电力通信融合网络级联失效模型及节点脆弱性评估方法技术

本发明专利技术公开了电力通信融合网络级联失效模型及节点脆弱性评估方法，包括：生成电力通信融合网络电力层模型；构建电力通信融合网络电力层负荷

【技术实现步骤摘要】
电力通信融合网络级联失效模型及节点脆弱性评估方法


[0001]本专利技术涉及电力系统安全稳定运行
，特别是涉及到电力通信融合网络级联失效模型及节点脆弱性评估方法。

技术介绍

[0002]智能通信网络作为与现代电力系统高度融合的基础设施，在电力信息物理融合系统(电力CPS)发展的基础上，可以提高传统电网的效率、可靠性和安全性。在智能电网中，电力网络的监测、控制和管理密切依赖于智能通信网络，智能通信网络不仅保证电力网络自身的安全运行，而且保证整个通信网络的可靠运行。同时，当网络发生级联故障时，电力通信网络之间发生故障交叉传播，由于网络之间的相互作用，增加了故障传播的复杂性。电力CPS通过信息系统和物理系统相互影响的反馈循环实现深度融合和实时交互，使电力系统具有更高的“智慧”的同时，也为电力系统的安全、稳定、可靠运行带来了潜在的巨大安全隐患。因此，探索电力通信融合网络中交互级联故障的传播机制，挖掘融合网络潜在脆弱点，对预防大规模灾难性停电事故的发生，加强对脆弱单元的防范与保护，从而提高电力系统安全与稳定运行，具有重要指导意义。
[000本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电力通信融合网络级联失效模型，其特征在于，建立所述电力通信融合网络级联失效模型的步骤具体包括：构建一次侧电网拓扑，并以所述一次侧电网拓扑为基础，生成电力通信融合网络电力层模型；以复杂网络理论的负荷
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容量模型为基础，同时考虑电力通信融合网络中每个节点的容量限值差异，构建考虑电力层潮流分布特性的电力通信融合网络电力层负荷
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容量模型，并基于电力层能量流传播满足能量守恒原则，计算节点流介数指标以及电力通信融合网络电力层节点容量限值；基于复杂网络理论的负荷重分配机制，考虑电力层脆弱流的再分配，建立电力通信融合网络电力层负载重分配模型；以所述一次侧电网使用的通信网络拓扑为基础，生成电力通信融合网络通信层模型；以复杂网络理论的负荷
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容量模型为基础，同时考虑网络中每个节点的容量限值差异，构建电力通信融合网络通信层负荷
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容量模型，计算电力通信融合网络通信层节点初始结构负荷以及电力通信融合网络通信层节点容量限值；基于复杂网络理论的负荷重分配机制，考虑通信层信息流再分配，建立电力通信融合网络通信层负载重分配模型，计算结构阻塞流；设置网间失效概率，模拟连锁故障在融合网络之间交互传播的实际情况，构建电力通信融合网络电力层和电力通信融合网络通信层之间融合节点的失效机制；基于所述电力通信融合网络电力层负荷
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容量模型、电力通信融合网络电力层负载重分配模型、电力通信融合网络通信层负荷
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容量模型、电力通信融合网络通信层负载重分配模型以及电力通信融合网络电力层和电力通信融合网络通信层之间融合节点的失效机制，构建电力通信融合网络级联失效模型。2.根据权利要求1所述电力通信融合网络级联失效模型，其特征在于，所述电力通信融合网络模型采用拓扑图G＝(G
p
,G
c
,B
pc
,B
cp
)来描述；其中，G
p
＝(V
p
,B
p
)，G
p
表示将获取的电力通信融合网络电力层中的设备信息抽象简化为融合网络电力层拓扑图，V
p
表示电力通信融合网络电力层拓扑节点集合，B
p
表示电力通信融合网络电力层拓扑支路集合；G
c
＝(V
c
,B
c
)，G
c
表示将获取的电力通信融合网络通信层中的设备信息抽象简化为融合网络通信层拓扑图，V
c
表示电力通信融合网络通信层拓扑节点集合，B
c
表示电力通信融合网络通信层拓扑支路集合；B
pc
表示电力通信融合网络电力层拓扑节点到电力通信融合网络通信层拓扑节点的单向边，B
cp
表示电力通信融合网络通信层拓扑节点到电力通信融合网络电力层拓扑节点的单向边。3.根据权利要求2所述电力通信融合网络级联失效模型，其特征在于，将电力通信融合网络电力层节点用描述，所述节点流介数指标作为所述电力通信融合网络电力层负荷
‑
容量模型的初始结构负荷，所述节点流介数指标的数学表达式为：
式(1)中，D表示电力通信融合网络电力层网络直径，V
ia
为电力通信融合网络电力层节点的邻接节点下标集合，λ
j
为节点的邻接节点分配系数，k
ip
为节点的度，为第t次迭代传播时，电力通信融合网络电力层节点v
jp
的节点流介数，为节点v
jp
的邻接节点下标集合，接节点下标集合，所述电力通信融合网络电力层节点的初始结构负荷表示为根据所述节点流介数指标计算电力通信融合网络电力层节点容量限值，所述电力通信融合网络电力层节点容量限值的计算过程包括：根据单边三角模糊隶属度函数，计算电力通信融合网络电力层节点的容限系数所述容限系数的计算公式为：式(2)中m
p
为电力通信融合网络电力层节点最高的容限系数，n
p
为电力通信融合网络电力层节点最低的容限系数，为电力通信融合网络电力层中电源节点、传输节点和广义负荷节点初始结构负荷集合；计算电力通信融合网络电力层节点的容量限值所述容量限值的计算公式为：4.根据权利要求3所述电力通信融合网络级联失效模型，其特征在于，所述电力通信融合网络电力层负载重分配实质上是电力层结构脆弱流的重分配，当节点由于结构脆弱流的重分配使得节点结构负荷超过其容量限值即时，节点失效，此时将节点从电力通信融合网络电力层中移除，节点上的负荷将分配给电力通信融合网络电力层节点计算节点上的电力层结构脆弱流增量所述电力层结构脆弱流增量的计算公式为：式(4)中ε
ij
为电力通信融合网络电力层节点在电力通信融合网络电力层节点上的结构脆弱流分配系数，l
j
为电力通信融合网络电力层节点的度，d
ij
为电力通信融合网络电力层节点与节点的距离，μ和ν为结构脆弱流控制参数，所述结构脆弱流分配系数ε
ij
的计算公式为：式(5)中，V
remain
表示电力通信融合网络电力层中所有正常运行节点的集合；
当电力通信融合网络电力层发生连锁故障时，电力通信融合网络电力层节点上的结构脆弱流增量为式(6)中，V
lose
表示电力通信融合网络电力层中所有失效节点集合；连锁故障结束后电力通信融合网络电力层节点结构负荷为：按电力通信融合网络电力层负载重分配模型，即式(4)
‑
式(7)进行新一轮的结构脆弱流再分配。5.根据权利要求4所述电力通信融合网络级联失效模型，其特征在于，所述电力通信融合网络通信层的路由规则是基于最短路径的，所述电力通信融合网络通信层节点的负荷处理能力正比于电力通信融合网络通信层的节点介数；将电力通信融合网络电力层节点用描述，所述电力通信融合网络通信层初始结构负荷的计算过程包括：设一个数据包通过电力通信融合网络通信层节点的概率为则到达电力通信融合网络通信层节点的平均数据包数量Ψ
i
为式(8)中，B
i
表示电力通信融合网络通信层节点的节点介数，r
j
为除电力通信融合网络通信层节点外电力通信融合网络通信层节点的数据包产生率，L为电力通信融合网络通信层网络特征路径长度，N
c
表示电力通信融合网络通信层总节点个数，到达节点的平均数据包数量Ψ
i
可进一步表示为：式(9)中，k
jc
为除电力通信融合网络通信层节点外电力通信融合网络通信层节点的度，则Ψ
i
可表示为：
电力通信融合网络通信层节点的初始结构负荷可表示为所述电力通信融合网络通信层节点容量限值的计算过程包括：根据负荷
‑
容量模型的线性关系，计算电力通信融合网络通信层节点的容限系数所述容限系数的计算公式为：式(11)中m
c
为电力通信融合网络通信层节点最高的容限系数，n
...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄涛，杨凤林，林攀，周俊杰，张守冀，雷霞，吴英俊，贾燕冰，
申请(专利权)人：西华大学，
类型：发明
国别省市：