基於智慧型電網的複雜網路動態性能分析與最佳化計算

《基於智慧型電網的複雜網路動態性能分析與最佳化計算》是依託武漢大學，由鄭貴林擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於智慧型電網的複雜網路動態性能分析與最佳化計算
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：鄭貴林
• 依託單位：武漢大學

項目摘要

本項目從智慧型電網的基本特徵和套用需求出發，研究具有智慧型電網特徵的複雜網路統計特性、脆弱性及其主動防禦策略、同步性能極限和網路資源最佳化調度問題。項目基於智慧型電網的特徵，提出新的統計參量並進行實際電網的特徵統計；建立刻畫智慧型電網統計特性的脆弱性評估模型，提出不同的網路故障方式，研究不同故障情況下網路脆弱性並有針對性的給出主動防禦策略；基於智慧型電網的分簇結構特徵，研究網路同步性能極限問題；結合智慧型電網中的無功最佳化問題，提出網路資源分配和調度算法。通過本研究，將獲得具有智慧型電網特徵的複雜網路統計學特徵，得到深入刻畫智慧型電網級聯故障的網路脆弱性評估模型，給出不同網路故障方式下的主動防禦策略，獲得網路分簇同步性能極限值，得到能夠用於指導智慧型電網無功最佳化的資源調度算法。本項目為複雜網路的動態性能分析與最佳化計算提供新的理論和方法，同時所獲得的理論成果將為智慧型電網的分析、設計與構建提供有力的理論依據。

結題摘要

本項目結合智慧型電網的基本特徵和套用需求，研究具有智慧型電網特徵的複雜網路級聯失效動力學機率分析、多線路故障檢測方法、電網最佳化布線策略和負載資源的最佳化調度問題。項目組研究了複雜電網中初始負載和容納參數的分布模式對級聯失效的影響，考慮到電網的互聯使得網路節點的動態行為更為複雜，利用平均場理論建立了機率性級聯失效模型，通過對該模型的分析求解得出服從Weibull分布的初始負載和容納參數使得智慧型電網能夠抵抗較大規模的蓄意攻擊，系統的抗干擾能力大大增強；研究了電力複雜網路多線路故障檢測問題。為了避免線路故障中斷的發生，我們尋求了新的檢測方法。利用複雜網路理論，基於相位檢測單元（PMU）的數據探索出新的算法，建立了智慧型電網動力學模型和線路故障模型，提出了新的故障檢測算法；研究了基於智慧型負荷控制器的智慧型電網最佳化布線策略。設計基於智慧型電網的母線化最佳化布線方案，構建布線路徑最佳化模型，運用改進的Dijkstra算法對電網布線路徑進行規劃。與中央布線模式相比，母線化布線方式在實施中將節約超過48%的電纜敷設，是一種經濟、實用、易推廣的智慧型建築節能減排解決方案；研究了基於需求側管理的智慧型電網負載資源最佳化調度算法。以泵站泵組為電網負載研究對象，考慮用戶側能源需求和供電側峰谷電價政策的影響，提出負載資源最佳化調度模型，運用改進的動態規划算法（IDPA）。算法降低了數學模型的維度，縮短了算法的收斂時間。結果發現，運用該算法能夠使得電網負載運行時間避開峰值電價時間段，儘可能多地在谷值電價時間段運行，降低了能源成本。本項目拓展了複雜電網的系統理論，獲得的結果對智慧型電網的特性分析與套用具有一定的指導意義。項目共發表學術論文41篇，其中國際期刊論文31篇，包括25篇SCI期刊論文和6篇EI期刊論文，10篇會議論文。