复杂网络理论在大电网脆弱性分析中的应用

"基于复杂网络理论的大电网脆弱性研究综述" 本文主要探讨了利用复杂网络理论来研究大型电力系统的脆弱性，这是电力系统安全研究的关键领域。在频繁发生的大规模电网停电事故背景下，传统的分析方法无法有效系统地研究连锁故障的产生与传播。复杂网络理论的进展为这一问题提供了新的解决思路。 复杂网络理论包括两种基本模型：随机图（如Erdős-Rényi模型）和无标度网络（如Barabási-Albert模型），这些模型能够模拟电网中的拓扑结构。评价指标如节点度、聚类系数、路径长度等用于量化网络的特性和稳定性。 文章详细讨论了以下几个方面： 1. 节点重要性发现：通过各种算法（如介数中心性、接近中心性、PageRank等）识别网络中关键节点，这些节点对网络的稳定性和故障传播具有重要影响。 2. 脆弱线路辨识：通过对网络边权重的分析和计算，识别出可能导致系统崩溃的敏感线路，以便采取预防措施。 3. 连锁故障分析：研究单个网络中故障如何引发其他部分的连锁反应，这涉及到故障传播模型的建立和求解。 4. 相依网络间的连锁故障：考虑电力系统与其他基础设施（如通信网络）的相互依赖关系，分析一个网络的故障如何影响另一个网络的稳定。 此外，作者还综合分析了电网的实际运行状态，强调了实时监测和动态评估网络脆弱性的重要性。最后，从复杂网络理论的角度，对未来的研究方向进行了展望，包括但不限于：更深入理解网络的动态演化、考虑更多实际因素（如随机性、非线性效应）的影响、开发更有效的预防和恢复策略、以及探索多层网络和异构网络的脆弱性问题。 关键词：复杂网络、脆弱性、节点重要性发现、脆弱线路辨识、连锁故障、相依网络 中图分类号：TP202 文献标志码：A DOI：10.13195/j.kzyjc.2021.0126 开放科学(资源服务)标识码(OSID) 引用格式：陈超洋, 周勇, 池明, 等. 基于复杂网络理论的大电网脆弱性研究综述[J]. 控制与决策, 2022, 37(4): 782-798. 这篇综述为深入理解和研究电力系统的安全性提供了全面的视角，对于预防和减少电网故障具有重要的理论与实践价值。