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随着智能电网的发展,信息与通信技术、高级量测装置在电力系统中得到了广泛应用,实现了电力系统的高度自动化和智能化,极大提高了系统的运行效率。但随着信息空间和电网物理空间之间的联系越来越紧密,电力系统的运行模式也发生了改变并出现了一些新的特点,形成了具备信息物理耦合特征的电网信息物理系统(cyber-physical system,CPS),其核心技术特征就是利用信息技术增强对物理系统的感知和控制能力。信息流与能量流的高度融合使得风险可以在信息、物理两个空间内相互传播,因此研究信息物理系统耦合下的电网运行风险有助于了解系统的真实风险,对于以后智能电网的管理与运行具有重要意义。
主动配电网作为智能电网建设的典型产物,实现了可再生能源的规模接入和需求响应。为了最大限度的利用可再生能源、提高负荷供电的可靠性和电能质量,主动配电网的运行控制和能量管理需要大量智能电子设备和信息与通信技术的支撑。因此在对主动配电网的运行风险进行分析时,除了考虑电力物理空间的元件故障,还需考虑信息空间的影响。基于此,本文进行了如下研究:
(1)首先建立了考虑信息物理系统耦合的主动配电网结构,并对其信息物理交互机理进行了研究,其次对信息空间存在的风险进行了阐述和说明。然后介绍了与本文内容相关的可靠性分析基础理论,最后采用蒙特卡洛模拟法对配电网运行风险进行评估。
(2)针对考虑信息物理系统耦合的光伏系统对于配电网运行风险的影响进行了研究,首先,建立基于微型逆变器的分布式光伏信息物理系统结构,根据连接关系将光伏CPS系统分为三个子系统。其次,利用马尔可夫过程建立了光伏系统的八状态转移模型,然后提出了信息攻击下的信息物理系统故障率计算方法,利用泊松随机数方法来模拟信息攻击,提出了不同信息物理系统修复时间策略。最后采用蒙特卡洛模拟法进行了算例验证。
(3)需求响应作为主动配电网需求侧的一种有效调控手段,对于提高配电网运行的可靠性具有重要作用。本文基于负荷聚合商的需求响应结构,分析了需求响应实施过程中的信息物理耦合特性。其次研究了需求响应信息设备故障和信息网载率对于需求响应可靠性的影响。建立了基于经济效益最大化的需求响应运行模型,将需求响应的经济性与可靠性分析相结合。最后进行了算例分析。
主动配电网作为智能电网建设的典型产物,实现了可再生能源的规模接入和需求响应。为了最大限度的利用可再生能源、提高负荷供电的可靠性和电能质量,主动配电网的运行控制和能量管理需要大量智能电子设备和信息与通信技术的支撑。因此在对主动配电网的运行风险进行分析时,除了考虑电力物理空间的元件故障,还需考虑信息空间的影响。基于此,本文进行了如下研究:
(1)首先建立了考虑信息物理系统耦合的主动配电网结构,并对其信息物理交互机理进行了研究,其次对信息空间存在的风险进行了阐述和说明。然后介绍了与本文内容相关的可靠性分析基础理论,最后采用蒙特卡洛模拟法对配电网运行风险进行评估。
(2)针对考虑信息物理系统耦合的光伏系统对于配电网运行风险的影响进行了研究,首先,建立基于微型逆变器的分布式光伏信息物理系统结构,根据连接关系将光伏CPS系统分为三个子系统。其次,利用马尔可夫过程建立了光伏系统的八状态转移模型,然后提出了信息攻击下的信息物理系统故障率计算方法,利用泊松随机数方法来模拟信息攻击,提出了不同信息物理系统修复时间策略。最后采用蒙特卡洛模拟法进行了算例验证。
(3)需求响应作为主动配电网需求侧的一种有效调控手段,对于提高配电网运行的可靠性具有重要作用。本文基于负荷聚合商的需求响应结构,分析了需求响应实施过程中的信息物理耦合特性。其次研究了需求响应信息设备故障和信息网载率对于需求响应可靠性的影响。建立了基于经济效益最大化的需求响应运行模型,将需求响应的经济性与可靠性分析相结合。最后进行了算例分析。