摘 要:隨著電網(wǎng)規(guī)模日益增大,對(duì)其進(jìn)行電壓控制越發(fā)困難。為了更好的對(duì)其進(jìn)行電網(wǎng)優(yōu)化控制,集中選取電網(wǎng)中的主導(dǎo)節(jié)點(diǎn)作為無(wú)功補(bǔ)償點(diǎn)成為關(guān)鍵。為此文章提出基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的主導(dǎo)節(jié)點(diǎn)選擇方法,并通過(guò)IEEE-39節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)進(jìn)行仿真校驗(yàn)。
關(guān)鍵詞:電網(wǎng);電網(wǎng)控制;主導(dǎo)節(jié)點(diǎn),復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論
前言
自從1999年Baraba和Albert發(fā)現(xiàn)了無(wú)標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)特性,揭示出復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中包含的結(jié)構(gòu)特征與各種動(dòng)力學(xué)特征之間的關(guān)系,突破了單純的規(guī)則網(wǎng)絡(luò)和隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)模型的束縛后,復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的研究就上了一個(gè)新的臺(tái)階[1]。而電網(wǎng)可以抽象成一個(gè)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò),具有復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的一般特征,可運(yùn)用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論來(lái)進(jìn)行分析。文章引入復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論中的程度中心性指標(biāo)與靈敏度矩陣相結(jié)合來(lái)衡量節(jié)點(diǎn)在電網(wǎng)系統(tǒng)中的重要程度。
1 主導(dǎo)節(jié)點(diǎn)選擇方法
1.1 靈敏度矩陣的介紹
電網(wǎng)中的主導(dǎo)節(jié)點(diǎn)不僅要能進(jìn)行電壓調(diào)控,同時(shí)也應(yīng)該具有反映其節(jié)點(diǎn)電壓水平的能力。因此,在已有文獻(xiàn)中大部分都是通過(guò)構(gòu)建成考慮可觀性與可控性的目標(biāo)函數(shù)來(lái)進(jìn)行主導(dǎo)節(jié)點(diǎn)選擇[2-3]。該矩陣是關(guān)于無(wú)功注入變化對(duì)電壓變化的靈敏度,其性質(zhì)能反映電網(wǎng)間無(wú)功、電壓間聯(lián)系的疏密程度。電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)i的靈敏度目標(biāo)函數(shù)定義為:
式中,m,j分別為區(qū)域內(nèi)所有負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的編號(hào)和無(wú)功電源節(jié)點(diǎn)的編號(hào);Se為分區(qū)內(nèi)所有負(fù)荷節(jié)點(diǎn)合集,Sg為分區(qū)內(nèi)所有無(wú)功電源節(jié)點(diǎn)合集??捎^性指標(biāo)?琢im和可控性指標(biāo)?茁ij均由潮流計(jì)算收斂后的雅克比矩陣求得。
1.2 程度中心性指標(biāo)介紹
程度中心性指標(biāo)是社團(tuán)中節(jié)點(diǎn)在其所屬群體內(nèi)的重要程度進(jìn)行判別依據(jù)之一[4],其定義為:
式中,di(n)為電網(wǎng)第n個(gè)節(jié)點(diǎn)與電網(wǎng)內(nèi)其他節(jié)點(diǎn)關(guān)系權(quán)重和,gi為電網(wǎng)內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)之間權(quán)重和。
按目標(biāo)函數(shù)(1)計(jì)算出電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)具有較大的靈敏度,但在實(shí)際電網(wǎng)中求出的節(jié)點(diǎn)可能處于電網(wǎng)區(qū)域末端位置,那么該節(jié)點(diǎn)就不適合作為電網(wǎng)主導(dǎo)節(jié)點(diǎn)。因此本文提出基于程度中心性指標(biāo)改進(jìn)目標(biāo)函數(shù),改進(jìn)的目標(biāo)函數(shù)表達(dá)式如下:
為了驗(yàn)證基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論中程度中心性指標(biāo)的電網(wǎng)主導(dǎo)選擇方法的可行性,文章將利用Matlab仿真軟件對(duì)IEEE-39節(jié)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析。
2 算例分析
根據(jù)潮流計(jì)算收斂后的雅克比矩陣求出了?琢im矩陣和?茁ij矩陣,但這兩矩陣數(shù)量值不在同一個(gè)數(shù)量級(jí)上,因此需對(duì)其進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化計(jì)算。根據(jù)式(3)求出節(jié)點(diǎn)的目標(biāo)函數(shù)值,文章只列出最大的3個(gè)節(jié)點(diǎn),其值如表1所示。
由表1可以看出,所選主導(dǎo)節(jié)點(diǎn)在區(qū)域內(nèi)部大致處于中心位置,有利于對(duì)電網(wǎng)區(qū)域中末端位置的節(jié)點(diǎn)電壓水平進(jìn)行調(diào)控,能更好的實(shí)現(xiàn)電壓無(wú)功控制。
3 結(jié)束語(yǔ)
文章基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論提出了一種新的主導(dǎo)節(jié)點(diǎn)選擇方法。并在IEEE-39節(jié)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試系統(tǒng)上進(jìn)行了仿真驗(yàn)證,所得到的主導(dǎo)節(jié)點(diǎn)綜合考慮了電網(wǎng)的地理結(jié)構(gòu)與靈敏度矩陣,從而提高了主導(dǎo)節(jié)點(diǎn)選擇的準(zhǔn)確度。
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通訊作者:徐毅非(1992-),男,碩士研究生,研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)保護(hù)。