[發明專利]一種基于局部距離編碼的電力系統關鍵節點識別方法

有效

• 申請號: 202110779143.7
• 申請日: 2021-07-09
• 公開（公告）號: CN113591937B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發明（設計）人: 萬磊;黃文杰;楊庭;余曉東;付文濤
• 申請（專利權）人: 國家電網有限公司;國網湖北省電力有限公司;湖北華中電力科技開發有限責任公司
• 主分類號: G06F18/241
• 分類號: G06F18/241;G06F18/22;G06F18/213;G06F18/2321;G06Q50/06
• 代理公司: 武漢楚天專利事務所 42113
• 代理人: 孔敏

本發明提供一種基于局部距離編碼的電力系統關鍵節點識別方法，包括：(1)根據電力網絡的結構建立鄰接矩陣，得到電力網絡中的全部節點和線路數據；(2)根據步驟(1)得到的電力網絡中的全部節點和線路數據，使用目標函數提取電力網絡的鄰近嵌入；(3)根據鄰近嵌入，利用局部距離編碼提取節點結構特征；(4)根據步驟(3)提取的節點結構特征關系，計算節點嵌入距離進行節點重要性排序。本發明使用鄰接矩陣對電力網絡建模，利用節點間鄰近結構特征生成節點表示，計算局部嵌入距離得到節點重要性排序，將鄰近特征與結構特征結合來生成節點表示，提高了電網關鍵節點的識別效果，在事故發生的最初階段有效遏制可能產生的經濟損失和社會危害。

技術領域

本發明涉及電力系統技術領域，具體是一種基于局部距離編碼的電力系統關鍵節點識別方法。

背景技術

近年來，隨著智能電網建設的推進，電網規模日益擴大，結構越加復雜，電力網絡安全穩定運行成為各國政府高度關注的問題。在世界范圍內，由于電網故障引起的大規模區域停電事件時有發生。電力系統一旦遭到各種自然災害的沖擊，極大可能引發大面積電網解列，造成重大的經濟損失和嚴重的社會影響。例如：2016年9月澳大利亞電網系統因強臺風引發的大停電事件；2019年7月美國紐約市由于變壓器著火引起的大規模停電事件。大規模停電事故往往源于繼電保護設備的誤動作或是少量元件的相繼故障，這些系統元件一般出現在系統重載線路、負荷密集區域或是潮流集中區域。在事故發生的最初階段，及時加強監視和控制故障元件和線路，能有效提高電力系統的安全性和可靠性，降低大規模停電事件發生的概率和造成的經濟損失。因此，如何識別電網系統中的關鍵節點，以維護系統安全穩定運行，具有重要的理論意義和實用價值。

長期以來，國內外研究學者在維護電力系統安全方面做了大量工作。文獻【侯慧,張勇傳,周建中,等.應對災變的電力安全風險評估框架及其應用[J].電力建設,2010(03):1-7.】分析了現有電力系統安全風險評估體系存在的缺陷，提出應對災變的電力安全風險評估必須引入政府和電力企業共同參與的模型，建立了新型實用化的政企合作應對災變的電力安全風險評估體系框架。上述方法分析了電網系統的脆弱性和風險評估標準，但無法快速準確的識別出故障發生的節點，無法盡早控制和維護故障元件。文獻【譚玉東,李欣然,蔡曄,et?al.基于電氣距離的復雜電網關鍵節點識別[J].中國電機工程學報,2014(1).】提取了電網特征參數中蘊含的物理信息，根據疊加原理計算得出電網節點間電氣距離，建立了一種基于節點電氣耦合連接度的電力系統復雜網絡特性辨識模型。文獻【曾瑛,朱文紅,鄧博仁,等.基于電網影響因子的電力通信網關鍵節點識別[J].電力系統保護與控制,2016,44(002):102-108.】從電力通信網與電網的特殊關系分析節點的重要性，提出電網影響因子的概念，并分析電力通信網中重要節點的分布密集狀況，得到各節點在網絡拓撲中的相對重要性。

以上方法在識別關鍵節點時只關注節點間淺顯的物理連接關系，并沒有深入挖掘每個節點的結構特征，有些電力節點在地理位置上雖然相距很遙遠，但擁有相似的網絡結構屬性。如果只考慮節點之間的物理連接關系，無法準確識別出電網系統中的關鍵節點。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有識別技術只關注節點間的鄰近關系，沒有深入挖掘節點間結構特征，造成識別誤差較大的問題，提出了一種基于局部距離編碼的電力系統關鍵節點識別方法。

本發明采用如下技術方案：

一種基于局部距離編碼的電力系統關鍵節點識別方法，包括如下步驟：

(1)根據電力網絡的結構建立鄰接矩陣，得到電力網絡中的全部節點和線路數據；

(2)根據步驟(1)得到的電力網絡中的全部節點和線路數據，使用目標函數提取電力網絡的鄰近嵌入；

(3)根據步驟(2)得到的鄰近嵌入，利用局部距離編碼提取節點結構特征；