[發明專利]一種電網關鍵節點的識別方法、裝置及系統

有效

• 申請號: 202011468470.2
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112487658B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 熊安萍;彭佳;陳鑒;蘇貞
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F113/04
• 代理公司: 重慶輝騰律師事務所 50215
• 代理人: 王海軍

本發明屬于電力數據處理領域，涉及一種電網關鍵節點的識別方法、裝置及系統；所述方法包括按照電網中電力節點注入功率和線路傳輸功率的有效性規則，構建出功率有效性的電網拓撲結構；在所述電網拓撲結構中，計算出電力節點的平均電氣距離以及電氣介數中心，并分別分配權重向量，構建出節點的關鍵度評估模型；按照所述關鍵度評估模型計算出電力節點核值，根據電力節點核值所屬的區間進行遞歸網絡分解，將最后一層子網絡所包含的電力節點作為識別出的關鍵節點集合。本發明根據一系列規則挖掘出大型電力系統的規則特性，構建出規范的電網拓撲結構，又綜合考慮了電力系統的網絡特性和電氣特性，建立了基于多因素的電網關鍵節點識別模型，提升了復雜電網系統中關鍵節點識別的效率和準確性。

技術領域

本發明屬于電力數據處理領域，涉及一種電網關鍵節點的識別方法、裝置及系統。

背景技術

近年來，多種新興科技的迅猛發展，讓人們的生活水準有了質的飛躍。電力系統是所有科學技術發展的重要基建設施，在互聯網、通信網、交通網等其他社會網絡的發展過程中做出了卓越貢獻。隨著電網規模的不斷擴大和組件集成度的提高，電網的結構特性也變得越來越復雜，這種復雜性的提升在維持電力高效輸送方面發揮了顯著作用。雖然現代電網已經形成了電壓等級高、遠距離傳輸的跨區域大電網格局，基本實現了網絡架構的互聯與互通，但是電網的安全穩定運行，仍然是令人頭疼和難以解決的一大問題。電力系統的安全穩定運行，取決于多個因素，例如電網自身的硬件設備、電網周邊環境的氣候等，其中，電網中某些關鍵部位的安全性更是不容忽視的因素。因此，準確識別出電網系統中的關鍵節點或線路，并對其采取一定的防護措施，是維持電力系統魯棒性的重要手段。

以往對于大面積停電事故的研究多數是基于還原論思想，其本質是首先通過簡化研究對象來發現規律，然后再還原系統規律，通常是局限于元件自身的物理性能來進行理論研究的。還原論方法通常是將電網描述成一組多維的微分代數方程，再通過計算機仿真求解，一定程度上忽略了整個系統內部的演化特性，因此需要一個新的思路來研究電網特性。復雜網絡理論是將母線抽象為網絡節點，將傳輸電線抽象為網絡鏈路，從而將電網視為具有單位或個人之間交互作用的網絡，為研究電網結構和級聯反應過程提供了一個新的思路。

基于已有的技術研究可以發現，很多大規模電網故障事故都是由于該系統中的某些特殊節點或線路發生故障引起的。因此，準確識別出電網系統中的關鍵節點或線路并采取針對性保護措施，是預防電網發生大規模級聯故障的有效手段。目前，大多數對電網系統的關鍵節點識別主要是從電網拓撲結構的角度出發，結合復雜網絡理論中的通用網絡模型(如小世界網絡模型、無標度網絡模型和規則網絡模型等)和常見指標(如節點的聚類系數、度數等)來辨識該電力系統中的關鍵節點。但是，在復雜的電力系統中，節點在電網中的關鍵程度不能僅從拓撲結構的角度去進行分析，更多的需要考慮從電力系統的實際物理屬性，例如電網線路功率的有向傳輸、某個節點狀態的變化對整個電網潮流產生的影響等。

另外由于傳統的排序算法(例如k_shell算法、TOPSIS算法、Pagerank算法等)在很多實際應用場景中具有一定的局限性，一方面現有技術只考慮網絡拓撲的基本特性，沒有與實際的電網場景相結合，例如缺少對功率傳輸的考慮，因此需要對現有技術做出一定的改進，才能更準確地識別出電網系統中的關鍵節點。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種基于改進k_shell算法的電網關鍵節點識別方法，結合電力系統的網絡拓撲特性和電氣特性，建立多因素評估節點關鍵度的新模型，同時通過對k_shell算法進行改進，提出一種電網關鍵節點的識別方法、裝置及系統。

本發明解決上述技術問題所采用的方案包括：

在本發明的第一方面，本發明提供了一種電網關鍵節點的識別方法，所述識別方法包括以下步驟：

步驟1)按照電網中電力節點注入功率和線路傳輸功率的有效性規則，構建出功率有效性的電網拓撲結構；