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基于社团结构的含分布式电源配电网孤岛划分

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摘要

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附表索引

第1章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 国内外研究现状及其分析

1.3 复杂网络在电力系统中的应用

1.4 本文的研究内容及结构安排

第2章 复杂网络与社团划分

2.1 引言

2.2 复杂网络概述

2.2.1 复杂网络概念

2.2.2 复杂网络的特征参数

2.2.3 复杂网络的基本结构特征

2.3 社团结构划分基础知识

2.3.1 社团结构的定义

2.3.2 模块度函数

2.3.3 社团划分算法原理

2.4 本章小结

第3章 含分布式电源配电网的加权网络模型构建

3.1 引言

3.2 图的基本概念

3.2.1 图的定义

3.2.2 图的路与连通性

3.2.3 图的矩阵表示

3.2.4 最短路径问题

3.3 最邻接矩阵的定义

3.4 最邻接连通图的构建

3.5 节点和边权值的确定

3.6 本章小结

第4章 含分布式电源配电网的孤岛划分

4.1 引言

4.2 孤岛划分原则

4.3 孤岛划分的目标函数与约束条件

4.4 基于Newman快速算法的配电网孤岛划分

4.4.1 Newman快速算法及原理

4.4.2 加权网络模块度函数

4.4.3 孤岛划分的步骤

4.5 本章小结

第5章 算例分析

5.1 仿真系统与数据

5.2 孤岛划分与结果分析

5.3 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢

附录A(攻读学位期间发表的学术论文目录)

附录B(最邻接矩阵E中分块矩阵B详细表示)

附录C(攻读学位期间参加的科研工作)

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摘要

分布式电源(DG)作为分布式发电的重要组成部分,具有缓解能源危机、降低环境污染、提高供电可靠性等众多优点,近年来在电力系统中得到了广泛的应用。目前,越来越多的分布式电源开始并网运行,孤岛问题日益引起众多学者的关注。本文引入复杂网络中的社团划分算法,并结合孤岛划分的特点,对基于社团结构划分的含分布式电源配电网的孤岛划分方法进行探索。
  本文以最短路径算法为理论依据,参照配电网网络参数与运行参数,给出最邻接矩阵的构建方法,并根据最邻接矩阵得到最邻接矩阵连通图,最后依据孤岛划分中重要负荷优先供电原则与最大范围恢复供电原则,计算配电网最邻接连通图节点和边权值,从而构建出社团结构明显的含分布式电源的配电网加权网络模型。通过对包含DGs的典型配电网系统进行仿真分析,验证了该加权网络模型构建方法有效性。
  考虑到负荷可控性和联络开关状态均对配电网孤岛划分存在影响的问题,本文提出了基于社团结构的含分布式电源配电网的孤岛划分方法,该方法以社团划分算法中的Newman快速算法为理论基础,结合含分布式电源配电网的结构与运行特点,将孤岛划分原则和约束条件引入到社团划分问题中,并利用加权模块度函数Q衡量社团结构的划分,从而得到孤岛划分方案。最后以含DG的69节点配电系统为仿真实例,对所提孤岛划分算法进行验证,由实验结果可知,提出的孤岛划分方法是可行的,并且充分考虑了负荷等级、负荷可控性以及联络开关对孤岛划分的影响,实现了失电负荷最大范围恢复供电,提高了配电网的供电可靠性。

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