隨著智能電網(wǎng)以及能源互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略的提出和不斷發(fā)展,大量的電氣設(shè)備、數(shù)據(jù)采集設(shè)備以及計算設(shè)備通過物理網(wǎng)絡(luò)、信息網(wǎng)絡(luò)兩個實(shí)體網(wǎng)絡(luò)相連接,傳統(tǒng)的以物理設(shè)備為核心的電力系統(tǒng)已經(jīng)逐漸演變?yōu)楦叨锐詈系碾娏π畔⑽锢砣诤舷到y(tǒng)（Cyber Physical Systems,CPS）。這種耦合關(guān)系在為電力系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支撐及智能決策的同時,也為系統(tǒng)運(yùn)行帶來了更多的安全隱患。一旦CPS網(wǎng)絡(luò)中某一個實(shí)體網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障,那么風(fēng)險極有可能沿著網(wǎng)絡(luò)的耦合部分蔓延、擴(kuò)散至整個系統(tǒng),造成整個系統(tǒng)的不穩(wěn)定運(yùn)行,甚至導(dǎo)致大規(guī)模停電事故的發(fā)生。因此,如何在事故初期對風(fēng)險區(qū)域進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測并提出有針對性的應(yīng)急措施,對于保障電力CPS系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。本文的主要研究工作如下:針對現(xiàn)有電力CPS網(wǎng)絡(luò)模型忽略元件節(jié)點(diǎn)異質(zhì)性和耦合非均勻性,造成風(fēng)險區(qū)域預(yù)測研究中無法準(zhǔn)確把控節(jié)點(diǎn)運(yùn)行狀態(tài)的問題,構(gòu)建了非均勻電力CPS負(fù)載及約束表征模型。該模型首先利用元件節(jié)點(diǎn)聚類系數(shù)、節(jié)點(diǎn)度等網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋮?shù),結(jié)合系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行特性提出節(jié)點(diǎn)負(fù)載及約束計算方法。然后根據(jù)“一對多”節(jié)點(diǎn)依賴關(guān)系,采用改進(jìn)的球倉分配方法,設(shè)計非均勻雙網(wǎng)耦合方式,準(zhǔn)確反映節(jié)點(diǎn)負(fù)載... 

【文章來源】：東北電力大學(xué)吉林省

【文章頁數(shù)】：56 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－２小世界網(wǎng)絡(luò)模型??

?東北電力大學(xué)工程碩士學(xué)位論文???全聯(lián)通圖。??（３）無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)模型??隨著復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)研宄的不斷深入，研究者發(fā)現(xiàn)部分網(wǎng)絡(luò)模型的節(jié)點(diǎn)度分布不是泊松分??布，而是服從冪率分布。于是在１９９９年Ａｌｂｅｒｔ和Ｂａｒａｂａｓｉ在原有模型的基礎(chǔ)上添加了増??長和擇優(yōu)連接兩個特性，提出無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)模型％。其構(gòu)造過程可以描述為：假設(shè)網(wǎng)絡(luò)中??含有ｍｆｌ個節(jié)點(diǎn)，每個相同時間間隔內(nèi)添加一個具有彡＿）條邊的新節(jié)點(diǎn)，且每個新加??入的節(jié)點(diǎn)連接的概率由該節(jié)點(diǎn)的連接度決定。如圖２－１所示，基于無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)造方??法，采用Ｐｙｔｈｏｎ仿真工具構(gòu)造的３０節(jié)點(diǎn)的小世界網(wǎng)絡(luò)模型。該模型平均路徑長度較短，??同時也具有小世界特性。??＿??圖２－１無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)模型??（４）小世界網(wǎng)絡(luò)模型??２０世紀(jì)九十年代，美國科學(xué)家提出了一種介于規(guī)則網(wǎng)絡(luò)和隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)之間的小世界網(wǎng)??絡(luò)模型［３３］。該模型其構(gòu)造過程可以描述為：假設(shè)環(huán)形規(guī)則網(wǎng)絡(luò)中包含Ｆ個節(jié)點(diǎn)，每個節(jié)??點(diǎn)與其相距最近的Ａ個節(jié)點(diǎn)相連形成Ａ：條邊，且每條邊以連接概率ｐ的值改變其目的連??接點(diǎn)重新連接此邊，以保證不會有自連和重連的邊出現(xiàn)。通過調(diào)節(jié)的值就能夠?qū)崿F(xiàn)從規(guī)??律網(wǎng)絡(luò)（ｐ＝〇）到隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)（ｐ＝ｌ）的過渡。如圖２－２所示，基于消失解網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)造方法，采??用Ｐｙｔｈｏｎ仿真工具構(gòu)造一個含有３０個節(jié)點(diǎn)，每個節(jié)點(diǎn)有１０個鄰居節(jié)點(diǎn)，連接概率為０．８??的小世界網(wǎng)絡(luò)模型。??＿??圖２－２小世界網(wǎng)絡(luò)模型??－８－??

?東北電力大學(xué)工程碩士學(xué)位論文???相鄰節(jié)點(diǎn)。在此期間，一個或多個節(jié)點(diǎn)承受的負(fù)載就可能會超過其容量，進(jìn)而不能夠正常??運(yùn)行傳輸電能。物理網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的約束為：??＋?（３－５）??式中，ｐｐ—物理網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的容限系數(shù)；??３．４非均勻信息物理耦合方式??將信息網(wǎng)中節(jié)點(diǎn)按照“ｋ－ｎ”模型［４１］劃分為監(jiān)視功能節(jié)點(diǎn)和控制功能節(jié)點(diǎn)。信息網(wǎng)絡(luò)??通過對監(jiān)視節(jié)點(diǎn)上傳的信息進(jìn)行分析計算，并生成操作指令直接傳輸給控制節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對??物理網(wǎng)運(yùn)行過程的實(shí)時控制。具體的耦合對應(yīng)關(guān)系如圖３－２所示：??Ｉ?＼、?！?／?，！?／■?ｉ／??？?／?；；??圖３－２非均勻電力ＣＰＳ耦合模型??當(dāng)物理網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障，無法向信息網(wǎng)絡(luò)提供充足電能時，部分得不到電能供應(yīng)??的信息節(jié)點(diǎn)就會失去信息傳輸能力，其承載的信息將會被分配給相鄰的正常工作節(jié)點(diǎn)。但??重新分配后的正常節(jié)點(diǎn)可能會由于承載信息過高，而出現(xiàn)超載失效的情況。??并且通過對電力網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)初始工作負(fù)載和容量的研宄，我們發(fā)現(xiàn)一個物理節(jié)點(diǎn)能夠??承擔(dān)的信息節(jié)點(diǎn)數(shù)量是有限的。因此，現(xiàn)有文獻(xiàn)［４２］中的基于所有功率節(jié)點(diǎn)都具有無限容??量的球倉分配方法不再適用，需要對此進(jìn)行球倉分配方法的改進(jìn)以構(gòu)建更加合理的耦合網(wǎng)??絡(luò)聯(lián)結(jié)方式。??假設(shè)一個電力節(jié)點(diǎn)最多能夠支持的信息節(jié)點(diǎn)數(shù)與其初始負(fù)載有關(guān)，則有：??（３－６）??平均最大值為：??（３－７）??Ｌ＝〇?＝＝〇??－１４－??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]粒子群算法在電網(wǎng)無功優(yōu)化中的應(yīng)用研究[J]. 周林波,石平燈,田滔,王雪.  電力大數(shù)據(jù). 2019(09)
[2]基于復(fù)合脆性關(guān)聯(lián)度與改進(jìn)Floyd算法的連鎖故障預(yù)測[J]. 朱天曈,丁堅(jiān)勇,田世明,朱炳翔.  電力科學(xué)與技術(shù)學(xué)報. 2018(04)
[3]基于元胞自動機(jī)的電力信息物理系統(tǒng)連鎖故障仿真分析[J]. 楊嘉湜,黃林,劉捷,宋航,劉俊勇,劉友波.  電工電能新技術(shù). 2018(09)
[4]基于電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和狀態(tài)的連鎖故障預(yù)測與安全防御[J]. 潘一飛,付金琪,張帆,郭良.  高技術(shù)通訊. 2018(08)
[5]電網(wǎng)輸電線路耦合強(qiáng)度分配策略研究[J]. 陳思諭,鄒艷麗,王瑞瑞,譚華珍.  復(fù)雜系統(tǒng)與復(fù)雜性科學(xué). 2018(02)
[6]具恢復(fù)機(jī)制的相依電力-信息網(wǎng)絡(luò)連鎖故障傳播[J]. 譚鑫,羅研彬.  吉首大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(03)
[7]基于關(guān)聯(lián)特性矩陣的電網(wǎng)信息物理系統(tǒng)耦合建模方法[J]. 薛禹勝,李滿禮,羅劍波,倪明,陳倩,湯奕.  電力系統(tǒng)自動化. 2018(02)
[8]復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論在電力CPS連鎖故障研究中的應(yīng)用綜述[J]. 王先培,朱國威,賀瑞娟,田猛,董政呈,代蕩蕩,龍嘉川,趙樂,張其林.  電網(wǎng)技術(shù). 2017(09)
[9]基于集合論的電網(wǎng)信息物理系統(tǒng)模型構(gòu)建方法[J]. 馬爽,徐震,王利明.  電力系統(tǒng)自動化. 2017(06)
[10]基于改進(jìn)滲流理論的信息物理融合電力系統(tǒng)連鎖故障模型[J]. 韓宇奇,郭創(chuàng)新,朱炳銓,徐立中.  電力系統(tǒng)自動化. 2016(17)

博士論文
[1]基于元胞自動機(jī)的差分進(jìn)化算法及其在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D]. 丁青鋒.上海大學(xué) 2015
[2]基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的連鎖故障建模與預(yù)防研究[D]. 范文禮.西南交通大學(xué) 2014
[3]基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的電力網(wǎng)絡(luò)連鎖故障預(yù)防及控制策略[D]. 舒征宇.武漢大學(xué) 2013
[4]復(fù)雜電網(wǎng)連鎖故障大停電分析與預(yù)防研究[D]. 丁理杰.浙江大學(xué) 2008

碩士論文
[1]基于馬爾可夫鏈的徑流預(yù)測模型[D]. 李偉.河北工程大學(xué) 2019
[2]電力信息物理網(wǎng)絡(luò)協(xié)同攻擊免疫機(jī)制研究[D]. 董運(yùn)昌.東北電力大學(xué) 2019
[3]基于馬爾可夫鏈的鄭州地區(qū)降雨量預(yù)測研究[D]. 張偉.華北水利水電大學(xué) 2019
[4]協(xié)同信息攻擊對物理電力系統(tǒng)安全影響及風(fēng)險評估研究[D]. 陳文淦.江蘇大學(xué) 2019
[5]群智能算法在電網(wǎng)故障診斷中的應(yīng)用[D]. 熊彪.安徽理工大學(xué) 2018
[6]電力CPS中網(wǎng)絡(luò)攻擊預(yù)測與防御方法研究[D]. 李文歡.長沙理工大學(xué) 2018
[7]基于差分進(jìn)化的智能優(yōu)化算法研究[D]. 童旅楊.桂林理工大學(xué) 2018
[8]電網(wǎng)關(guān)鍵線路辨識及連鎖故障風(fēng)險評估研究[D]. 駱婷婷.合肥工業(yè)大學(xué) 2018
[9]信息攻擊對物理電力系統(tǒng)安全的影響機(jī)制及風(fēng)險評估研究[D]. 林智鵬.江蘇大學(xué) 2017
[10]復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)演化模型及應(yīng)用研究[D]. 謝先招.武漢理工大學(xué) 2017



本文編號：3047741