基于输电通道的复杂电网降维与运行监视

摘要

随着电网互联程度的不断加强、大规模可再生能源接入电网，复杂电网在不同运行方式下的功率路径传输存在着很大的不确定性，此时单纯依靠运行经验已不足以准确判别复杂网络中的潮流分布形态和薄弱环节。因此，如何准确评估复杂电网的功率流动趋势以实现降维分解，并对电网进行有效的运行监视就显得尤为重要。
　　本文基于电网的实时潮流，针对大规模电网复杂运行条件下的功率流动趋势进行分析，提出了用于复杂电网降维的输电通道快速辨识方法，通过评估输电通道的电气特性及相角信息明确了输电断面的构成，结合割集相角等运行指标对电网实施有效监视，确定了复杂电网中的关键断面。本文的主要工作如下:
　　(1)基于电网的实时潮流，提出了用于复杂电网降维的输电通道快速辨识方法。根据图论理论将复杂电网抽象为有向加权图网络，对网络中的源节点和汇节点进行分裂处理，形成了有限个独立连通子图表征的输电通道，复杂电网实现降维分解;采用深度优先遍历算法，实现了潮流多变电网的输电通道快速辨识。
　　(2)以复杂电网中的输电通道为基本研究单元，提出了一种基于电气距离和节点相角的输电断面确定方法。以输电通道的节点相角等运行参数为基础，采用K-means聚类算法优先确定了反映节点相角聚类的输电断面，并结合输电断面各支路节点的电气距离分布，明确了同时反映电气特性和相角特性的输电断面。
　　(3)研究了基于输电通道的运行监视分析方法，将输电断面两端节点作为监视分析的边界节点，通过割集相角等运行指标确定了复杂电网中的关键断面。
　　(4)本文所提的方法，已在我国南方某实际电网中得到应用，其可行性和有效性得到验证。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 电力系统的输电断面

1．3 电力系统的运行监视

1．4 本文的主要工作

第二章 用于复杂电网降维的输电通道辨识方法

2．1 电网的有向图抽象与降维分解

2．1．1 电网的有向图抽象

2．1．2 源流路径解耦

2．2 输电通道的定义

2．3 输电通道的辨识方法

2．4 算例分析

2．4．1 IEEE 39节点算例系统

2．4．2 南方某实际电网GD算例系统

2．5 本章小结

第三章 输电通道的断面确定

3．1 K-means聚类算法

3．2 基于电气距离的输电断面确定

3．2．1 电气距离的定义

3．2．2 源节点与汇节点的分群特性

3．2．3 源流路径长度

3．2．4 基于电气距离的输电断面确定

3．3 基于电气距离和节点相角的输电断面确定

3．4 算例分析

3．4．1 基于电气距离的输电断面确定

3．4．2 基于电气距离和节点相角的输电断面确定

3．5 本章小结

第四章 输电通道的运行监视

4．1 输电通道运行监视的理论基础

4．1．1 割集相角、割集电纳与割集功率

4．1．2 Kron Reduction

4．2 输电通道的运行监视分析

4．3 本章小结

第五章 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢