交流电网中扰动的传播
物理与社会
2018-07-10 v4 应用物理
摘要
向高比例可再生能源的能源转型将以多种方式影响电网稳定性。在此，我们旨在通过求解非线性摇摆方程来研究其对扰动传播的影响，该方程描述了不同电网拓扑上同步发电机与电动机的耦合旋转质量。我们考虑了树状网、方格网以及作为真实电网拓扑的德国输电网。我们确定了具有不同瞬态动力学的参数范围：扰动随时间指数衰减，叠加以单节点快速衰减率的振荡，或以较小衰减率无振荡。最显著的是，随着电网惯量降低，节点可能变得相关，使传播从弹道运动减慢为扩散运动，随时间以幂律衰减。应用线性响应理论，我们表明树状电网具有能隙，导致指数弛豫，这受拓扑保护且与电网规模无关。发现网格化电网具有随电网规模增大而减小的能隙，导致缓慢的幂律弛豫和扰动的集体扩散传播。最后我们讨论了在能源转型中若不采取措施保持电网惯量将带来的后果。
引用
@article{arxiv.1706.10144,
title = {Propagation of Disturbances in AC Electricity Grids},
author = {Samyak Ratna Tamrakar and Michael Conrath and Stefan Kettemann},
journal= {arXiv preprint arXiv:1706.10144},
year = {2018}
}