电力系统复杂网络特性分析与模型改进

从复杂系统的角度出发,根据电力系统的特点建立基本复杂网络模型,引入具有电力系统特征的物理参数,对电力系统的复杂网络模型加以改进。针对目前较为关注的小世界特性和无标度特性,对电力系统的复杂网络特性进行研究,在此基础上对比模型改进前后所得到的统计特性指标,指出改进后的模型不仅可表征电力系统复杂网络的基本特性,更能表征电力系统复杂网络的物理特性。此外还探讨模型的改进对电力系统复杂网络小世界特性分析的影响,指出在进行适当的参数变换后,改进后得到的统计特性指标也可用于小世界特性的判定,进一步验证了模型改进的可行性。     

基于复杂网络的电网连锁故障模型研究综述

电网连锁故障建模可以有效地分析复杂电网连锁故障的动力学行为及故障传播机理。文中从复杂网络理论角度总结了现有的电网连锁故障模型,以及近年来的研究发展状况,详细介绍了相隔中心性模型、Motter-Lai模型、有效性能模型、加权网络模型、时变模型等模型的建立过程及其在电网连锁故障机理研究中的应用。最后,在讨论了这些模型局限性的基础上,提出了复杂网络理论在智能电网建模研究中应用的发展方向。     

复杂网络理论及其在电力系统中的应用研究综述

因连锁故障引发的大电网停电事故凸显了大型电力系统的脆弱性。传统方法难以有效解释类似事故的发生机制,复杂网络理论研究的不断深入和广泛应用为此提供了新的理论工具。首先简介了复杂网络理论及其基本概念,其次探讨了用以解释电网连锁故障发生机制和结构脆弱性的理论基础,并详细阐述了复杂网络理论在电力系统拓扑结构建模、连锁故障模型研究、电网脆弱性分析以及电网关键支路和节点识别等方面的研究进展和应用情况,最后对未来的研究方向做出了展望。     

基于复杂网络的电-气-热综合能源系统健壮性分析

随着综合能源系统网络规模的不断扩大以及耦合程度的不断加强,对其结构的稳定性和运行的安全性提出了更加严格的要求,为此将复杂网络理论运用到综合能源系统的静态结构与健壮性分析中。利用NetworkX对系统进行网络拓扑建模并调用G. degree、nx. betweenness_centrality(G)、nx. average_clustering(G)等算法计算其网络特征参数,在此基础上进一步分析计算结果,研究综合能源系统的无标度与小世界等复杂网络特性。引入网络破碎度、连通因子、供能效率比3个分析指标,模拟系统受到7种不同模式的破坏,通过观察不同故障下电-气-热综合能源系统的网络破碎度、连通因子、供能效率比的变化曲线,综合分析系统在不同故障下的健壮性并对系统中的脆弱环节进行识别,研究成果为建设更可靠的大规模综合能源系统网络体系提供了参考和决策支持。     

电信网络二象模型及其复杂网络系统特性

本文根据二象结构理论,将电信网络分为以平台网络构成的实象和以价值网络构成的虚象,建立了电信网络的二象模型;在分析了由二象作用关系形成的电信网络复杂性的基础上,将电信网络视为一个复杂网络,采用中国东北地区业务网络调查数据,将行政管理区域管理的子网络(域)作为节点,将域和域之间相连的光缆作为边,分别以有效话务量和占用话务量作为节点权重,分析了权重分布的无标度性.进而,提出了应用"二象"模型和复杂网络的理论指导电信网络行为策略制定的一些思考.     

考虑网络演化的直流潮流停电模型与自组织临界性分析

直流潮流停电（OPA）模型及其改进模型能模拟连锁故障停电过程,并能从宏观上揭示大停电的自组织临界性,但没有考虑电网结构变化对大停电的影响。文中在OPA模型基础上,考虑了慢动态过程中电网结构的演化特征,建立了考虑网络演化的OPA模型。对2个典型复杂网络演化方式的仿真表明:按小世界方式和无标度方式演化的电网都会自组织到临界状态;小世界电网特有的高聚类系数和低特征路径长度易扩大连锁故障的广度和深度,其平均损失负荷大于无标度电网;无标度电网通过小规模的线路连锁开断,释放系统压力,减少大停电概率。研究结果对未来的电网建设及大停电的整体预防有一定指导意义。     

无线接收机电路系统的复杂网络特性及可靠性分析

本文从复杂网络这一新型交叉学科的视角研究了一个无线接收机电路系统,给出了反映电路系统节点(即电子元器件)与之对应的连接(即导线)度函数关系,以及节点连接度的概率分布函数曲线,确认连接度分布是一个带有指数截断的幂律分布。证明了该电路系统的网络拓扑具有短的平均路长和高簇类系数的"小世界"特点,并从电路设计的角度说明了需要使用不同的短距离连接和集成电路把各个单元模块电路互连在一起。最后应用统计物理学中的逾渗理论进一步分析了电路的可靠性,对其鲁棒性和脆弱性之间的关系进行了仿真分析,为电路的优化设计提供理论指导。     

电力调度数据网结构特性分析

提出运用复杂网络理论从结构的角度分析电力调度数据网的复杂性及脆弱性。现有的电力调度数据网大致可分为双星型和网状2种典型结构,从统计特征参数、度数累积分布以及介数累积分布3个方面对这2种电力调度数据网的结构进行了分析,发现双星型网是典型的无标度网络,而网状网是典型的小世界网络。继而以单一故障和连锁故障分别衡量了2种网络的静态脆弱性和动态脆弱性。结果表明：1）电力调度数据网的脆弱性与其网络结构有很大的联系,单一故障时,双星型结构的调度数据网对选择性攻击表现得更加脆弱;2）双星型结构的调度数据网不容易发生连锁故障,网状结构反之。连锁故障时故障概率较高的节点仍集中在介数高的节点。     

基于无标度网络的电力系统模型及优化

由于信息技术的发展,大量信息的繁衍和增长,信息之间的关系愈加复杂.为了研究这些复杂信息的联系,Erdos和Renyi提出了图论,推动了复杂网络的发展.1999年Barab á si和Albert第一次提出了无标度网络之后,复杂网络在最近几年成为了科学研究的一个热点课题.各种复杂网络如社会网络和Internet网络看起来似乎杂乱无章、纷繁复杂且没有规律性,但是却不像它表面所表现的杂乱无章;Barab á si和Albert经过研究发现了电影演员网络和其它网络具有自组织性和规律性,并且服从幂律概率分布,称之为"无标度网络".科学家发现各种数据庞大的网络包括社会网络、生物网络以及其它技术网络开展的无标度网络研究,都服从这个规律.随着电力行业的发展以及电力资源的不断增加,电力行业数据呈现出数据量大、电力节点间关系复杂等特点,迫切要求使用合理的方法来科学管理制造资源.因此,本文提出了从无标度网络的角度研究电力行业资源网络,解决电力资源的管理问题.     

组合逻辑电路的小世界网络模型

针对可编程逻辑器件中组合逻辑电路的优化设计问题,依据复杂网络理论中小世界模型分簇的基本特征,提出了双重优化设计指标下的电路设计方法,以16位奇偶校验电路为例,利用Matlab对电路进行了仿真。仿真结果表明,通过适当降低网络分簇度,有效削弱关键节点在电路中的作用,并适当增加网络连接的冗余性,避免关键元器件的故障导致整个系统的灾害性失败的现象出现,从而降低电路的脆弱性,提高电路鲁棒性和可靠性。     

"小世界"无线传感器网络的最佳近邻节点数

为了进一步降低"小世界"无线传感器网络的平均路径长度,以节省更多的能量,本文基于"小世界"传感器网络模型研究了传感器节点的最佳近邻节点数.研究表明,给定传感器网络节点数和重连概率后,当网络的近邻节点数取合适的值时,平均路径长度还将进一步降低.继续增大近邻节点数则网络平均路径长度变化不大.因此,出于节能考虑,提出了最佳的"小世界"传感器网络中的近邻节点数.利用复杂网络的小世界网络效应探讨了无线传感器网络的近邻节点数.研究表明,适当调整无线传感器网络的近邻节点数,不但仍然能够保持无线传感器网络的小世界效应,还可以使无线传感器网络的平均路径长度进一步降低.     

无标度混沌映射网络中的开-关间歇振荡

真实网络往往都具有无标度特性,开-关间歇振荡是网络动力学行为发生转变时的一个现象.通常用2个状态来描述开-关间歇振荡:一是"关"状态,即时间轴上长时间的定态;另一个是"开"状态,即定态被突然的爆发所取代.本文研究了无标度混沌映射网络中的开-关间歇振荡,选择适当的耦合强度和新加入节点的度使得无标度混沌映射网络处于同步状态.数值计算表明,当耦合强度稍低于其临界值时,开-关间歇振荡出现,并且开-关间歇振荡中层流相长度的分布服从幂律分布.     

Comparative analysis on Hopf bifurcation of integer-order and fractional-order two-neuron neural networks with delay

This article mainly focuses on the stability and the existence of Hopf bifurcation of integer-order and fractional-order two-neuron neural networks with delay. First of all, we obtain the sufficient criterion to ensure the stability and the existence of Hopf bifurcation of integer-order two-neuron neural networks with delay. Next, we establish the sufficient condition guaranteeing the stability and the existence of Hopf bifurcation of fractional-order two-neuron neural networks with delay. The study reveals that the time delay has a vital effect on the stability and Hopf bifurcation of integer-order and fractional-order two-neuron neural networks with delay. By comparative analysis on Hopf bifurcation for integer-order and fractional-order two-neuron neural networks with delay, we find that under an appropriate parameter conditions, the stability region can be enlarged, and the time of appearance of Hopf bifurcation of the involved two-neuron neural networks can be postponed by using fractional-order case. Finally, computer simulation results are presented to illustrate the theoretical findings. The established results of this article play an important role in designing and controlling networks.     

Neuronal state feedback learning of Cohen–Grossberg networks

This paper proposes a direct synaptic weight training technique for a class of additive dynamic auto‐associative neural networks based on the Cohen–Grossberg neuronal activation model. The proposed technique is based on the Jurdjevic–Quinn stabilization method for control affine systems. Asymptotic stability of the training law is guaranteed and regions of attraction around each point attractor are predefined. The proposed technique requires the solution of significantly fewer non‐linear differential equations and is considerably simpler and faster than existing training techniques. Copyright © 1999 John Wiley & Sons, Ltd.     

数字化变电站通信网络的组建与冗余方案

根据站级网络与过程网络是否联通,提出了独立过程网络和全站唯一网络2种数字化变电站通信网络的组建方案。通过分析各自优缺点,指出独立过程网络目前较易实现,而全站唯一网络可先在规模不大、节点数目较少的新建中低压变电站中尝试,待积累一定组网和运行管理经验后,全站唯一网络将凭借信息高度共享等优势成为数字化变电站通信网络的最终形态。详细分析并比较了各种网络冗余技术在数字化变电站通信网络中的应用方法,包括由交换机实现环网冗余协议、快速生成树协议和链路聚合控制协议,由智能电子设备(IED)实现双网口热备用和双网口独立工作等;最后提出了当前实施网络冗余可能存在的问题。