《電力網路與信息網路互動作用的連鎖故障傳播機理研究》是依託長沙理工大學，由蔡曄擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：電力網路與信息網路互動作用的連鎖故障傳播機理研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：蔡曄
- 依託單位：長沙理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
最大限度減小大規模停電事故風險是建設智慧型電網的一個重要目標。電網與信息網路之間日益增強的耦合關係會加快電網連鎖故障的傳播，分析電網與信息網路互動作用並揭示在互動影響下連鎖故障的傳播機理，對於從根本上保障電網安全運行具有重要的理論和工程意義。主要研究內容包括：分析電網運行可靠性對信息網路運行的影響、信息網路運行可靠性對電網最佳化調度的影響、最佳化調度對電網運行可靠性的影響，基於這三者之間的聯繫，凝鍊和闡明電網與信息網路之間互動作用機制；將電網、信息網路及互動關係中對大停電有影響的因素的實際特徵進行抽象，建立連鎖故障模型並揭示故障在不同傳播階段中的自組織特性演變規律，辨識電力系統運行的臨界態和安全運行區；針對新能源發電大規模接入導致的結構異質性和潮流波動性，辨識其對連鎖故障傳播的影響。該項目深入分析電網與信息網路之間的互動作用，並揭示複雜耦合系統連鎖故障傳播機理，為智慧型電網抵禦大停電提供理論依據。
結題摘要
電力網路與信息網路的深度融合，使得電力系統運行時的可觀性、可控性得到了提高，但同時電力系統也將面臨來自信息網路故障帶來的風險。電力系統內部的初始故障可能會通過網間耦合關係交替傳播，形成連鎖故障，甚至蔓延至整個系統，嚴重危害電力系統運行。本項目以一一對應相依耦合網路理論為基礎，針對電力信息網路的統計特性，並考慮信息傳輸失常，基於直流潮流計算，建立了考慮互動作用的連鎖故障傳播模型。分析了不同信息網路結構與一一對應耦合方式對連鎖故障傳播的影響。最後以信息傳輸失常特性作為辨識指標，揭示了連鎖故障傳播過程中的動態演變特性。具體如下： 基於複雜網路理將信息網路拓撲結構分為雙星型與網狀型兩種結構，通過實例分析得到：雙星型結構網路的特徵路徑長度更短，有利於信息包的快速傳遞。將電力網與信息網節點的一一對應關係分為“度數-度數”和“介數-度數”，提出了衡量電力網與信息網節點耦合關係強度的指標，並以IEEE-118節點與長沙電網為例進行分析計算，結果表明：“度數-度數”之間的耦合關係大於“介數-度數”，且節點之間耦合關係越大，節點對之間相互作用的強度越大。在一一對應耦合網路模型基礎上，基於直流潮流計算，考慮信息傳輸失常，建立了電力系統與信息系統互動作用下的連鎖故障模型。結果表明：電力網路與與雙星型信息網耦合時發生大停電事故的機率較小；網間耦合關係值越大則發生連鎖故障機率越小，當耦合關係為“度數-度數”時，大停電機率較低，“度數-度數”耦合關係有助於提高電力網路抵抗隨機故障的能力。 在連鎖故障傳播過程中，信息網路的傳輸失常累計機率呈冪律分布，信息傳輸失常可以辨識自組織臨界態，臨界突變的閾值可以用於大停電事故的預警。仿真與實例分析表明雙星型信息網路的傳輸失常累積機率閾值小於網狀信息網路的累積機率閾值，當電力網路面臨隨機故障時，雙星型電力信息網路結構更有助於電力網路故障信息傳輸到調度中心，以實現最佳化控制。
