨识

提出了基于直流潮流计算的电气介数和新的网络效能指标,来辨识复杂电网中的脆弱线路。该电气介数克服了电抗加权拓扑介数假设"发电-负荷"节点间潮流沿最短路径或最有效路径传播的缺点,且考虑了发电容量和负荷容量及其分布的影响。引入了考虑电气距离和容量分布的网络效能指标来表征故障后的网络效能。由IEEE39节点和IEEE118节点的数值仿真可知,高电气介数线路通常属于长程连接,处于重要的输电通道上,对这些线路的蓄意攻击,电网效能迅速下降,证实了电气介数能辨识复杂电网中的脆弱线路。     

基于网络模型的综合能源系统参数辨识与效率识别

随着能源互联网的快速发展,综合能源系统建模的准确性对其运行经济性、高效性至关重要。文章在已有设备模型基础上,考虑设备间拓扑连接和能量梯级利用关系,建立面向综合能源系统的多能网络模型;建立指数型目标函数的抗差估计模型,利用实际现场的运行数据实现设备参数的准确辨识,并对比分析提出的抗差方法相对于传统最小二乘估计方法的优势;进一步提出了基于网络模型的综合能源系统效率评价模型,通过抗差辨识得到的设备模型计算多种典型工况下的理论效率,并与现场实测效率对比,证明了所提方法的有效性以及抗差参数的准确性。     

基于保护实时故障模型的电网脆弱环节在线辨识

电网脆弱环节的及时有效辨识对预防系统大停电事故的发生具有重要意义。为了实现这一过程,提出了基于保护实时故障模型的脆弱环节在线辨识方法。根据保护设备历史统计信息与时间连续状态离散的Markov过程建立保护时变故障概率模型,在此基础上计及电网实时运行条件,合理量化了保护误动概率与拒动概率变化情况。根据故障传播特性模拟线路故障发生时的保护故障与动作方式,建立保护故障事件集,并应用风险理论结合保护故障概率与故障后果定义了保护故障脆弱度,衡量了保护故障对电网脆弱性的影响,以此辨识系统脆弱环节。算例结果验证了该方法的有效性与合理性。     

基于复杂网络理论含分布式发电的电网脆弱度分析

设计并改进供电效率和综合供电效率评估指标,运用复杂网络理论分析直接接入主电网的分布式电源对电网供电效率的影响。基于综合供电效率指标对含分布式发电的电网进行不同故障模式下的脆弱度评估,且对IEEE39节点系统进行仿真,比较分析不同故障模式下在分布式发电加入前后的电网脆弱度,以验证指标的有效性。定性评估分布式发电接入后对电网脆弱度的影响,对实现高效、清洁能源的大力发展和应用具有重要的理论和现实意义。     

基于复杂网络理论的电力系统脆弱性分析

针对大区域电网发展及其安全稳定问题,基于复杂网络理论研究了电力系统大面积停电事故与电网连锁故障的内在机理。从电网拓扑模型和脆弱性评估指标的角度出发,分析、类比了各评估方法,指出当前应用复杂网络理论研究电力系统脆弱性方法尚存不足,电网与其他复杂网络的本质区别是研究的瓶颈问题。通过改进评估模型反映电网本质特性及其运行状态,指出了提高评估精度是下一步研究的重点。     

复杂网络理论在能源互联网脆弱性与鲁棒性研究中的应用

由于能源互联网逐渐形成一个庞大的复杂网络体系,其脆弱性与鲁棒性评估面临更多挑战。传统还原论无法解释系统层面的现象且对参数和数据量要求高,存在一定局限性,不断发展的复杂网络理论为此提供了新的理论工具。立足于国内外现有研究,首先概述了能源互联网的脆弱性和鲁棒性的含义,梳理了基于复杂网络理论的总体研究思路;其次,阐述了复杂网络视角下的能源互联网拓扑模型;然后,探讨了用以辨识系统薄弱环节的理论基础,并据此归纳了脆弱性改善策略;接着,基于相依网络理论总结了能源互联网的鲁棒性评估模型,包括连锁故障模型、攻击场景、鲁棒性测度;最后,提炼了已有研究的不足,并展望了未来的研究方向。     

基于深度Q学习的电热综合能源系统能量管理

能量管理是电热综合能源系统运行优化的重要组成部分.然而,系统中可再生能源出力的波动性以及用户负荷的随机性使得能量优化管理问题充满挑战.针对此问题,文章提出了一种计及可再生能源和负荷需求不确定性的综合能源系统能量管理方法.将电热综合能源系统的能量管理问题表述为转移概率未知的马尔科夫决策过程,定义了系统的状态空间、动作空间...     

基于复杂网络理论的输电线路脆弱度评估方法

为快速评估线路故障对系统静态安全的影响,基于复杂网络脆弱度理论,构建了互补性脆弱度指标集和综合脆弱度指标,进而提出一种输电线路脆弱度评估方法.该方法可从全局和局部、有功和无功两方面综合衡量输电线路的脆弱度.根据电力网络有功功率传输的特点构建了平均传输距离指标,从全局的角度衡量输电线路故障对有功功率全网传输效率的影响;其次,提出了局部变化量指标,从负荷节点和发电机节点的角度有效评估局部无功平衡受影响的程度.上述两类指标构成了互补性脆弱度指标集.对互补性指标集进行了归一化处理,得到综合脆弱度指标.通过对IEEE 30节点系统的仿真分析,验证了所提出的互补性指标集和评估方法的有效性.     

基于精细化热网模型的电热综合能源系统时序潮流计算

综合能源系统包含多热源环状管网且以电热耦合元件为平衡节点.然而,潮流计算中未能详细考虑热网中热能传输动态特性和管道水流局部阻力,也未能清晰定义热网负荷节点类型.文中提出一种基于精细化热网模型的电热综合能源系统时序潮流计算方法.首先,综合考虑热网管道中各种阻力对管道水流量的影响,建立了考虑精细化阻力的水力模型.基于热网管...     

基于改进深度Q网络算法的多园区综合能源系统能量管理方法

多园区综合能源系统可通过多能互补互济显著提升运行经济性,然而园区之间的复杂互动、多能耦合决策会给多园区综合能源系统的能量管理带来决策空间庞大、算法难以收敛等挑战性问题。为解决上述问题,提出了一种基于改进深度Q网络(modified deep Q network,MDQN)算法的多园区综合能源系统能量管理方法。首先,采用独立于园区的外部气象数据、历史互动功率数据,构建了基于长短期记忆(long short-term memory,LSTM)深度网络的各园区综合能源系统外部互动环境等值模型,降低了强化学习奖励函数的计算复杂度;其次,提出一种基于k优先采样策略的MDQN算法,用k-优先采样策略来代替ε贪心策略,克服了大规模动作空间中探索效率低下的问题;最后,在含3个园区综合能源系统的算例中进行验证,结果表明MDQN算法相比原DQN算法具有更好的收敛性与稳定性,同时可以提升园区经济效益达29.16%。     

基于物联网的园区综合能源系统快速通信网络建模与仿真

随着园区综合能源系统(integrated energy system,IES)对系统状态感知、调控水平要求不断提高,关键信息在通信网络中的高效传输成为综合能源系统状态快速感知、快速调控的关键.首先提出基于物联网的园区综合能源系统信息采集、传输、控制体系,结合综合能源系统物理3层架构建立基于物联网的园区综合能源系统3层...