基于复杂网络理论的电网建模及脆弱性研究的开题报告

基于复杂网络理论的电网建模及脆弱性研究的开题
报告
一、研究背景与意义
随着电力系统规模的不断扩大和自动化技术的快速发展，电网系统
的复杂性越来越高。

传统的电网建模方法往往采用传输线路模型，无法
充分考虑系统中各个部分之间的相互作用和复杂性，在一定程度上限制
了电网脆弱性的研究和分析。

基于复杂网络理论的电网建模方法能够全面、精确地描述电网的结构、特征和运行机制，有效揭示电网中潜在的
脆弱性和故障传播机制。

因此，基于复杂网络理论的电网建模及脆弱性
研究具有重要的理论和应用价值，可为电网的无故障运行和灾害预警提
供有力支撑。

二、研究现状
目前，国内外学术界已经开展了大量基于复杂网络理论的电网建模
及脆弱性研究。

研究方法主要包括建立电网拓扑结构模型、识别电网脆
弱节点和关键节点、探究故障传播机制及演化规律等。

其中，最常用的
电网拓扑结构模型有随机图模型、无标度网络模型、小世界网络模型等。

此外，利用复杂网络理论还可以研究电网中的多功能区拓扑结构、功能
不均衡性等特征，为电网优化运行设计提供决策支持。

三、研究内容和方案
本课题拟以复杂网络理论为基础，以电网拓扑结构为研究对象，研
究电网的脆弱性和故障传播机制。

具体研究内容包括：
（1）建立电网拓扑结构模型。

探究电力系统中各种节点之间的联系和相互作用特征，构建可描述电网结构和特征的复杂网络模型。

（2）识别电网脆弱节点和关键节点。

基于电网网络结构和运行特点，综合考虑节点的度中心性、介数中心性、聚类系数等指标，确定电网的
脆弱节点和关键节点。

（3）研究故障传播机制。

利用复杂网络演化和传播规律建立电网故障传播模型，分析故障的传播路径和影响程度，探究故障对电网运行的
影响。

四、预期成果
（1）建立基于复杂网络理论的电网拓扑结构模型；
（2）确定电网的脆弱节点和关键节点，并分析其对系统运行的影响；
（3）探究故障在电网中的传播机制、演化规律和影响程度；
（4）提出针对电网脆弱性的预防和控制策略，为电网的优化设计和运行提供理论支持。

五、拟采取的研究方法
本课题将采用以下研究方法：
（1）基于复杂网络理论，分析电力系统的拓扑结构和动态特性；
（2）利用图论、概率统计等数学和计算机科学方法，建立电网模型和故障传播模型；
（3）结合实际电力系统数据，验证研究成果的有效性和可行性。

六、研究进度安排
本课题的具体研究进度安排如下：
（1）前期准备：进行电力系统以及复杂网络理论的理论学习和文献研究，选择合适的电力系统数据集，确定研究方法、评价指标和评价方法，建立相应的计算机模型；
（2）中期研究：基于电力系统数据集，建立电网的复杂网络模型，分析电网结构和特性，识别脆弱节点和关键节点；研究故障传播机制；
（3）后期总结：分析研究结果，提出针对电网脆弱性的预防和控制策略，撰写学术论文并进行实验验证。