簇集网状网络是电力网络中一种具有特殊性质的拓扑结构,其特点是拥有一个簇头节点,其他节点均通过此簇头节点与外部网络相连,簇头节点起到汇聚簇内能量流的作用。这样的网络存在有利于负荷预测以及静态安全校核的基态特性和断态特J陛。然而,输电网络中簇集网状网络并不常见,但是却存在同样具有基态特性和断态特性的“类簇集网状网络”,即“虚拟母线”。下文将首先阐述簇集网状网络及其基态、断态特性,然后引出虚拟母线。 簇集网状网络是指内部节点网状连接,并只能通过唯一的簇头节点与外部网络相连通的网络。如 潮流分布反映了电网的能量流分布,描述了电网运行最基本的特征。簇集网状网络概念的应用,可以在很大程度上简化电网的潮流计算(为了简化问题的复杂度,本文将主要以直流潮流计算作为研究对象)。这种简化主要体现在簇集网状网络的基态和断态特性上。
断态特性是指簇集网状网络成员节点之间连接关系的变化,如支路开断、支路重构等,不会改变簇头节点的虚拟负荷,也不会改变外部网络的潮流分布。这是因为簇集网状网络成员节点之间为网状连接,支路连接关系变化后,只要簇集网状网络仍保持连通,节点负荷就可以通过其他支路流向外部网络,虚拟负荷Po维持不变,外部网络的潮流自然也就不会改变。
这一特性在电网安全分析中具有重要应用。以静态安全校核为例,对于一个具有簇集网状网络特征的局部电网,当其内部支路发生开断故障时,可以不必对其外部网络的潮流分布进行校验,而只需关注其内部支路的潮流变化。如此,簇集网状网络内部故障所带来的安全约束数目将被大幅度削减,安全校核的速度将得以提升。