CN116667336A - 台区光伏配电网信息网络节点评估方法、系统与电子设备 - Google Patents

台区光伏配电网信息网络节点评估方法、系统与电子设备 Download PDF

Info

Publication number
CN116667336A
CN116667336A CN202310689660.4A CN202310689660A CN116667336A CN 116667336 A CN116667336 A CN 116667336A CN 202310689660 A CN202310689660 A CN 202310689660A CN 116667336 A CN116667336 A CN 116667336A
Authority
CN
China
Prior art keywords
network
information
node
information network
nodes
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310689660.4A
Other languages
English (en)
Inventor
吴桂联
廖锦霖
方朝雄
王波
李怡凡
王红霞
张嘉鑫
马富齐
马恒瑞
张迎晨
罗鹏
王雷雄
刘萌
王怡玮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan University WHU
State Grid Fujian Electric Power Co Ltd
Economic and Technological Research Institute of State Grid Fujian Electric Power Co Ltd
Original Assignee
Wuhan University WHU
State Grid Fujian Electric Power Co Ltd
Economic and Technological Research Institute of State Grid Fujian Electric Power Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhan University WHU, State Grid Fujian Electric Power Co Ltd, Economic and Technological Research Institute of State Grid Fujian Electric Power Co Ltd filed Critical Wuhan University WHU
Priority to CN202310689660.4A priority Critical patent/CN116667336A/zh
Publication of CN116667336A publication Critical patent/CN116667336A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00001—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by the display of information or by user interaction, e.g. supervisory control and data acquisition systems [SCADA] or graphical user interfaces [GUI]
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00002—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by monitoring
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00006—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00032—Systems characterised by the controlled or operated power network elements or equipment, the power network elements or equipment not otherwise provided for
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L41/00—Arrangements for maintenance, administration or management of data switching networks, e.g. of packet switching networks
    • H04L41/06—Management of faults, events, alarms or notifications
    • H04L41/0631—Management of faults, events, alarms or notifications using root cause analysis; using analysis of correlation between notifications, alarms or events based on decision criteria, e.g. hierarchy, tree or time analysis
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L43/00—Arrangements for monitoring or testing data switching networks
    • H04L43/08—Monitoring or testing based on specific metrics, e.g. QoS, energy consumption or environmental parameters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2203/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J2203/10—Power transmission or distribution systems management focussing at grid-level, e.g. load flow analysis, node profile computation, meshed network optimisation, active network management or spinning reserve management
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2203/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J2203/20—Simulating, e g planning, reliability check, modelling or computer assisted design [CAD]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/50—Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

本申请公开一种台区光伏配电网信息网络节点评估方法，与现有技术相比，包括步骤：建立电力物理‑信息耦合模型；设置信息网的α值；计算信息网节点初始负荷；确定信息网节点容量；攻击信息节点；判断是否出现新的故障节点；若是，则判断其中是否存在开关节点，是则物理电网的相应连接边断开，此时物理电网拓扑发生改变，计算此刻各项评估指标；若否，则循环终止，计算各项评估指标，评估结束。本发明涉及的技术方案，相较于现有技术而言，能够评估出台区光伏配电网信息网络节点的重要程度，降低网络失效风险，对提升电网安全可靠运行具有重大意义。此外，本申请还涉及一种台区光伏配电网信息网络节点评估系统和电子设备，同样具有上述有益效果。

Description

台区光伏配电网信息网络节点评估方法、系统与电子设备
技术领域
本发明涉及配电网技术领域，特别是一种台区光伏配电网信息网络节点评估方法。此外，本发明还涉及一种台区光伏配电网信息网络节点评估系统和电子设备。
背景技术
电力通信承载着复杂的电力业务，与物理电网双向耦合高度互动，在考虑物理电网架构的影响下，识别配电信息网的关键节点对提升电力系统数字化水平十分重要。配电信息网是电力系统重要组成部分，给物理电网的一次设备提供了通信技术支撑，电力系统提升数字化和智能化水平的必经之路；对于电网运维、检修、调度工作人员而言，配电信息网是他们获取电网状态的重要手段。对配电信息网的关键节点进行识别，有助于在网络设计与维护中，实现对关键节点的保护，降低网络攻击风险概率，减少网络损失，对于网络安全可靠通信具有十分重要的意义因此，研究配电信息网关键节点的辨识十分必要。在现有技术中，对台区光伏配电网信息网络节点评估方法仍存在一定的局限性。
因此，如何提供一种台区光伏配电网信息网络节点评估方法、系统与电子设备，其能够克服上述技术问题，已经成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本申请提供一种台区光伏配电网信息网络节点评估方法，其能够克服上述技术问题，其能够评估出台区光伏配电网信息网络节点的重要程度，降低网络失效风险，对提升电网安全可靠运行具有重大意义。此外，本申请还涉及一种台区光伏配电网信息网络节点评估系统和电子设备，同样具有上述有益效果。
本申请提供的一个技术方案如下：
本申请提供一种台区光伏配电网信息网络节点评估方法，包括步骤：建立电力物理-信息耦合模型；
设置信息网的α值；
计算信息网节点初始负荷；
确定信息网节点容量；
攻击信息节点；
判断是否出现新的故障节点；若是，则判断其中是否存在开关节点，是则物理电网的相应连接边断开，此时物理电网拓扑发生改变，计算此刻各项评估指标；若否，则循环终止，计算各项评估指标，评估结束。
进一步地，在本发明一种优选的方式中，步骤“建立电力物理-信息耦合模型”具体为由电网拓扑数据建立电力物理-信息耦合模型。
进一步地，在本发明一种优选的方式中，步骤“建立电力物理-信息耦合模型”包括：基于配电所设备业务链建立配电所信息网模型；确定电力系统的配电信息网和物理电网拓扑；确定依存关系，将配电所的临界节点与外部相连。
进一步地，在本发明一种优选的方式中，步骤“确定依存关系，将配电所的临界节点与外部相连”包括：对无向“点对边”的相依网络模型用图描述如下：
G＝G(V,E)(3)
V＝[Vp；Vc](4)
式中
分别表示物理电网的节点和配电信息网的节点；Ep＝{i,j∈Vp|(i,j)}表示物理电网的点i与点j之间存在连接边，Ec同理；
即“依存点边集”，表示物理电网的第i条边与信息网的第j个点存在依存边；由图G(V,E)可得到其邻接矩阵
进一步地，在本发明一种优选的方式中，“基于配电所设备业务链建立配电所信息网模型”包括步骤：将配电所二次设备分为三层；依据配电所设备业务链建立配电所信息网模型；简化配电所信息网模型并建立设备级拓扑模型：将各级调度中心自动化系统抽象为调度节点；对各配电所内的信息网的各设备抽象为节点，设备之间的物理、信息连接关系抽象为边。
进一步地，在本发明一种优选的方式中，步骤“攻击信息节点”后，被攻击或故障节点的节点负荷变化，去掉负荷超出节点容量的节点以后网络拓扑发生改变，重新计算所有信息节点的负荷。
进一步地，在本发明一种优选的方式中，将配电所二次设备分为三层具体为：站控层、间隔层、过程层。
此外，本发明还提供一种台区光伏配电网信息网络节点评估系统，包括：模型建立模块，用于建立电力物理-信息耦合模型；第一处理模块，用于设置信息网的α值；计算信息网节点初始负荷；确定信息网节点容量；第二处理模块，用于攻击信息节点；判断执行模块，用于判断是否出现新的故障节点。
进一步地，在本发明一种优选的方式中，所述判断执行模块，用于判断是否出现新的故障节点具体为：若出现新的故障节点是，是则物理电网的相应连接边断开，此时物理电网拓扑发生改变，计算此刻各项评估指标；若否，则循环终止，计算各项评估指标，评估结束。
此外，本发明还提供一种电子设备，包括：计算机程序，所述计算机程序用于执行如上所述的台区光伏配电网信息网络节点评估方法；存储器，所述存储器用于存储的计算机程序；处理器，所述处理器用于执行的计算机程序。
本发明提供的一种台区光伏配电网信息网络节点评估方法，与现有技术相比，包括步骤：建立电力物理-信息耦合模型；设置信息网的α值；计算信息网节点初始负荷；确定信息网节点容量；攻击信息节点；判断是否出现新的故障节点；若是，则判断其中是否存在开关节点，是则物理电网的相应连接边断开，此时物理电网拓扑发生改变，计算此刻各项评估指标；若否，则循环终止，计算各项评估指标，评估结束。本发明涉及的技术方案，相较于现有技术而言，其能够评估出台区光伏配电网信息网络节点的重要程度，降低网络失效风险，对提升电网安全可靠运行具有重大意义。此外，本申请还涉及一种台区光伏配电网信息网络节点评估系统和电子设备，同样具有上述有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例涉及的台区光伏配电网信息网络节点评估方法的流程示意图；
图2为本发明实施例涉及的电力环网拓扑的示意图；
图3为本发明实施例涉及的基于节点删除的方法，结合信息网的最大连通分支节点和电力网的网络效率所得的节点重要度示意图；
图4为本发明实施例涉及的是基于节点删除的方法，考虑信息网的最大连通分支节点数所得的节点重要度示意图；
图5为本发明实施例涉及的配电所信息网模型的示意图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上，它可以直接在另一个元件上或者间接设置在另一个元件上；当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至另一个元件上。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“第一”、“第二”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
请如图1至图5所示，本申请提供一种台区光伏配电网信息网络节点评估方法，包括步骤：建立电力物理-信息耦合模型；设置信息网的α值；计算信息网节点初始负荷；确定信息网节点容量；攻击信息节点；判断是否出现新的故障节点；若是，则判断其中是否存在开关节点，是则物理电网的相应连接边断开，此时物理电网拓扑发生改变，计算此刻各项评估指标；若否，则循环终止，计算各项评估指标，评估结束。本发明涉及的技术方案，相较于现有技术而言，其能够评估出台区光伏配电网信息网络节点的重要程度，降低网络失效风险，对提升电网安全可靠运行具有重大意义。此外，本申请还涉及一种台区光伏配电网信息网络节点评估系统和电子设备，同样具有上述有益效果。
具体地，在本发明的实施例中，步骤“建立电力物理-信息耦合模型”具体为由电网拓扑数据建立电力物理-信息耦合模型。
具体地，在本发明的实施例中，步骤“建立电力物理-信息耦合模型”包括：基于配电所设备业务链建立配电所信息网模型；确定电力系统的配电信息网和物理电网拓扑；确定依存关系，将配电所的临界节点与外部相连。
具体地，在本发明的实施例中，步骤“确定依存关系，将配电所的临界节点与外部相连”包括：对无向“点对边”的相依网络模型用图描述如下：
G＝G(V,E)(3)
V＝[Vp；Vc](4)
式中
分别表示物理电网的节点和配电信息网的节点；Ep＝{i,j∈Vp|(i,j)}表示物理电网的点i与点j之间存在连接边，Ec同理；即“依存点边集”，表示物理电网的第i条边与信息网的第j个点存在依存边；由图G(V,E)可得到其邻接矩阵
具体地，在本发明的实施例中，“基于配电所设备业务链建立配电所信息网模型”包括步骤：将配电所二次设备分为三层；依据配电所设备业务链建立配电所信息网模型；简化配电所信息网模型并建立设备级拓扑模型：将各级调度中心自动化系统抽象为调度节点；对各配电所内的信息网的各设备抽象为节点，设备之间的物理、信息连接关系抽象为边。
具体地，在本发明的实施例中，步骤“攻击信息节点”后，被攻击或故障节点的节点负荷变化，去掉负荷超出节点容量的节点以后网络拓扑发生改变，重新计算所有信息节点的负荷。
具体地，在本发明的实施例中，将配电所二次设备分为三层具体为：站控层、间隔层、过程层。
此外，本发明实施例还提供一种台区光伏配电网信息网络节点评估系统，包括：模型建立模块，用于建立电力物理-信息耦合模型；第一处理模块，用于设置信息网的α值；计算信息网节点初始负荷；确定信息网节点容量；第二处理模块，用于攻击信息节点；判断执行模块，用于判断是否出现新的故障节点。
具体地，在本发明的实施例中，所述判断执行模块，用于判断是否出现新的故障节点具体为：若出现新的故障节点是，是则物理电网的相应连接边断开，此时物理电网拓扑发生改变，计算此刻各项评估指标；若否，则循环终止，计算各项评估指标，评估结束。
此外，本发明实施例还提供一种电子设备，包括：计算机程序，所述计算机程序用于执行如上所述的台区光伏配电网信息网络节点评估方法；存储器，所述存储器用于存储的计算机程序；处理器，所述处理器用于执行的计算机程序。
具体地，在本发明实施例中，台区光伏配电网信息网络节点评估方法包括步骤：由电网拓扑等数据建立电力物理-信息耦合模型；确定信息网的节点、值以及节点的初始负荷；计算信息网的所有节点信息负荷的最大允许值；对信息节点开始攻击；被攻击或故障节点的节点负荷变化，去掉负荷超出节点容量的节点以后网络拓扑发生改变，须重新计算所有信息节点的负荷；判断是否出现新的故障节点。若是，则判断其中是否存在开关节点，是则物理电网的相应连接边断开，此时物理电网拓扑发生改变，计算此刻各项评估指标；若否，则循环终止，计算各项评估指标，评估结束。
评估流程将信息网的相继故障与物理电网的连接边通过断路器耦合，引入了负荷-容量的相继故障理论，对信息网的节点进行攻击,发生相继故障，最终由两层网络的拓扑变化来体现不同节点的重要性，因此评估流程既包含了信息网的故障传播过程，也包含了物理电网中信息设备对应节点在整体网络拓扑中的结构重要性。
在本发明具体实施过程中，以实际输电环网为例进行计算分析，结构如图4所示，本发明关注配电所电力监控系统组成的通信网络，因此配电所及其所属调度中心的站点间通信关系如表1所示，x、y、z是三个调度中心编号。基于本文所述的建模方法，对该电力网对应的信息网络每一个配电所节点建立配电所信息网，再将其中的临界节点依据该环网的调度信息网拓扑与外界相连。最终得到的模型包含200个信息节点，15个电力节点，依存点边集包含25对依存“点边对”。由所建网络得到对应的电力网点集、信息网边集、依存点边对，生成电力网信息网各自的邻接矩阵。
重要度曲线分析：设置α＝2，对所建立的信息网拓扑进行逐个节点失效攻击，按照图1的评估流程最终计算每个节点重要度指标。
在大多从复杂网络角度建立的电力信息物理系统模型中，大多以最大连通分支所占初始节点比例为指标，来衡量网络脆弱性、节点重要度。对比本文与上述方法，图3是基于节点删除的方法，按照本文结合了信息网的最大连通分支节点和电力网的网络效率所得的节点重要度，图4是基于节点删除的方法，考虑信息网的最大连通分支节点数所得的节点重要度。其中的节点编号规则是按照配电所编号顺序，并且每一个配电所内部节点是连续的。每一个配电所内部建模的高度相似性也可体现在图3和图4中。每一个配电所都有一个重要度明显区别于其他的通信设备。
更为具体地阐述，为了便于对本发明实施例涉及的方案进行深度理解与实施，本发明实施例还公开以下内容：
目前，有关配电信息网络关键节点研究主要集中在两方面。一方面是对配电信息网进行单一网络建模，主要依据通信链路承载业务进行研究；大多数研究通过通信链路承载的电力业务来识别出配电信息网的关键环节；另一方面，为了考虑物理电网与配电信息网的深度耦合作用，越来越多的研究从电力信息物理系统的角度研究配电信息网，现有的模型完整概括了两个网络之间“点对点”的相依关系。但不同网络之间不一定完全通过节点耦合，这些模型不足以概括这种情况。
需要补充说明的是，本发明实施例中涉及“点对边”相依网络，做出如下假设：
(1)在节点不附加物理意义情况下，单侧网络的节点之间不传播故障。
(2)当节点失效时，其所有连接边(包括依存边)均失效。
(3)孤立点属于无效节点。
(4)原始网络中，节点如果与依存边相连，那么当依存边消失时，该节点失效。
(5)原始网络中，边如果连接了依存边，那么当依存边消失时，该边失效。
“点对边”的无向的依存边模型中，是存放
依存边的集合，由于依存边一端是网络1的节点，另一端是网络2的边，故依存点边集的表示如下：
式中，VA和VB分别是网络A和网络B的点集，EA和EB分别是网络A和网络B的边集。
本发明实施例涉及的技术方案，针对配电所电力监控系统内部的信息设备业务链关系，建立了配电所信息网模型；其次根据物理电网和通信网的网络拓扑关系，建立基于点对边相互依存的站间模型；以断路器作为信息物理的关键耦合点，对通信设备节点采用节点动态的级联故障模型来模拟设备间的相互作用；考虑信息网和电力网业务正常运行的不同特征，提出了基于最大连通分支和网络效率的节点重要性评估指标；最后，以某地输电环网为例进行实例验证，试验结果表明本文所提评估方法能在考虑信息物理系统的深度耦合作用下更有效地分辨通信网重要设备节点，对配电所电力监控系统的通信设备管理和针对性维护具有指导意义。
在本发明实施例中，为了能对配电所内部设备进行准确地评估，须对配电所监控系统建模。根据二次设备需承担的主要电力业务，智能配电所二次设备可以分为三层：站控层、间隔层、过程层，然后依据配电所设备业务链建立了如图5所示的配电所信息网模型，对该模型进行简化模型，建立设备级拓扑模型，作如下假设：
(1)将各级调度中心自动化系统抽象为调度节点；
(2)对各配电所内的信息网的各设备抽象为节点，设备之间的物理、信息连接关系抽象为边。
如图1所示的配电所信息网模型，其中调度节点属于调度中心，远动工作站到断路器、互感器之间的节点属于某个配电所。由于远动工作站外连站外的调度节点，内连站控层交换机，处于内外临界位置，因此定义为临界节点，其余配电所节点定义为内部节点。
配电信息网的站点连接关系图可用式表示：
式中，Gc是配电信息网的图，Vc是组成图的所有节点，包括调度节点集VS，内部节点VI和临界节点VB；Ec是配电信息网的连接边。
电力系统二次设备属于信息侧，但对物理电网有着直接或间接的作用，孤立地从电力侧或者从信息侧评估二次设备难以反映电力系统实际。鉴于电力-信息耦合关系，考虑线路断路器作为信息系统与物理系统的交互作用点，一方面在物理电网中控制着线路的通断，另一方面在信息网中属于被信息系统采集开关量。因此，过信息网的开关节点状态影响物理网的连接边的通断。由此可以建立无向“点对边”的相依网络模型，按照对临界节点的定义，断路器和互感器由于外连依存边，内连智能终端和合并单元，也属于临界节点。
由上述描述得到的模型可用图描述如下：
G＝G(V,E)(3)
V＝[Vp；Vc](4)
式中
分别表示物理电网的节点和配电信息网的节点。
Ep＝{i,j∈Vp|(i,j)}表示物理电网的点i与点j之间存在连接边，Ec同理；
即“依存点边集”，表示物理电网的第i条边与信息网的第j个点存在依存边。
由图G(V,E)可得到其邻接矩阵
因此，针对一般电力系统的电力信息物理模型建立步骤可描述为：
首先对所有配电所进行基于业务链的建模；确定电力系统的配电信息网和物理电网拓扑；确定依存关系，然后将配电所的临界节点与外部相连。
对一个具有N个节点的单层复杂网络，dij(i,j＝1,2,…,N)表示网络中节点i到节点j的最短距离，其中dii＝0，则网络的平均距离定义为：
当网络由于节点失效变为非连通网络，那么L＝∞，平均距离就无法表征网络状态。为此，引入网络效率来衡量节点的重要性。网络效率的定义如式所示：
网络效率区别于最大连通分支节点数的地方在于，考虑了其余连通分支。众所周知，对于发电、变电节点众多的主网而言，当网络演变为非连通图时，并非仅最大连通分支的节点才能正常工作。
删除节点i后，剩余网络效率为Ei。那么从网络效率的角度，定义节点重要度为网络效率的相对减少量：
对于本文所建立的“点对边”相互依存网络，原有单层复杂网络的网络效率不足以考察节点重要度。为了考察网络A的节点对网络B网络效率的影响，提出适应本文所建的相互依存网络的节点重要度为：
式中，CC(i)是配电信息网的节点i对于配电信息网的重要度，CP(i)是配电信息网的节点i对于物理电网的重要度。NC是配电信息网初始节点数，NC'是配电信息网当前状态的最大连通分支节点数；EP是物理电网初始网络效率，EPi是配电信息网节点i失效后的物理电网网络效率。
选择不同指标衡量节点对两种网络的重要度的原因在于，信息网络中脱离于厂站内部以及调度中心的信息节点无法将信息传递出去，因此以最大连通分支的相对大小来考察节点相对信息网络的重要度；物理电网存在孤岛运行的情况，最大连通分支以外的节点依旧可能运行，故以相互依存网络效率来考虑信息节点对电力网络的影响程度；综合两方面的影响，对上述两个指标进行加权，得到最终节点重要度，基于节点重要度完成光伏配电网设备关键节点识别。
需要说明的是，在多个不同示例性实施方案中示出的本申请的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本发明的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本发明不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种台区光伏配电网信息网络节点评估方法，其特征在于，包括：
建立电力物理-信息耦合模型；
设置信息网的α值；
计算信息网节点初始负荷；
确定信息网节点容量；
攻击信息节点；
判断是否出现新的故障节点；若是，则判断其中是否存在开关节点，是则物理电网的相应连接边断开，此时物理电网拓扑发生改变，计算此刻各项评估指标；若否，则循环终止，计算各项评估指标，评估结束。
2.根据权利要求1所述的台区光伏配电网信息网络节点评估方法，其特征在于，步骤“建立电力物理-信息耦合模型”具体为由电网拓扑数据建立电力物理-信息耦合模型。
3.根据权利要求2所述的台区光伏配电网信息网络节点评估方法，其特征在于，步骤“建立电力物理-信息耦合模型”包括：基于配电所设备业务链建立配电所信息网模型；确定电力系统的配电信息网和物理电网拓扑；确定依存关系，将配电所的临界节点与外部相连。
4.根据权利要求3所述的台区光伏配电网信息网络节点评估方法，其特征在于，步骤“确定依存关系，将配电所的临界节点与外部相连”包括：对无向“点对边”的相依网络模型用图描述如下：
G＝G(V,E)(3)
V＝[Vp；Vc](4)
式中
分别表示物理电网的节点和配电信息网的节点；Ep＝{i,j∈Vp|(i,j)}表示物理电网的点i与点j之间存在连接边，Ec同理；
即“依存点边集”，表示物理电网的第i条边与信息网的第j个点存在依存边；由图G(V,E)可得到其邻接矩阵
(Vi与Vj属于同一网络)(7)。
5.根据权利要求4所述的台区光伏配电网信息网络节点评估方法，其特征在于，“基于配电所设备业务链建立配电所信息网模型”包括步骤：将配电所二次设备分为三层；依据配电所设备业务链建立配电所信息网模型；简化配电所信息网模型并建立设备级拓扑模型：将各级调度中心自动化系统抽象为调度节点；对各配电所内的信息网的各设备抽象为节点，设备之间的物理、信息连接关系抽象为边。
6.根据权利要求3所述的台区光伏配电网信息网络节点评估方法，其特征在于，步骤“攻击信息节点”后，被攻击或故障节点的节点负荷变化，去掉负荷超出节点容量的节点以后网络拓扑发生改变，重新计算所有信息节点的负荷。
7.一种台区光伏配电网信息网络节点评估系统，其特征在于，包括：模型建立模块，用于建立电力物理-信息耦合模型；第一处理模块，用于设置信息网的α值；计算信息网节点初始负荷；确定信息网节点容量；第二处理模块，用于攻击信息节点；判断执行模块，用于判断是否出现新的故障节点。
8.根据权利要求7所述的台区光伏配电网信息网络节点评估方法，其特征在于，所述判断执行模块，用于判断是否出现新的故障节点具体为：若出现新的故障节点是，是则物理电网的相应连接边断开，此时物理电网拓扑发生改变，计算此刻各项评估指标；若否，则循环终止，计算各项评估指标，评估结束。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
计算机程序，所述计算机程序用于执行权利要求1～6中任意一项所述的台区光伏配电网信息网络节点评估方法；
存储器，所述存储器用于存储的计算机程序；
处理器，所述处理器用于执行的计算机程序。
CN202310689660.4A 2023-06-12 2023-06-12 台区光伏配电网信息网络节点评估方法、系统与电子设备 Pending CN116667336A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310689660.4A CN116667336A (zh) 2023-06-12 2023-06-12 台区光伏配电网信息网络节点评估方法、系统与电子设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310689660.4A CN116667336A (zh) 2023-06-12 2023-06-12 台区光伏配电网信息网络节点评估方法、系统与电子设备

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116667336A true CN116667336A (zh) 2023-08-29

Family

ID=87727690

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310689660.4A Pending CN116667336A (zh) 2023-06-12 2023-06-12 台区光伏配电网信息网络节点评估方法、系统与电子设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116667336A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117353305A (zh) * 2023-12-06 2024-01-05 国网山西省电力公司晋城供电公司 一种台区电能质量预测方法、装置、介质及电子设备

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117353305A (zh) * 2023-12-06 2024-01-05 国网山西省电力公司晋城供电公司 一种台区电能质量预测方法、装置、介质及电子设备
CN117353305B (zh) * 2023-12-06 2024-03-01 国网山西省电力公司晋城供电公司 一种台区电能质量预测方法、装置、介质及电子设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110300018B (zh) 一种面向对象的电网信息物理系统层次化建模方法
CN112507552A (zh) 一种基于多种攻击策略的电力网络脆弱性评估方法
WO2022134596A1 (zh) 一种计及新能源影响的主动配电网脆弱节点辨识方法
CN109145428A (zh) 一种连锁故障模式下信息物理融合系统脆弱性评估方法
CN114124728A (zh) 电网控制系统与电力一次设备间脆弱性耦合链路识别方法
CN107769191A (zh) 基于网络拓扑和潮流数据的关键输电断面自动识别方法
CN113705085B (zh) 一种智能电网多层次结构建模及风险评估方法
CN116667336A (zh) 台区光伏配电网信息网络节点评估方法、系统与电子设备
CN110350522A (zh) 一种基于加权h指数的电力系统脆弱线路辨识方法
CN116780768A (zh) 台区光伏配电网设备关键节点识别方法、系统与电子设备
Min et al. Evaluation of cross-layer network vulnerability of power communication network based on multi-dimensional and multi-layer node importance analysis
CN116500385B (zh) 输电网监测校验方法、装置、设备和介质
CN105656036A (zh) 考虑潮流和灵敏度一致性等值的概率静态安全分析方法
CN113627766A (zh) 一种拓扑辨识停电检修计划的风险辨识方法
CN111191867B (zh) 电力系统复杂网络的可靠性评估方法
CN115622041A (zh) 一种基于复杂网络的配电网系统综合性能评估方法
CN115577292A (zh) 基于抽象对偶网络和连锁故障超网络的脆弱线路辨识方法
CN113344743B (zh) 一种智能电网的故障危害指数计算与脆弱性评估方法
CN114567562B (zh) 一种电网与通信网耦合网络关键节点识别的方法
CN115983634A (zh) 一种配电网运行风险评估方法及装置
Li et al. An effective node-to-edge interdependent network and vulnerability analysis for digital coupled power grids
US11983472B2 (en) Method for identifying fragile lines in power grids based on electrical betweenness
Hu et al. Resilience-constrained economic dispatch for cascading failures prevention
CN113688491B (zh) 一种融合关联结构洞的复杂电网优先保护集合确定方法
CN116827807B (zh) 基于多因素评价指标的电力通信网节点重要性评估方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination