[发明专利]在信息层网络影响下的电力网络脆弱性评估方法

权利要求书

1.在信息层网络影响下的电力网络脆弱性评估方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：对原始数据输入后的电网进行拓扑化建模，对所有需要评估的线路、节点和相应的保护进行分组，求出电力系统线路和节点的保护脆弱度：

基于基尔霍夫定律得到线路的电气介数B(i,j)和节点的电气介数B(i)，利用平均电压传输能力E、电压相对裕度H、无功变化率W三个指标构成互补性指标集，对E、H指标求倒后，将全部指标归一化后，获得保护k的第i条事故链的后果函数I_k,j，再由事故链的后果函数获得保护k的风险保护度R(k)，由此获得线路保护脆弱度λ(i,j)和节点保护脆弱度λ(i)；

步骤S2：结合电力系统连锁故障的扩大和继电保护装置的不正确动作，建立结合电气介数和单元保护脆弱度的评估模型；

步骤S3：基于复杂网络计算信息层网络的效能函数，定义任两个节点间的距离为连接这两个节点的最短路径d_ij，计算系统的总效能E(G)，并考虑连通性改进效能函数；

步骤S4：考虑电力系统层和信息层网络之间的业务信息交互通道层的通道脆弱性，融合信息传输的路由选择概率后计算复合节点间信息通道的脆弱性；

步骤S5：综合考虑电力脆弱性指标、信息层脆弱性指标和信息交互层的通道脆弱性，得到考虑信息层网络影响的电力系统脆弱性评估指标。

2.根据权利要求1所述的在信息层网络影响下的电力网络脆弱性评估方法，其特征在于，步骤S1中，对线路l_ij的电气介数定义为

B(i,j)=Σm∈G,n∈L|Imn(i,j)|---(1)]]>

其中：G和L分别为发电机节点集合和负荷节点集合；(m,n)为发电机-负荷节点对；I_mn(i,j)为在发电机-负荷节点对(m,n)间加上单位注入电流元后，在线路l_ij上引起的电流；

对节点i的电气介数定义为

B(i)=Σm∈G,n∈LBmn(i)---(2)]]>

其中：(m,n)为发电-负荷节点对；B_mn(i)为(m,n)间加入单位注入电流源后在节点i上产生的电气介数，

Bmn(i)=12Σj|Imn|(i,j),i≠m,n1,i=m,n---(3)]]>

其中j为所有与节点i有支路直接相连的节点；

平均电压传输能力E为：

E=(Σv∈MPv)/(ΣlPlXl)---(4)]]>

式中：M为负荷节点的集合；P_v为负荷节点吸收的有功功率；l为任意一条线路；P_l为线路l上的有功功率；X_l为线路l的电抗值；

电压相对裕度H为：

H=Σs∈P|Vs-Vcr|Vcr---(5)]]> 1

式中：P为所有点的集合；V_cr为临界状态电压标幺值；V_s为事故链发生后的电压标幺值；

无功变化率W为：

W=Σg∈G|Qg-Qg0|Qg0---(6)]]>

Q_g和Q_g0分别表示事故链发生后和事故链发生前发电机g的无功出力，保护k的第i条事故链的后果函数I_k,i为：

Ik,i=13[N(1Ei)+N(1Hi)+N(Wi)]---(7)]]>

式中指标E求导后归一化的数值，指标H求导后归一化的数值,N(W)指标W归一化的数值,式中Ei为保护k的第i条事故链发生后的平均传输能力；Hi为保护k的第i条事故链发生后的电压相对裕度；Wi为保护k的第i条事故链发生后的无功变化率。

保护k的风险保护度

R(k)=Σi∈LkPL(i)Ik,i---(8)]]>

式中：L_k为保护k的事故链集合；P_L(i)为保护k的第i条事故链的概率；I_k,i为保护k的第i条事故链的后果函数；

线路保护脆弱度为：

λ(i,j)=12[R(k)+R(k+1)]---(9)]]>

节点保护脆弱度为：

λ(i)=Σjλ(i,j)Ki---(10)]]>

式中：R(k)和R(k+1)为线路lij两端保护的风险重要度；j为所有与节点i有线路直接相连节点；K_i为节点i的度。