网络拓扑在电力系统同步中的作用

我们研究了具有双峰自然频率分布的耦合振子网络中的同步动力学。该设置可解释为电力网络中发电机与负载之间频率同步动力学的简化模型。我们推导了确保全局频率同步所需的最小耦合强度。即使对于大型网络，也可以通过求解二元优化问题高效地找到该阈值。为了验证我们的方法，我们将结果与描述欧洲互联高压电力系统的真实网络上的数值模拟进行了比较，发现两者高度吻合。我们的同步阈值可用于测试频率同步对链路移除的稳定性。由于将该阈值应用于欧洲真实网络时，其数值仅在极少数情况下发生变化，我们得出结论：该网络在此方面具有鲁棒性。由于阈值计算依赖于局部连通性，它也可用于识别作为同步瓶颈的关键网络划分。在我们的稳定性实验中观察到，当链路移除触发关键划分的变化时，其边界往往收敛于国界。这一现象可能在级联故障情况下对同步动力学产生重要影响，表明了欧洲尺度上国家电网拓扑整合不完全所带来的影响。