[发明专利]一种电网关键节点的识别方法、装置及系统

说明书

本发明属于电力数据处理领域，涉及一种电网关键节点的识别方法、装置及系统；所述方法包括按照电网中电力节点注入功率和线路传输功率的有效性规则，构建出功率有效性的电网拓扑结构；在所述电网拓扑结构中，计算出电力节点的平均电气距离以及电气介数中心，并分别分配权重向量，构建出节点的关键度评估模型；按照所述关键度评估模型计算出电力节点核值，根据电力节点核值所属的区间进行递归网络分解，将最后一层子网络所包含的电力节点作为识别出的关键节点集合。本发明根据一系列规则挖掘出大型电力系统的规则特性，构建出规范的电网拓扑结构，又综合考虑了电力系统的网络特性和电气特性，建立了基于多因素的电网关键节点识别模型，提升了复杂电网系统中关键节点识别的效率和准确性。

技术领域

本发明属于电力数据处理领域，涉及一种电网关键节点的识别方法、装置及系统。

背景技术

近年来，多种新兴科技的迅猛发展，让人们的生活水准有了质的飞跃。电力系统是所有科学技术发展的重要基建设施，在互联网、通信网、交通网等其他社会网络的发展过程中做出了卓越贡献。随着电网规模的不断扩大和组件集成度的提高，电网的结构特性也变得越来越复杂，这种复杂性的提升在维持电力高效输送方面发挥了显著作用。虽然现代电网已经形成了电压等级高、远距离传输的跨区域大电网格局，基本实现了网络架构的互联与互通，但是电网的安全稳定运行，仍然是令人头疼和难以解决的一大问题。电力系统的安全稳定运行，取决于多个因素，例如电网自身的硬件设备、电网周边环境的气候等，其中，电网中某些关键部位的安全性更是不容忽视的因素。因此，准确识别出电网系统中的关键节点或线路，并对其采取一定的防护措施，是维持电力系统鲁棒性的重要手段。

以往对于大面积停电事故的研究多数是基于还原论思想，其本质是首先通过简化研究对象来发现规律，然后再还原系统规律，通常是局限于元件自身的物理性能来进行理论研究的。还原论方法通常是将电网描述成一组多维的微分代数方程，再通过计算机仿真求解，一定程度上忽略了整个系统内部的演化特性，因此需要一个新的思路来研究电网特性。复杂网络理论是将母线抽象为网络节点，将传输电线抽象为网络链路，从而将电网视为具有单位或个人之间交互作用的网络，为研究电网结构和级联反应过程提供了一个新的思路。

基于已有的技术研究可以发现，很多大规模电网故障事故都是由于该系统中的某些特殊节点或线路发生故障引起的。因此，准确识别出电网系统中的关键节点或线路并采取针对性保护措施，是预防电网发生大规模级联故障的有效手段。目前，大多数对电网系统的关键节点识别主要是从电网拓扑结构的角度出发，结合复杂网络理论中的通用网络模型(如小世界网络模型、无标度网络模型和规则网络模型等)和常见指标(如节点的聚类系数、度数等)来辨识该电力系统中的关键节点。但是，在复杂的电力系统中，节点在电网中的关键程度不能仅从拓扑结构的角度去进行分析，更多的需要考虑从电力系统的实际物理属性，例如电网线路功率的有向传输、某个节点状态的变化对整个电网潮流产生的影响等。

另外由于传统的排序算法(例如k_shell算法、TOPSIS算法、Pagerank算法等)在很多实际应用场景中具有一定的局限性，一方面现有技术只考虑网络拓扑的基本特性，没有与实际的电网场景相结合，例如缺少对功率传输的考虑，因此需要对现有技术做出一定的改进，才能更准确地识别出电网系统中的关键节点。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于改进k_shell算法的电网关键节点识别方法，结合电力系统的网络拓扑特性和电气特性，建立多因素评估节点关键度的新模型，同时通过对k_shell算法进行改进，提出一种电网关键节点的识别方法、装置及系统。

本发明解决上述技术问题所采用的方案包括：

在本发明的第一方面，本发明提供了一种电网关键节点的识别方法，所述识别方法包括以下步骤：

步骤1)按照电网中电力节点注入功率和线路传输功率的有效性规则，构建出功率有效性的电网拓扑结构；