[发明专利]一种基于复杂网络理论的电网风险评估与预警方法

说明书

本发明公开了一种基于复杂网络理论的电网风险评估与预警方法，包括步骤1建立以电网为对象的抽象复杂网络，步骤2分别计算各个节点的节点度指标、介数指标、效率损失系数指标和网络凝聚度变化率指标，步骤3将各项指标复合为电网风险指标，步骤4输出各节点风险评估结果。本发明能够实现电网网络风险评估与预警。

技术领域

本发明涉及一种用于电网评估领域的基于复杂网络理论的电网风险评估与预警方法。

背景技术

电网风险分析是保障电网安全稳定运行的前提。风险评估方法包括确定性评估与概率性评估两类。

确定性评估是传统的电网运行风险评估方法，常用的N-1风险评估法即属于确定性评估范畴。确定性算法以事故的严重程度为基础建立预想事故集，不考虑其他不同的运行状态和其他事件发生的可能性，因此应用于不确定性越来越强的电力系统存在一定的局限。

概率性评估方法基于原始数据给出系统或元件的概率分布统计规律，考虑预想事故发生的可能性及其后果的严重程度来综合评估系统风险。传统的概率性评估方法，包括电力系统可靠性等，多为离网分析的算法，既不考虑当前实时的运行状态和运行环境对系统风险的影响，也不考虑未来控制决策对风险的影响。传统的评估算法，如潮流计算及蒙特卡洛模拟等，均具有迭代次数多、计算耗时久的特点，应用于电网运行风险评估也存在一定的局限。概率性评估方法有着更全面的风险评估，但同时也存在很大的缺陷。首先是实际电网环境中的信息传输质量限制了该类方法的建模准确性，进而影响风险预警的效果。此外，随着电网负荷量提高、覆盖范围扩大、与通信系统及综合能源系统的耦合程度提高，电网网络越来越复杂，精细化建模会占用很大的计算资源，且耦合建模方面研究较为初步，对风险评估与预警效果也会造成影响。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种基于复杂网络理论的电网风险评估与预警方法，能够实现电网网络风险评估与预警。

实现上述目的的一种技术方案是：一种基于复杂网络理论的电网风险评估与预警方法，包括如下步骤，

步骤1，建立以电网为对象的抽象复杂网络G＝(V,E)，

其中，G为复杂网络抽象图，V为节点的集合，E为边的集合，在电网对象中，电网中的母线、发电机和负荷为节点，母线之间的连接线路和变压器为边；

步骤2，对于任意一个节点，求得其下列各项指标，

指标一，节点度，为与该节点相关联的边的数量；

指标二，介数，

其中，C(x)为节点x的介数；V为节点集合，h,j为不同的两节点；σ_hj为节点h与j之间的最短路径数，σ_hj(x)为节点h与j之间经过节点x的最短路径数；

指标三，效率损失系数，网络效率e是量化网络节点之间信息交换效率的指标，其由下式求得，

其中，d_hj为节点h与j间的最短路径长度，m为节点总数；效率损失系数作为节点评价指标，为去掉某一节点后，网络效率损失的百分比，其由下式计算，

其中E(x)为节点x的效率损失系数，e₀为初始网络效率，e为去掉节点x后得到的网络效率；

指标四，网络凝聚度变化率，网络集聚定义为节点数与平均路径长度乘积的倒数，其由下式定义，

其中，n为该网络的凝聚度，l为边的平均路径长度；

网络凝聚度变化率由下式定义，