《基於相互依存複雜網路理論的智慧型電網風險評估》是依託長沙理工大學，由陳果擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於相互依存複雜網路理論的智慧型電網風險評估
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：陳果
- 依託單位：長沙理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
智慧型電網是信息網路與電力網路耦合而成的複雜網路且具有相互依存的關係。最新的複雜網路研究成果表明，這種相互依存的特性將會帶來新的脆弱性。但目前的研究主要是基於相互依存網路的概念模型，無法辨識具體智慧型電網的脆弱環節在哪裡，更缺乏有效的措施來預防這種可能的風險。本項目擬基於概念模型發展能夠描述智慧型電網特性的改進模型和連鎖故障的風險評估方法，並對可能的風險提出應對策略。具體地，首先對智慧型電網的複雜性進行研究，提取信息網與電力網的重要特性，包括動態和靜態特性以及信息流和潮流特性，並結合概念模型形成智慧型電網的複雜網路模型；其次研究兩個網路內部及其之間的連鎖故障傳播機理，提出連鎖故障的風險評估方法。該方法能夠模擬連鎖故障的發生，發展過程，並能估計連鎖故障的後果，辨識出脆弱環節。最後根據辨識出的風險，提出綜合的安全策略，降低可能的風險，從而有效地防止連鎖故障和大停電的發生。
結題摘要
項目背景和主要研究內容 隨著人類社會的發展，大電網互聯帶來了巨大的社會和經濟效益，但同時也使得安全管理這個超級複雜系統更加困難，電網災變的風險日益增加。目前正在蓬勃發展的智慧型電網是由信息網路和電力網路耦合而成的相互依存的複雜網路。最新的複雜網路研究成果表明，這種相互依存的特性將會帶來新的脆弱性。但目前的研究主要是基於相互依存網路的概念模型，無法辨識具體智慧型電網的脆弱環節，更缺乏有效的措施來預防這種可能的風險。 本項目擬基於概念模型發展能夠描述智慧型電網特性的改進模型和連鎖故障的風險評估方法，並對可能的風險提出應對策略。具體地，首先對智慧型電網的複雜性進行研究，提取信息網與電力網的重要特性，包括動態和靜態特性以及信息流和潮流特性，並結合概念模型形成智慧型電網的複雜網路模型；其次研究兩個網路內部及其之間的連鎖故障傳播機理，提出連鎖故障的風險評估方法。該方法能夠模擬連鎖故障的發生，發展過程，並能估計連鎖故障的後果，辨識出脆弱環節。最後根據辨識出的風險，提出綜合的安全策略，降低可能的風險。 重要結果、關鍵數據及其科學意義 項目採用了理論分析和仿真實驗相結合的方法。項目組取得的主要研究進展、重要結果、關鍵數據等及其科學意義或套用前景如下： 項目組研究了不同類型的信息網路與電力網路各自內部的拓撲連線關係，動態和靜態特性，以及信息流和潮流的輸送特性，提出了新的智慧型電網複雜網路模型；基於該模型，我們提出了一種新的智慧型電網風險評估方法。該方法創新的考慮了電力網路的潮流特性和網路結構，考慮了信息網中信息流的傳輸特性，連鎖故障機理，以及電力網路和信息網路的動態和靜態特性。與概念模型相比，提出的模型和方法更能有效地模擬和評估級聯故障的發生、發展過程，定量連鎖故障的後果，辨識智慧型電網的脆弱環節；基於四川，湖北，華中電網的真實數據（500 kV的輸電網），我們引入了信息網路，並分別構建了這三個地區的智慧型電網框架。我們對這三個智慧型電網模型分別進行了脆弱性分析。我們發現，如果電力網路和信息網路在結構上具有相似性，這種智慧型電網的結構更健壯。此外，項目組還提出了多個模型和方法（見結題報告正文），它們為有效的研究和管理智慧型電網這個超級複雜系統提供了有力工具。
