计算物理 ›› 2022, Vol. 39 ›› Issue (5): 579-588.DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.8500
高正1(), 邹艳丽2,*(), 胡均万1, 姚高华1, 刘唐慧美2
收稿日期:
2022-01-05
出版日期:
2022-09-25
发布日期:
2023-01-07
通讯作者:
邹艳丽
作者简介:
高正(1993-),男,湖北黄冈,硕士,从事基于复杂网络理论的电力网络同步及稳定性研究, E-mail: 2310801589@qq.com
基金资助:
Zheng GAO1(), Yanli ZOU2,*(), Junwan HU1, Gaohua YAO1, Tanghuimei LIU2
Received:
2022-01-05
Online:
2022-09-25
Published:
2023-01-07
Contact:
Yanli ZOU
摘要:
为探究提高电网性能的线路耦合强度分配方法, 用临界同步耦合强度描述电网的同步能力, 通过对网络节点施加扰动功率的方式攻击电网来分析其动态鲁棒性。研究发现: 电网节点的局部拓扑结构和功率约束着节点的局部同步能力。一般情况下, 节点功率越大, 度值越小, 它的局部同步能力就越弱, 该节点与其邻居节点就越难达到局部同步状态。基于节点的局部同步能力, 提出一种输电线路耦合强度的非均匀分配策略, 即在网络总耦合强度不变的情况下, 适当增大局部同步能力较弱节点间线路的耦合强度, 减小局部同步能力较强节点间线路的耦合强度。研究表明: 这种方法可以在一定程度上优化网络的同步能力, 增强电网的鲁棒性。
高正, 邹艳丽, 胡均万, 姚高华, 刘唐慧美. 基于复杂网络理论的电网耦合强度分配策略[J]. 计算物理, 2022, 39(5): 579-588.
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图1 IEEE标准测试系统的网络频偏随演化时间变化(a)、(c) IEEE14和IEEE118系统的网络频偏向高频振荡和低频振荡两个集群进行发散;(b)、(d) IEEE14和IEEE118系统的网络频偏向标准工作频率进行汇聚
Fig.1 Frequency offset varies with evolution time in IEEE standard test systems (a) and (c) Divergence of frequency offset towards two clusters at high and low oscillating frequencies before network synchronization in IEEE14 and IEEE118 systems; (b) and (d) Convergence of frequency offset towards common frequency in IEEE14 and IEEE118 systems
图2 EEE标准测试网络拓扑结构 (品红色三角形表示发电机节点, 蓝色圆形表示负载节点。)(a) IEEE14标准测试网络; (b) IEEE57标准测试网络
Fig.2 Topology of IEEE standard test systems (Pink triangles denote generators. Blue circles denote consumers.)(a) IEEE14 standard test system; (b) IEEE57 standard test system
图3 局部平均序参数随耦合强度的变化 (蓝色粗线代表发电机节点, 其它颜色折线代表负载节点。)(a) IEEE14标准测试网络; (b) IEEE57标准测试网络
Fig.3 Local order parameter varies with coupling strength (The blue and bold lines represent the generator nodes. Other lines represent the load nodes.)(a) IEEE14 standard test system; (b) IEEE57 standard test system
图4 网络的临界同步耦合强度均值随线路耦合强度离散率的变化(a) IEEE14标准测试网络; (b) IEEE118标准测试网络
Fig.4 Critical synchronous coupling strength varies with line coupling strength dispersion rate in IEEE systems (a) IEEE14 standard test system; (b) IEEE118 standard test system
图5 IEEE14节点系统(a)稳态序参数, (b)平均频偏随平均耦合强度的变化
Fig.5 (a) Steady-state order parameter and (b) average frequency offset vary with average coupling strength in an IEEE14 system
图6 IEEE118节点系统(a)稳态序参数, (b)平均频偏随平均耦合强度的变化
Fig.6 (a) Steady-state order parameter and (b) average frequency offset vary with average coupling strength in an IEEE118 system
图7 IEEE14节点系统(a)各线路的传输功率, (b)失效连边总数随演化时间的变化
Fig.7 (a) Transmission power of each line and (b) number of failed lines vary with evolution time in IEEE14 system
图8 IEEE网络中平均失效线路总数随容量控制参数的变化(a) IEEE14标准测试网络; (b) IEEE118标准测试网络
Fig.8 Average number of failed lines varies with control parameter in IEEE systems (a) IEEE14 standard test system; (b) IEEE118 standard test system
图9 IEEE网络中平均失效线路总数随线路耦合强度离散率的变化(a) IEEE14标准测试网络; (b) IEEE118标准测试网络
Fig.9 Average number of failed lines varies with line coupling strength dispersion rate in IEEE systems (a) IEEE14 standard test system; (b) IEEE118 standard test system
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