發(fā)布時間：2020-03-23 19:16

【摘要】：隨著信息化和電氣化的高速發(fā)展,電力系統(tǒng)對于人類的日常生活和生產(chǎn)活動越來越重要。然而由于電網(wǎng)智能化和大范圍互聯(lián),電網(wǎng)的規(guī)模越來越大,內(nèi)部結(jié)構(gòu)和運行模式也越來越復(fù)雜,變得難以預(yù)測和控制。電力系統(tǒng)自身具有脆弱性,任何源于單個元件的小擾動就可能引發(fā)連鎖故障,給整個系統(tǒng)帶來災(zāi)難性的破壞。為了保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)運行,需要在巨大的電網(wǎng)中識別出關(guān)鍵環(huán)節(jié)提前進行保護,避免災(zāi)難性停電事故的發(fā)生。本文圍繞基于最大流算法的電力系統(tǒng)脆弱性分析進行研究,主要研究內(nèi)容包括以下三個方面:第一,提出一種改進的并行最大流算法。應(yīng)對電力系統(tǒng)多節(jié)點多層次的特點,本文針對已有并行最大流算法的不足之處進行改進,在此基礎(chǔ)上提出PMAXFLOW算法。該算法借鑒貪心策略與最大容量路徑算法的思路,減少迭代次數(shù),減少計算時間;運用并行的方法提高運算效率,并且提出采用map解決并行沖突的問題。實驗證明,PMAXFLOW算法無論是與傳統(tǒng)串行方法還是原并行方法相比,運算效率都有極大提高。第二,提出基于改進的并行最大流算法對電力系統(tǒng)進行脆弱性分析。應(yīng)用到電力系統(tǒng)中的最大流算法多為傳統(tǒng)方法,本文采用更加適用于大規(guī)模電網(wǎng)的PMAXFLOW算法去分析電力系統(tǒng)的脆弱性。本文模擬不同節(jié)點的IEEE標(biāo)準(zhǔn)母線測試系統(tǒng)的連鎖故障發(fā)生過程,并運用最大連通度指標(biāo)和邊損失率指標(biāo)去評估網(wǎng)絡(luò)的脆弱性。仿真實驗證明,由PMAXFLOW算法確定的關(guān)鍵路徑比傳統(tǒng)方法要更加準(zhǔn)確。第三,提出一種多場景下電力系統(tǒng)脆弱性分析的方法。本文充分考慮影響電力系統(tǒng)運行的自然和社會因素,將不同溫度、濕度和日類型下電網(wǎng)的運行狀態(tài)作為一個場景。先采用k-means聚類算法對多場景數(shù)據(jù)進行處理,然后提出多場景下衡量邊重要性的中心性指標(biāo),并運用指標(biāo)確定關(guān)鍵路徑。仿真實驗證明,相比于單個場景,多場景下關(guān)鍵路徑的準(zhǔn)確性有所提高,且更加貼近電網(wǎng)的實際運行狀態(tài),效果更好。
【圖文】：

刪除某些節(jié)點之后會查找新的需要處理的節(jié)點，，這些以進行并行處理，如圖 3.5(a)中的 v2和 v3，圖 3.6(b可能會存在同時對一個節(jié)點推送的情況，因此在實現(xiàn)決并行沖突的問題。驗及結(jié)果分析案的設(shè)計主要驗證 PMAXFLOW 算法的執(zhí)行效率。用到電力系統(tǒng)脆弱性評估的傳統(tǒng)最大流算法 Ford Fulk的原并行最大流算法，以及基于該算法改進的 PMAXF算法的執(zhí)行時間。采用的數(shù)據(jù)集是不同節(jié)點數(shù)的 IEE種算法運用到節(jié)點數(shù)目不同的電力網(wǎng)絡(luò)中，觀察在 節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)中，三種算法求得最大流所耗費的時間。7 表示了在不同節(jié)點數(shù)目的數(shù)據(jù)集上的使用傳統(tǒng) Ford 法、改進后的 PMAXFLOW 算法的執(zhí)行效率。

4.6 電網(wǎng)脆弱性仿真實驗電網(wǎng)脆弱性分析是指電網(wǎng)在遭受不同故障時，整個網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及相關(guān)特性的變化所體現(xiàn)出來的魯棒性和脆弱性。通過隨機或者有針對性地攻擊電網(wǎng)的相關(guān)元件，觀察電網(wǎng)在故障前后的各種變化，根據(jù)一定的脆弱性指標(biāo)去評估電網(wǎng)的脆弱性。本文采用故障分析的方法進行仿真實驗，運用上一小節(jié)提出的故障模式和故障分析方法，對于電力系統(tǒng)進行脆弱性分析，同時也證明提出的并行最大流算法確定的關(guān)鍵路徑的準(zhǔn)確性。4.6.1 實驗數(shù)據(jù)集本文采用 IEEE 母線標(biāo)準(zhǔn)試驗系統(tǒng)進行測試，分析 IEEE-30 節(jié)點系統(tǒng)、IEEE-57 節(jié)點系統(tǒng)、IEEE-118 節(jié)點系統(tǒng)、IEEE-300 節(jié)點系統(tǒng)在面對攻擊或者故障時所表現(xiàn)出來的脆弱性。首先將各電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)抽象成對應(yīng)的有向網(wǎng)絡(luò)圖，然后將多源點多匯點的網(wǎng)絡(luò)并且轉(zhuǎn)化為單源點單匯點網(wǎng)絡(luò)，生成的流網(wǎng)絡(luò)圖如圖4.3，圖 4.4，圖 4.5 所示。
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TP301.6;TM71

【參考文獻】

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本文編號：2597148