复杂大电网中基于级联失效的双网可靠性分析

近年来,电网技术快速发展,电网规模不断扩大,智能化程度不断提高,电网中需要监测控制的设备随之增加,电力通信网的数据量越来越大。电网需要通信网传输业务信息,电力通信网需要电网提供能源支持,这种相互依靠的关系让电网和电力通信网变得密不可分,同时也给大电网带来了诸多安全隐患。本文分析了复杂大电网下电力通信网和电网的相互关联关系,构建了电网与电力通信网的耦合模型,深入考虑了负载因素对网络的影响,指出节点失效后其负载会在网络中进行重分配,并根据重分配距离,把负载重分配方法分为最近邻重分配、全局重分配和中间情况,在此基础上详细阐述了耦合网络的级联失效动力学过程。用随机攻击方法探究耦合网络在不同负载重分配方法下的鲁棒性,仿真分析表明采用全局分配方式时耦合网络抵御级联失效的能力最强以及单纯地增加节点容量不能完全避免级联失效。考虑到电网节点重要度评估算法的不足以及电网和通信网的耦合特性,本文提出了一种带负载的耦合网络节点重要度评估算法。该算法综合考虑了双网耦合特性、拓扑结构以及负载重分配情况,提出了最大负载分支的概念,引入相邻节点的负载均衡度和网络负载率衡量失效节点对网络的影响程度,进一步确定节点的重要度。最后用IEEE30节点系统构建了耦合网络模型,仿真分析表明该方法可行有效,能准确地鉴别耦合网络中节点的重要性差异。