基于复杂系统理论的大停电连锁故障研究

摘要

电网中存在少数关键环节在电力系统连锁故障过程中起重要作用，辨识出这些关键环节，研究连锁故障的产生原因及其发展过程，对电力系统安全稳定运行具有重要意义。本文基于复杂系统理论对电力系统大停电连锁故障进行了研究。首先，提出了一种基于耦合支路介数的电网关键支路识别方法，依据电网拓扑结构分析识别造成电网解列的支路作为关键支路；然后对其他支路分别计算其耦合支路介数，选择介数较大的支路作为关键支路。耦合支路介数指标的设计，既考虑了支路本身负载水平和传输裕度对电网状态的影响，同时采用最短路径方法搜索该支路故障后承担潮流转移的最大相关性支路，并考虑潮流转移因子和最大相关性支路的影响，实现了电网关键支路的准确识别。接着，以耦合支路介数为基础，将求取节点关键性的问题转化为求取相关支路的关键性，提出了耦合节点介数评价指标，对电网中的关键节点进行了识别。最后，文章将故障支路的最大相关性支路作为下级可能发生的故障，进行了连锁故障的序列预测，分析过程中考虑了不存在最大相关性支路的情况，在这种情况下，依据当前拓扑结构下的耦合支路介数指标选取下级故障支路。文章以宁夏750/330/220kV实际电网为例，识别了某运行方式下的关键支路、关键节点并进行了连锁故障的预测，PSD-BPA暂态稳定程序计算验证了本方法的有效性和对大电网的适应性。

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第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究意义

1.2 复杂系统理论在电网中的研究现状

1.3 本文主要工作

第2章 复杂网络基本理论

2.1 引言

2.2 电网加权拓扑模型

2.3 复杂网络搜索算法

2.4 潮流转移因子

2.5 本章小结

第3章 基于耦合支路介数的关键支路识别

3.1 引言

3.2 耦合支路介数指标定义

3.3 关键支路的识别流程

3.4 实际电网仿真算例

3.5 本章小结

第4章 基于耦合节点介数的关键节点识别

4.1 引言

4.2 耦合节点介数

4.3 关键节点的识别流程

4.4 实际电网仿真算例

4.5 本章小结

第5章 电网连锁故障序列预测

5.1 引言

5.2 电网连锁故障序列预测

5.3 连锁故障序列预测流程图

5.4 实际电网仿真算例

5.5 本章小结

第6章 结论与展望

6.1 主要研究成果及结论

6.2 需要进一步开展的工作

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

攻读硕士学位期间参加的科研工作

致谢

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