基于复杂网络理论的电力网络关键性问题研究

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1、分类号：TM711密级：UDC：621.3编号：201231403029河北工业大学硕士学位论文基于复杂网络理论的电力网络关键性问题研究论文作者：陈兆学生类别：全日制专业学位类别：工程硕士领域名称：电气工程指导教师：李晓霞职称：副教授ThesisSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyForTheMasterDegreeofElectricalEngineeringRESEARCHONKEYPROBLEMSOFPOWERGRIDWITHTHECOMPLEXNETWORKTHEORYByChenZ

2、haoSupervisor:Prof.LiXiaoxiaDecember2014摘要随着复杂网络研究的兴起，复杂网络理论在各个领域的发展应用也日益受到国内外研究人员的关注。本文主要研究了复杂网络相关理论在电力系统中的应用，包括以下几个方面：在分析理解网络统计特性与拓扑特性的基础上，基于复杂网络理论对实际电网进行简化建模，统计网络中结构特征参量，描绘出网内节点的基本参数概率分布图，用以分析实际电网的复杂特性。探讨大停电连锁事故的产生机理，并以沙堆动力学模型为例，运用自组织临界性的原理解释事故的产生原因及发展过程。分别以小世界、无标度

3、两种网络模型模拟实际电网的拓扑结构，采用攻击节点的方式，找出网络中薄弱环节，对电力网络中关键元件实施重点保护，可以有效地降低事故发生的风险，减轻故障后果。在控制方面，采用复杂网络理论牵制控制策略，以5节点Lorenz混沌系统为例，根据Lyapunov稳定性理论设计控制器，牵制节点并达到混沌同步。结合复杂网络基本特性与电力系统潮流计算的内容，通过对基于最短路径期望的节点重要程度的计算，找出电力网络内关键性发电机节点。采用基于节点重要程度加权的方法，根据同步控制策略对加权后网络进行牵制自适应控制，实现电网内各发电机转速的同步。并用Ma

4、tlab/Simulink进行仿真，结果表明该方法具有控制效率高、可调节等优点。关键字：复杂网络，电力系统，连锁故障，混沌，同步控制IABSTRACTWiththedevelopmentofcomplexnetworkresearch,thedevelopmentandapplicationofcomplexnetworktheoryinvariousfieldsisbecomingmoreandmoreattentionbydomesticandforeignresearchers.Theapplicationofcomplex

5、networktheoryinpowersystemwasmainlystudiedinthispaper,includingthefollowingaspects:Basedontheunderstandingofthestatisticalpropertiesandthetopologicalproperties,onthebasisofcomplexnetworktheorytosimplifythemodeling.Countthestructurecharacteristicparametersinthenetwork.

6、DescribingthebasicparametersoftheprobabilitydistributionofthenodesinthegridtoanalyzecomplexfeaturesoftheactualPowergrid.Toexploremechanismofblackoutaccidentchain,asacasestudyofdynamicmodelsand,usingtheself-organizedcriticalitytheorytoexplainthereasonanddevelopingproce

7、ssoftheaccident.Respectivelybytwosmall-worldandscale-freenetworkmodeltosimulatetheactualpowergridtopology.Withthemethodofattackingnodes,findouttheweaklinksofthenetwork,tofocusonimplementationoftheprotectionofkeyelementsinpowernetwork.Thesemeasurescaneffectivelyreducet

8、heriskofaccidents,reducethefailureconsequences.Inthecontrolaspect,usingthetheoryofcomplexnetworkpinningcontrolstrategy.Onthe