[发明专利]一种基于复杂网络的电网关键单元辨识评估方法

权利要求书

1.一种基于复杂网络的电网关键单元辨识评估方法，其特征在于：该方法采用多种网络特征指标来对整个网络的功能性质进行量化，根据电网的电能传输物理特性，对电网中的节点及线路进行结构重要度排序，辨识评估电网中的关键结构单元，量化评估电网运行风险，制定切实有效的预防控制措施，预防减少电网应急事故的发生，降低电网运行风险。

2.根据权利要求1所述的基于复杂网络的电网关键单元辨识评估方法，其特征在于具体如下：

1)以线路阻抗作为边权建模；将整个线路的电抗作为支路的权重，然后对任意两点之间的最短电气路径进行搜索，从而计算整个网络任意两个节点之间的最短距离和网络效率，如式(1)和(2)所示：

式中：n为节点个数，d_ij为网络中任意两个节点之间的边权重之和；

2)以线路发电机出力及潮流分布为权重建模；线路潮流计算分布的权重能有效反映整个网络运行实际状况，衡量节点及线路重要程度或活跃程度的指标参数是该模型状态的电气介数；将交流潮流计算进行简化处理，系统网络节点电压相角关系表达式如式(3)所示：

θ＝B^-1P (3)

式中：θ为电压相角的列向量，B表示线路导纳矩阵；

线路潮流求解表达式方程及向量表示方法如式(4)和(5)所示：

式中：F表示的是线路有功功率列向量，B₀则为支路导纳矩阵，φ表示线路的相角的列向量；同时电压相角θ与支路相角差φ存在如下关系：

根据以上表达式可以得到：

F＝B₀AB^-1P＝YP (7)

式中：Y＝B₀AB^-1是一个稀疏矩阵，因此F中不存在取值为0的元素，与电网实际运行情况较为符合；

复杂网络理论之中，介数通常分为节点介数和边介数，其中节点介数定义为网络中所有最短路径中通过某节点最短路径数目占所有最短路径比例，边介数定义为所有最短路径中通过某条边最短路径数目占所有最短路径比例；因此，网络系统元件的介数定义如式(8)所示：

3)电网物理特性的电气介数指标能够反映电网的结构重要度；通过分析结构重要度，得到电网中每个节点及线路的重要程度排序，为电网企业在关键节点及线路的风险预防控制中提供决策支持。

3.根据权利要求1所述的基于复杂网络的电网关键单元辨识评估方法，其特征在于：网络特征指标包括：网络度、节点及边介数、平均最短距离、网络效率。