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电力信息-物理相互依存网络脆弱性评估及加边保护策略
  • ISSN号:1000-3673
  • 期刊名称:《电网技术》
  • 时间:0
  • 分类:TM73[电气工程—电力系统及自动化]
  • 作者机构:[1]武汉大学电气工程学院,湖北省武汉市430072, [2]悉尼大学电子与信息工程学院,澳大利亚NSW2006
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(51477121)
中文摘要:

随着一次电网与信息系统深度融合,研究电力信息-物理系统的交互连锁故障机理与保护措施具有十分重要的理论价值与现实意义。基于相互依存网络理论,建立了电力信息-物理相互依存网络模型。由于相依网络的脆弱性同时受到依存边与网间拓扑互相似性的影响,文章首先基于复杂网络理论,对华中500k V电力网及其信息网的拓扑结构特性进行对比分析。其次,考虑网间节点的相互依存关系,定量评估了信息网与电力网的拓扑互相似性。通过对华中500 kV电力信息-物理相依网络在随机故障下的连通脆弱性进行评估,发现:虽然网间的相互依存提高了电力系统的脆弱性,但由于信息网与电力网的拓扑具有高度互相似性,这使得电力信息-物理相互依存网络避免了一阶相移。针对电力网与信息网的结构特点,研究了低度数节点加边策略及其分配策略对电力信息-物理相互依存网络的脆弱性的影响。仿真结果证明了低度数节点加边策略的有效性,且加边分配策略对改善电力信息-物理相互依存网络的脆弱性具有重要影响。

英文摘要:

With deep mutual integration between power grid and cyber network, it is of great theoretical value and practical importance to study electrical cyber-physical system's interactive cascade failures and their protection strategy. Based on interdependent networks theory, this paper builds electrical cyber-physical interdependent networks model. Due to impacts of dependency link and topological inter-similarity, this paper firstly compares topological characteristics between power grid and its cyber network of Central China. Then considering interdependent relationships between coupled nodes, topological inter-similarities are quantitatively evaluated. Vulnerability analysis results under random failures reveal that though interdependency increases vulnerability of cyber-physical interdependent networks, high inter-similarity between networks can avoid first-order transition. Based on structural characteristic of power grid and cyber network, low degree node link addition strategy is proposed to improve its robustness. Simulations verify effectiveness of the proposed link addition strategy and link allocation strategy has important effect on robustness of interdependent networks.

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期刊信息
  • 《电网技术》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:国家电网公司
  • 主办单位:国家电网公司
  • 主编:张文亮
  • 地址:北京清河小营东路15号中国电力科学研究院内
  • 邮编:100192
  • 邮箱:pst@epri.sgcc.com.cn
  • 电话:010-82812976 82812543
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3673
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2410/TM
  • 邮发代号:82-604
  • 获奖情况:
  • 中国优秀科技期刊,电力部优秀科技期刊,全国中文核心期刊,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:66600