基于频率权重耦合模型的多层复杂网络爆发式同步

同步现象是复杂网络和系统中普遍存在的一种动力学行为.针对多层复杂网络上产生爆发式同步的临界耦合强度问题,提出一种多层频率权重耦合的Kuramoto模型,通过平均场思想和自洽理论分析求出多层复杂网络上产生爆发式同步时的临界耦合强度值,并进行了仿真验证.理论分析和仿真结果表明,该临界值与层间相互作用强度和网络平均度相关,层与层之间的相互作用增强会阻碍爆发式同步的产生,而网络平均度增大会促进爆发式同步的产生.这一结果对复杂网络和复杂系统的研究具有重要意义.

基于动力学的电网发电机故障恢复策略研究

当电网中个别发电机出现故障,不能为电网正常供电时,可能会引起其他发电机的超载级联,进而影响整个电网的正常有效运行。本文基于类Kuramoto模型,提出一种根据脆弱度切除负荷节点的发电机故障恢复策略,研究对比了切除脆弱度大的节点和切除脆弱度小的节点对系统恢复后网络性能的影响。研究表明,切除脆弱度小的节点后,剩余子系统的同步临界耦合强度Kc更小、所有节点频偏中的最大频偏绝对值更小、剩余子系统的负荷最小失同步扰动强度更大。因此,当电网中个别发电机出现故障时,利用本文方法能有效排除故障,使电网恢复稳定运行。

结合网络动力学的电网关键节点识别

为了有效发掘出网络中的重要环节,提出了一种综合网络结构和节点动力学的电网关键节点识别方法,该方法结合两种已有的节点重要性评价指标——度中心性和接近中心性,同时定义和网络动力学相关的两个指标——临界同步耦合强度和失同步扩散时间。综合考虑4种性能指标的影响来确定节点的重要性,克服了单一评价指标的片面性,可以得到比使用单一评价指标更为准确的节点重要性评价结果。在IEEE14和IEEE57节点系统上进行仿真测试,实验结果验证了方法的合理性和有效性。

复杂系统中初始频率的空间排列对相同步的影响

目前,对混沌复杂系统的动力学行为的研究,使人们掌握了越来越多的混沌控制和同步的方法。对复杂系统动力学特性的深入研究可以为混沌控制、混沌加密通信、神经细胞动力学以及人类行为动力学等方面的应用提供非常重要的理论基础,所以对耦合系统动力学的研究具有重要的意义。在耦合的非全同混沌振子构成的系统中,初始频率的空间排列对系统达到全局相同的同步过程和同步能力是有显著影响的。对于同步过程而言,初始频率的空间排列不同则过程中形成同步集团的情况也不同,从而其对同步能力的影响也不同;对于同步能力来说,系统达到相同步所需临界耦合强度的呈对数正态分布,且其与粗糙度Kc的关系是分两段单调的。

分布式电站网络结构及并网研究

分布式电站相互连接,形成分布式电站网络,在分布式电站网络中,也有着不同的组成结构,这些结构就是一个小子网,本文称之为分布式电站子网。本文首先提取分布式电站网络中3种基本的组成结构进行研究,分别为线形结构、环形结构和星形结构;然后对比3种不同结构的分布式电站子网接入IEEE30及IEEE57系统下的网络平均距离及同步能力,发现在3种分布式电站子网中,星形分布式电站子网的中心节点接入电网时,网络平均距离最小且同步能力最好;最后将分布式电站连接为类星形的BA分布式电站网络,并接入电网中进行研究。研究发现:第一,随着分布式电站网络规模的扩大,将分布式电站网络接入电网使得网络平均距离增大,并且对电网的同步能力会产生不利的影响;第二,随着BA分布式电站网络与配电网之间的连边数不断增加,使得网络平均距离减小,并且网络临界耦合强度在不断减小,并最终趋向一个稳定值。