"基于电力系统自组织临界性的随机期望值控制"
这篇研究论文探讨了如何利用自组织临界性(Self-Organized Criticality, SOC)理论来优化电力系统的稳定性,以防止大停电事故的发生。电力系统作为一个复杂的网络,其故障模式往往表现出幂律分布的特征,这与自组织临界系统的行为相吻合。通过对我国大停电事故数据的分析,研究发现,故障序列经过归一化处理后呈现平稳的随机过程。
论文首先引入随机因素到电力系统的状态方程中,构建了一个包含随机过程的状态方程模型。通过理论证明,存在一种控制策略,可以降低这些随机过程的数学期望值,从而降低大停电的可能性。为了实现这一目标,研究者提出了一个针对停电幂律过程的控制策略,并利用专家系统设计了相应的控制规则。
为了验证控制措施的有效性,论文采用了沙堆模型来模拟电力系统的连锁故障。沙堆模型常被用来研究自组织临界现象。研究者通过沙堆模型验证了雪崩规模与频率之间的幂律关系,并实施了三种控制规则:小棍机制、减少故障传递和主动解列。结果显示,这些控制规则能有效改变幂律分布的斜率,使得大型事故的概率降低,证实了控制规则在抑制大停电事故中的重要作用。
此外,论文还建立了基于OPA模型的连锁故障直流潮流模型,进一步验证了故障规模与频率的幂律关系,并提出了具体的控制措施——递切控制。在直流潮流模型中应用递切控制后,长期观测下的故障序列期望值确实下降,表明这种方法有助于减少大规模故障的发生。
为了量化电力系统的停电风险,论文提出了区域均衡性指标。这个指标不仅可以评估系统的停电风险,还可以作为实施均衡性控制的目标。通过优化区域均衡性,可以更有效地预防和控制大停电事件。
这篇论文通过理论分析和模拟实验,为理解和控制电力系统的复杂行为提供了新的视角和方法,特别是针对大停电事故的预防,为电力系统的稳定运行和规划提供了有价值的参考。