基于结构熵的电力骨干通信网抗毁性研究

电力骨干通信网抗毁性分析对于评价电力通信网络的生存性能,制定网络的保护策略具有重要的意义。结合复杂网络异构性,基于电力骨干通信网拓扑结构,构建了网络节点差异性矩阵。依据电力通信的业务特点,将链路传输流量作为链路的权重,构建了网络链路差异性矩阵。融合节点及链路差异性定义了节点重要度及电力骨干通信网的结构熵。以一个实例网络对网络的节点重要度及蓄意攻击下以结构熵为指标的网络抗毁性进行了仿真分析,结果表明了所提方法的合理性和有效性。     

基于边临毁度的电力通信网脆弱性分析

电力通信网脆弱性分析对确保电力系统安全运行和加强电网健壮性具有重要意义。首先建立了电力通信网络模型,从网络的业务层、网络传输层和物理层指标出发,建立了基于临毁度和网络损失度的电力通信网的脆弱性评估和分析模型。接着对边的业务传输时延指标、带宽占比指标和物理故障概率指标评估得出网络部件(节点、边)的临毁度。最后结合网络部件失效后的系统损失度,得出网络部件的脆弱度评估值。以IEEE-30节点系统为例进行仿真,完成了通信网络部件的脆弱性评估分析,结果表明通信链路的长度和业务分配方案与电力通信网的脆弱性密切相关。     

基于多属性决策的电力通信网的节点重要度计算方法

随着电网规模不断扩大,作为电网的支撑网络,电力通信网络的结构变得更加复杂且脆弱。预先识别和保护电力通信网中的重要节点是降低网络脆弱性的有效方法。为了全面地分析电力通信网中的节点,从网络中节点的局部信息、全局信息以及节点承载的业务重要度量化节点的重要性,提出一种基于多属性决策的电力通信网节点重要性计算方法。该算法首先根据各节点指标计算指标熵值以及指标之间的肯德尔系数,确定指标权重,结合多属性决策方法得到节点指标贴近度,进而得到各节点的实际重要度。最后根据不同节点重要度计算方法,分别攻击小型电力通信网、传统复杂网络、市级电力通信网中的节点,分析对网络指标的影响,证实该方法的合理性。     

基于业务的电力通信网风险评价方法

针对传统电力通信网风险评价方法的单一性,提出了一种基于业务的电力通信网风险综合评价方法。评价方法首先基于业务分析电力通信网链路的运行风险;其次从网络拓扑角度分析各链路对网络的重要性并得到链路权重值;利用链路权重和链路风险值进行综合运算,从而得到网络风险值和网络风险均衡度这两项风险评价指标值。以一个由8个节点、12条链路组成的基础网络为例,构建电力通信网络模型进行仿真,仿真结果证明了综合评价方法所得指标的有效性与准确性,并可为网络风险控制提供参考,具有现实意义,在风险管理方面有一定的应用前景。     

电力通信网脆弱性分析

电力通信网作为智能电网的支撑网络,其可靠性已成为智能电网智能化和经济、安全运行的先决条件。脆弱性作为网络可靠性的一种有效测度,可以衡量网络在遭受攻击或设备自然失效时的网络性能。提出了一种基于电力业务重要度的电力通信网业务层脆弱性分析方法:针对传统电力业务重要度评价中,专家评分环节产生的主观不确定性,给出了一种以客观指标要求替代专家主观评分的业务重要度评价方法,即特征指标评价法;将业务重要度作为网络参数,在业务层上建立电力通信网网络模型,以链路失效造成的业务重要度损失来衡量网络的脆弱性,并对4种链路失效模型下的电力通信网脆弱性进行了分析,分析结果表明,网络在蓄意攻击下的脆弱性较高,且业务重要度在各链路上的分布越集中,网络的脆弱性越高;以分析结果为基础,提出通过调整路由策略改进电力通信网脆弱性的方法并应用于实例网络,仿真结果证明了方法的有效性。     

相依网络理论下电力通信网节点重要度评价

智能电网中电力系统与通信系统的紧密结合,使得电力通信网络在双网相依系统中愈加重要。通信网络中节点发生故障,尤其是高重要度节点,不仅会影响自身网络系统还会影响与其相依的网络,导致连锁故障的发生。因此,对智能电网中电力通信网络节点重要性进行评价具有重要意义。将电力物理-信息相依网络中单侧网络提取出来,以链路已用率和电力线阻抗值作为边权参数建立有权网络模型。根据有权网络节点重要度评价方法,分别对两子网进行分析。然后根据电力网依存于信息通信网的依存边矩阵,计算相依网络中电力通信网络节点的重要度指标,找出重要度大的节点。以IEEE30节点系统为例进行了仿真实验,证明了该方法指标的可行性和实用性。     

基于社团结构的电力通信网可靠性评估方法

电力通信网络可靠性研究的样本数据结构较为单一,且存在样本关联度不大问题。为此提出基于社团结构的节点可靠性评估方法。建模与分析电力通信网拓扑结构,以某省电力通信网为例,研究此网络拓扑最短路径以及度分布等数据,根据通信网的内部结构,将网络划分为不同的子网络进行分区处理。挖掘电力通信网社团结构。在此基础上构建电力通信网节点可靠性评估指标。实验结果证明了所提节点可靠性评估方法的合理性。     

湖北电力通信频率同步网设计与实现

频率同步网是通信网络中重要的支撑网络之一,对湖北电力通信频率同步网的优化改造将可有效保障湖北电力通信网的安全可靠运行。通过梳理湖北电力频率同步网运行现状中存在网络规划、时钟节点配置、网管功能不全面等方面问题,结合湖北电力通信网络架构提出了湖北电力频率同步网时钟节点优化配置、定时链路组织及同步网网管建设方案。     

基于社团重叠的电力通信相依网络建模及其抗毁性分析

为了更好地揭示电力通信网络系统特性,基于社团重叠理论与相依网络模型提出一种更符合实际的电力通信网络系统建模方法。分析了实际通信网的网架结构特点,利用点边图转换以及马尔科夫聚类算法对电力网进行社团划分,进而确定社团重叠节点。依据社团重叠节点和相依网络模型建立通信网模型,进而构建了电力通信相依网络系统层级拓扑结构与耦合关系。对IEEE标准算例搭建对应的电力通信网络,基于信息攻击建立电力通信网失效模型,并依据节点损失比例、负荷损失比例、网络相对效率指标进行抗毁性分析。结果表明随着攻击者攻击方式的改进,攻击对系统造成的破坏越大;网络规模的扩大,能够显著提高网络对随机攻击的耐受力;相对于传统建模方法,所建模型更能体现实际电力通信网的抗毁能力。     

基于抗毁性的青海电力通信网可靠性研究

从网络抗毁性、节点重要度、生成树的概念以及链路重要度的评价方法对网络拓扑结构进行研究与分析,结合青海电力公司通信网拓扑结构,用熵的测量方法来评估青海电力公司网络抗毁性。该方法首先将网络结构节点重要度以及链路重要度量化,然后计算电力通信网抗毁性。把所提出的方法应用于青海电力通信网,并对其部分通信网络完成抗毁性研究与分析。     

考虑不确定性故障的节点综合脆弱性评估

电力系统脆弱性评估,可筛选出系统潜在薄弱环节,是防范和减少电力系统停电事故的基础性工作。综合考虑能量裕度和灵敏度建立节点的状态脆弱性指标;提出脆弱性风险因子表征节点承受故障扰动的能力;考虑节点的网络拓扑参数,基于电气介数建立节点的结构脆弱性指标。综合考虑节点的运行状态、不确定性故障因素和结构属性,建立节点的综合脆弱性评估模型,该模型克服了传统脆弱性评估方法没有考虑不确定性故障因素的不足。对IEEE-30标准母线系统的仿真分析,验证了所提评估方法的合理性。     

基于AHP-灰色关联度的复杂电网节点综合脆弱性评估

针对现有脆弱节点辨识方法存在的评估指标片面、指标权重不够准确等问题,从电网拓扑结构、系统当前运行状态及节点故障后果影响三方面出发,构建了层次化的节点脆弱性指标体系。在传统结构脆弱性指标的基础上,综合考虑事故后电压裕度、系统整体负载率、线路潮流冲击等因素,并提出AHP-灰色关联度的综合评估模型。该模型在决策过程中计及专家的经验知识,将指标的价值系数体现在客观关联度中,并引入动态分辨系数调整策略,实现了专家经验主观性和节点数据客观性的良好结合。仿真结果表明,该方法比传统方法能更有效地辨识出电网中的脆弱节点,具有一定的实用价值。     

基于短路容量的含大规模新能源接入的电网状态脆弱性评估方法研究

为了准确分析大规模新能源接入电网后负荷节点的运行特性,根据戴维南等值理论,将大规模新能源接入后的电网络等值为3节点系统。在该等值系统的基础上建立了基于短路容量的状态脆弱性评估模型及指标,使状态脆弱性评估体系更完善。在计算所得的状态脆弱性指标的基础上,采用PAM聚类算法和Homogeneity-Separation(HS)评价指标来自动聚类分级后,辨识出系统的脆弱节点。基于该方法,对改造的IEEE39节点算例进行了仿真分析。通过与传统的电压裕度指标评估结果的比较,仿真结果表明,利用短路容量可以准确评估负荷节点的状态脆弱性;且应用PAM聚类算法进行薄弱节点辨识方法的可行性及适用性,具有在线评估的应用前景。     

基于图谱理论的电力系统关键节点识别方法

引入图谱理论从数学角度建立了电力系统网络拓扑图的有效电阻矩阵,并基于有效电阻矩阵提出了节点耦合关键度指标。通过对节点耦合关键度累积概率分布进行分析,验证了电力系统的无标度特性,进而将节点耦合关键度用于电力系统关键节点的识别。该指标不仅满足基尔霍夫定律,也能表明节点相角与节点功率的定量关系,其物理意义更加符合实际电力系统。另外,通过容量生存率、负荷生存率、线路生存率和综合生存率4个指标来描述节点发生全失故障对电力系统造成的影响。最后,对IEEE-39节点算例的仿真验证表明,基于有效电阻矩阵得到的节点耦合关键度指标对处于系统拓扑结构中关键位置的节点有一定识别作用,能为电力系统的安全稳定运行提供指导。     

基于SDN的电力通信网络关键技术综述

随着智能电网和能源互联网的不断深入发展和推进,云计算、数据仓库、数据挖掘以及虚拟化等技术在电力行业的成熟应用,现有电网已无法满足业务的需求。软件定义网络(software defined network,SDN)作为新兴网络架构实现了控制功能和数据转发功能的解耦,是未来电力通信网络架构的选择之一。文中通过对SDN网络原理的论述,详细讨论了基于SDN的电力通信网络需要解决的关键技术,主要包括网架性能、安全性、时延、可扩展性、链路可靠性、容错性和兼容性,最后展望了软件定义网络相关技术在电力系统中的应用领域。     

计及新能源影响静动态结合的电网脆弱节点辨识

随着新能源发电的快速增长,其所具有的随机性、波动性不确定给电网脆弱节点辨识带来了新的挑战。提出了一种考虑新能源不确定性的电网静动态结合的脆弱节点辨识方法。该方法在静态辨识中采用区间数表示新能源的不确定性,提出了基于区间直流潮流的最小切负荷模型计算各节点的区间静态脆弱性评估指标。在动态辨识中,提出基于单机等效延伸方法计算各节点的稳定性裕度,并根据稳定性裕度的正负对应计算各节点的动态脆弱性评估指标。最后建立基于熵权法的电网脆弱节点综合评估方法。IEEE-39节点算例仿真结果表明,该方法能准确快速地辨识新能源接入情况下电网中的脆弱节点。与已有脆弱节点辨识方法相比,该模型更符合新能源接入下电力系统实际运行情况。通过研究发现新能源的随机性、波动性不确定对节点脆弱性具有就近影响原则,为新能源电源在智能电网中的规划提供指导作用。     

基于物元可拓模型的电力通信网风险评估

为了有效掌握电力通信网的风险状况并指导运维工作,需要剖析电力通信网的风险影响因素并对其风险进行评估。通过系统分析电力通信网风险影响因素,建立了三级递阶层次结构的电力通信网风险评估指标体系。基于物元可拓理论及层次分析法构建了电力通信网风险定量评估模型。利用该模型对某电力通信网风险进行评估,通过评估得到了该通信网各评估指标及网络整体风险等级。评估结果对于全面标识电力通信网运行过程中的脆弱环节,指导运维工作的有效开展,促进电力通信网的差异化管理和科学决策具有积极指导意义。     

基于图划分的大电网拓扑分析

为支撑大电网在线实时监控和分析,提出了一种基于图划分的大电网拓扑分析方法。该方法首先根据智能电网调度控制系统电网建模特点,给出了基于图论的电网层次结构、拓扑结构、厂站母线分析和系统网络分析模型。然后基于图划分建立了并行网络拓扑和局部拓扑修正的数学模型,并根据该模型设计了大电网并行网络拓扑的实现方法。最后基于共享内存编程模型在智能电网调度控制系统中研发了快速网络拓扑分析服务功能。所提出的模型和方法实现了大电网并行网络拓扑分析的无锁计算,避免了多线程数据竞争导致的阻塞耗时问题。对实际系统进行仿真测试,结果表明了该方法的准确性、实时性和有效性。