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随着复杂网络理论研究的不断深入,近年来大量的理论方法被用于电力网络系统中,应用复杂网络理论分析电网拓扑结构,结合电网动力学模型分析电网的稳定性和级联故障等正成为工程领域的一个新热点,其研究结论将为电网结构及安全上的改进提供理论指导。本文基于复杂网络理论并采用二阶类Kuramoto模型对电网的同步及稳定性展开研究,具体研究内容如下:1、对电网发电机节点的功率分配进行了研究。首先引入电网交换功率的概念,经过理论分析和在IEEE14及IEEE57系统的实验仿真,我们发现和平均分配发电机功率相比,可以通过减小小度发电机节点功率,增加大度发电机节点功率的方法,降低电网系统临界同步耦合强度Kc,提高电网系统的同步性能。但这种调整并非线性的,当小度节点发电机功率过小,大度节点发电机功率过大时,临界同步耦合强度可能不降反升,因此系统的同步临界耦合强度存在最优值。2、对布雷斯悖论在电网中的现象进行了研究。布雷斯悖论现象源于公路交通系统,交通网络中线路的增加,往往使得交通不能向理想畅通方向发展,研究者们把这种增加交通线路反而会引起局部拥塞的现象称为布雷斯悖论现象,而在电网中亦存在这种现象。我们首先从动力学角度,分析了电网中布雷斯悖论现象发生的原因。研究表明,在一般情况下,网络中连边的增加会降低电网的同步临界耦合强度,提高网络的同步能力,但也有些连边的增加会导致系统临界耦合强度增大,此时增加连边就会降低网络的同步性能,发生布雷斯悖论现象。接着我们在IEEE14和IEEE57系统上进行了大量的增加连边的实验,实验结果表明,在发电机节点之间或者是发电机节点和负载节点之间增加连边,布雷斯悖论发生的概率大于在负载节点之间增加连边布雷斯悖论发生的概率。3、对分布式电站的入网方式进行了改进研究。本文提出了三种分布式电站入网方式(SC,LC,PC)。SC入网方式:直接将分布式电站与供电需求较高的负载节点连接;LC入网方式:将分布式电站与供电需求较高的负载相连,同时在邻近的分布式电站之间增加传输线路;PC入网方式:将分布式电站与供电需求较高的负载相连,同时在邻近的分布式电站之间以一定的概率P增加传输线路。以二阶类Kuramoto模型对电网系统进行动力学建模,对比研究了三种入网方式下IEEE14和IEEE30电网系统的拓扑特性、同步性能和抗扰能力。研究表明,无论哪种入网方式,分布式电站的接入均能提高电网系统的同步能力和抗扰性能;但三种入网方式中,在接入分布式电站数量相同的情况下,LC入网方式电网的同步临界耦合强度最小,同步能力最好,能承受的最小失同步扰动强度最大,抗扰性能最强;SC入网方式电网的同步临界耦合强度最大,同步能力最差,能承受的最小失同步扰动强度最小,抗扰性能最强;PC入网方式网络的同步能力和抗扰性能居中。