基于复杂网络理论的宝鸡公交网络构建与分析

选取陕西省宝鸡市的43条公交线路和344个公交站点,以公交站点作为节点,相邻站点之间存在公交线路作为连边,基于复杂网络理论构建了宝鸡公交网络模型。对网络的统计性质与拓扑特征分析表明,公交网络是稀疏的,具有无标度特性以及部分小世界性质,网络度分布服从幂律分布,少数枢纽节点在网络中起重要的作用,对应于城市的关键站点或主要换乘站点。公交网络同时存在鲁棒性与脆弱性,网络稳定性的研究可为城市公交网络的优化及交通规划提供一定的理论依据。     

基于后悔思想的网络重构两步策略

首先研究了复杂电力网络的拓扑特性,发展了一种基于后悔思想的节点重要度评价新方法,并在此基础上提出了用于选择恢复路径的最大路径平均重要度方法.然后,采用分步方法制定网络重构策略:第1步优化发电节点的恢复顺序,以最大化恢复系统可用发电容量为目标,并根据恢复状况确定串行或并行恢复方式;第2步优化恢复路径,每次选取路径平均重要度最大的候选路径恢复发电节点,同时考虑了恢复过程中线路投运失败的问题.这种方法在相当程度上避免了确定目标骨架网络和优化恢复路径序列这2个网络重构环节脱离的问题,为大停电后的系统恢复提供了新的思路.最后,以新英格兰10机39节点系统为例说明了所发展的模型和方法的基本特征.     

基于复杂网络重叠社区电网节点重要度研究

随着电力网架的不断增大和复杂网络特性的发展,传统的分区方法难以满足大网络分析,而电力系统关键节点的识别研究,有助于对系统的安全稳定进行监测和控制。基于此,结合电网的重叠社区结构和系统运行特性,考虑线路的电抗值,提出了一种新的电网节点重要度评估指标模型,并利用IEEE 118节点系统进行计算验证,结果表明该模型具有一定的实用价值。     

基于图计算的配电网建模与分析

随着电力系统的快速发展,其规模和复杂度正在急剧增加。电力系统需要更加高效的数据管理和更快的分析计算工具。这些挑战可以通过图数据模型和图计算技术得到很好的解决。图数据模型可以为电力系统提供高效的数据管理手段,同时图计算可以通过并行计算提高分析计算速度。文章提出了一种基于图数据模型的配电网建模方法,并在此基础上开发了基于图计算的并行潮流算法和基于图数据库的配电网分析软件。所提出的并行潮流算法可以有效地提高计算效率,减少潮流计算时间。同时,开发的配电网分析软件可以提供灵活的可视化功能和强大的数据分析及管理功能。     

基于后悔思想的网络重构两步策略

首先研究了复杂电力网络的拓扑特性,发展了一种基于后悔思想的节点重要度评价新方法,并在此基础上提出了用于选择恢复路径的最大路径平均重要度方法。然后,采用分步方法制定网络重构策略:第1步优化发电节点的恢复顺序,以最大化恢复系统可用发电容量为目标,并根据恢复状况确定串行或并行恢复方式;第2步优化恢复路径,每次选取路径平均重要度最大的候选路径恢复发电节点,同时考虑了恢复过程中线路投运失败的问题。这种方法在相当程度上避免了确定目标骨架网络和优化恢复路径序列这2个网络重构环节脱离的问题,为大停电后的系统恢复提供了新的思路。最后,以新英格兰10机39节点系统为例说明了所发展的模型和方法的基本特征。     

基于母线连接网络的母线连接器定制方法

提出了一种基于母线连接网络的母线连接器定制方法BCBCN。首先将电力局管辖范围内的母线连接数据抽象为母线连接网络;然后基于母线连接网络挖掘核心连接模式和边缘连接模式;最后根据挖掘的连接模式设计不同规格的母线连接器。所提方法弥补了现有方法的不足,使用数据分析方法构建更加适合的母线连接器,进而节省连接器的制作成本,降低特定地区连接器的维护成本。     

基于改进图注意力网络的电力系统脆弱性关键环节辨识

随着电网的扩大与新能源比例的增加,电网的不确定性和随机性因素增加,危及系统安全运行,寻找出电网中的脆弱性关键环节来保障电网运行时的可靠性就显得尤为重要。针对当前传统电网脆弱性关键环节辨别方法识别速度慢、难以满足电网实际运行要求的问题,提出了基于改进图注意力网络算法(improved graph attention network, IGAT)的电网脆弱性关键环节辨识方法。首先,结合复杂网络理论和电网实际运行数据建立评价指标集。其次,利用IGAT挖掘出电网运行时的各项指标与脆弱性关键环节之间的映射关系,建立脆弱性关键环节辨识模型,并且考虑到训练准确性和效率等需求,对原始的图注意力网络进行优化。再次,通过仿真得到原始数据集,对辨识模型进行训练、验证和测试。最后,利用所述模型应用于改进的IEEE 30节点系统和实际电网中,结果表明所提方法具有可行性,且准确性和速度优于传统方法,有一定的工程利用价值。     

基于节点流量重要度的电网关键节点辨识

当电力系统发生大规模连锁故障的时候,电网中的某些关键节点可能会对故障的扩大起着推动的作用。为了提高关键节点辨识的准确性以及更好地预防大规模连锁故障的发生,本文提出了基于节点流量重要度的电网关键节点辨识方法。该方法通过定义节点传输贡献度指标和节点传输效率,然后基于电网节点潮流传输贡献重要度矩阵,计算各节点的节点流量重要度并进行比较。最后,通过对IEEE 39节点系统和南方某区域电网进行仿真,所得仿真结果表明本文所提方法计算的指标可以定量表征某个节点在潮流传输及其在电网拓扑结构中的重要度,可以有效、准确地辨识出电网中的关键节点,判断它们在交直流电网自组织临界演化过程中的作用,对预防系统向连锁故障临界状态演化有着重要的意义。     

基于有权网络模型的电力网节点重要度评估

电力网络中的某些重要节点对连锁故障的发生有着重要的影响。文中应用复杂网络理论,综合考虑节点在网络拓扑结构中的分布特性以及电网的电气特性,选取输电线路的电抗值作为权值参数,建立了电力网络的有权网络模型;提出了基于有权网络模型的电力网带权重的网络凝聚度及节点重要度评估指标;并以EPRI 36节点系统为例进行了暂态稳定时域仿真实验,仿真结果表明了该方法的有效性。     

基于复杂网络的电-气-热综合能源系统健壮性分析

随着综合能源系统网络规模的不断扩大以及耦合程度的不断加强,对其结构的稳定性和运行的安全性提出了更加严格的要求,为此将复杂网络理论运用到综合能源系统的静态结构与健壮性分析中。利用NetworkX对系统进行网络拓扑建模并调用G. degree、nx. betweenness_centrality(G)、nx. average_clustering(G)等算法计算其网络特征参数,在此基础上进一步分析计算结果,研究综合能源系统的无标度与小世界等复杂网络特性。引入网络破碎度、连通因子、供能效率比3个分析指标,模拟系统受到7种不同模式的破坏,通过观察不同故障下电-气-热综合能源系统的网络破碎度、连通因子、供能效率比的变化曲线,综合分析系统在不同故障下的健壮性并对系统中的脆弱环节进行识别,研究成果为建设更可靠的大规模综合能源系统网络体系提供了参考和决策支持。     

基于最短路算法和最小节点电压法的配电网络重构

提出了一种基于最短路算法和最小节点电压法的配电网络重构方法。首先将整个配电网当成一个赋权图,在潮流计算的基础上,利用最短路径法为每个负荷分别寻找供电路径,然后在形成的树状网络中利用最小节点电压法进行支路交换操作细致优化网络,从而得到满足目标函数的网络拓扑。实例表明该方法对所寻网络没有特殊要求,不依赖于网络初始结构,易于解决复杂结构网络的寻优问题,重构速度较快、结果理想。     

基于知识图谱与细胞自动机模型的配电网信息系统风险分析

为了刻画配电网中信息系统的风险传播过程,保障电力系统安全可靠运行,利用知识图谱与细胞自动机技术相结合的方法实现对配电网信息系统的风险分析。首先利用知识图谱方法对配电网采集的多源异构信息开展风险知识提取和融合,实现对信息系统风险的静态分析。其次,构建配电网风险分析的细胞自动机模型,设计细胞在正常状态与故障状态之间的转变机制,实现对配电网信息风险发展过程的动态分析。最后结合仿真实验,验证了所提方法能够实现对配电网信息风险跨空间传播过程的有效刻画。     

计及可靠性的城市配电网中公交枢纽多层优化规划方法

对公交枢纽(public transport hub, PTH)进行最优并网规划是提升城市客运服务效率及配电网运行效率的重要途径。为此,在深入分析智能公交枢纽与配电网交互机理的基础上,分别考虑正常和故障情况下PTH需求响应对系统的影响,提出了一种面向促进配网可靠性和经济性提升的PTH三层规划优化模型。该模型上层以配网投资运行总成本最小为目标,优化PTH布设位置以及电动公交/充电桩布置数量。中层在满足公交服务需求的前提下以正常运行PTH从配网购电最小为目标,优化发车间隔和公交车充电计划。下层以配网故障情况下系统停电损失最小为目标,优化故障时发车间隔、负荷削减量以及电动公交的发车状态和充放电功率。设计多层求解算法实现上述模型的高效求解。最后,基于IEEE33节点系统的仿真结果验证了所提规划方法能够充分挖掘PTH资源的灵活性潜力,兼顾配网运行经济性和可靠性。     

IEEE488总线握手协议的Petri网建模和分析

IEEE488总线是在自动化测试领域有着广泛应用的通用仪器总线，Petri网是系统建模仿真和模型验证及性能评价的理论和工具，但却很少用于测试领域。本文建立了IEEE488总线中三线握手协议的Petri网模型，直观、形象、准确地表示了源方和受方之间数据传递的过程和时序关系；通过可达树和事件图分析，得到了该Petri网模型是活的、有界的、安全的、守恒的，证明了IEFE488总线的异步并行通信协议的可靠性。还通过引入时间Petri网，提出了总线的数据传输速率的计算方法。     

基于熵理论的电力网络节点重要性评估

为评估电网节点重要性,综合考虑节点脆弱性和抗毁性两方面,构造出评价节点重要性的指标——修正权熵,该指标物理意义明确,比以往单纯考虑网络结构或者单独考虑电网电气特性的方法更高一筹,且思路简单,便于计算。通过算例分析,并与现存方法比较,验证其有效性。     

基于图论的配电网电气连通性分析算法

配电网电气连通性分析是配电网管理系统的基础,目前常用的电气连通性分析算法主要是邻接矩阵法,该方法由于具有结构性强、分析过程清晰而得到广泛的应用;但当网络规模充分大时,该方法用于连通性分析的运算时间将随节点数n的平方增长,算法时间开销大.文章结合图论理论和配电网的特点,提出了一种连通性分析新算法,算法通过构造支路状态矩阵来反映开关运行状态的变化,运用索引表和相邻点表来描述图的结构,压缩了数据的存储空间;并采用连通片生长法进行连通性搜索,降低了算法的时间复杂度.验算结果表明,该算法具有内存开销少,计算速度快等优点.同时,该算法可推广应用于其他与图的连通性分析有关的问题中.     

基于复杂网络理论的主动配电网多级运行风险快速评估

主动配电网运行状态的时变性、网络元件的多样性和随机模糊性、自动化系统的主动自愈性对系统的安全稳定运行提出了新的挑战。将复杂网络理论应用于风险评估,建立了一套具有运行风险快速预警能力、多级运行风险分析能力、全面体现时空间及动静态运行风险能力的主动配电网运行风险评估体系。该体系依托主动配电网自动化系统及可信性理论等数学工具,能够对网络结构和元件的变化进行实时响应并给出定性和定量的多级运行风险评估结果以协助主动配电网调度工作,从而降低系统风险,防止大面积停电事故的发生。最后,通过实例仿真验证了所述评估方法的可行性、快速性、灵活性和适用性,为复杂网络理论在电力系统中的应用提出了新的研究及应用方向。     

基于配网综合检测故障的分析与处理

现有的配网管理系统只能判断一次变电站10 kV出线或开闭简单信息,而对于输电线路接地故障类型、故障位置等信息无法判断,提供一种小电流接地系统的故障诊断研究方法,判断在配网单相接地故障情况下的故障选线和故障测距,以及小波变换理论在电力系统各领域中的应用前景。     

基于组件式GIS网络分析与多目标遗传算法的城市中压配电网规划

城市中压配电网规划是一个多目标组合优化问题。通过组件式地理信息系统（ComGIS）平台建立规划区域的网络数据集,在此基础上使用多目标遗传算法进行优化。利用ComGIS平台的网络分析功能优化单环最优路径,简化了遗传编码,并根据编码特点设计交叉、变异操作,提高了遗传算法的效率。利用基于Pareto秩的个体适应度函数引导多目标遗传算法的进化方向,最终得到接近多目标优化问题Pareto最优解集的一组两端供电网络方案。所得规划方案集便于决策人员选择,并且有效结合了规划区域的地理信息,有较强的实际意义。对某实际系统的应用结果表明了文中所提方法的有效性。