北极星智能电网在线讯:1、研究背景
在全球范围内,能源安全与环境可持续发展的挑战日益突出,能源领域的复杂性和不确定性日益增强。构建全球能源互联网,是解决上述问题的有效途径之一,将实现能源全球互济、错峰避峰、互为备用,将促进清洁能源利用,将促使作为传统行业的能源领域的变革与创新。
绝大部分清洁能源只有转化为电能才可能高效利用。电能作为优质、清洁、高效的二次能源,能够替代绝大多数能源需求,是未来重要的终端能源。所以,构建全球电力能源互联网是构建全球能源互联网的关键。刘振亚先生编著的《全球能源互联网》一书中提出,全球电力能源互联网是以特高压电网为骨干网架(通道)、以输送清洁能源为主导、全球互联的坚强智能电网。全球能源互联网由跨洲、跨国骨干网架和各国各电压等级电网(输电网、配电网)构成,连接“一极一道”(北极、赤道)大型能源基地,适应各种集中式、分布式电源,能够将风能、太阳能、海洋能等可再生能源输送到各类用户,是服务范围广、配置能力强、安全可靠性高、绿色低碳的全球能源配置平台,具备网架坚强、广泛互联、高度智能、开放互动的特征。
拓扑学(topology)是近代发展起来的一个数学分支,用来研究各种“空间”在连续的变化下不变的性质,是研究连续性和连通性的一种非常重要数学工具,在其他数学分支及其他学科中都有广泛的应用。矩阵是高等代数学中的常见工具,也常见于应用数学及其他学科中。网络拓扑连通矩阵是一种重要分析方法,是拓扑学和矩阵理论的综合运用。
而发展全球电力能源互联网,就必须突破能源服务的空间约束,使能源生产和消费突破目前的地理区域范围的局限。就必须解决全球电力能源互联网的地理区域连通性问题。电网拓扑分析的实质之一是电网连通性的判断。
2、全球电力能源互联网拓扑结构
南极洲具有巨量的风能,也可作为风能基地。在国内外已有研究成果的基础上,本文针对全球电力能源互联网拓扑结构,将亚洲、欧洲、北美洲、北极、非洲、南美洲、大洋洲和南极洲逻辑抽象为8个节点C1至C8,由这8个节点和连接链路组成连通网络如图1所示。在列举了典型的系统解列状态及单双向连接类型的基础上,通过其20个相应连通矩阵的谱范数、谱条件数等特性参数的计算分析,以及其连通矩阵的病态治理,从网络拓扑侧面表述了全球电力能源互联网的以下7个特性及结果。
