基于加权网络结构熵的电网连锁故障研究

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Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｔｈｅｂｌａｃｋｏｕｔｓｉｎｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｓ，ｗｅｐｒｏｐｏｓｅａｎｉｍｐｅｄａｎｃｅ — ｂａｓｅｄｔｏｐｏｌｏｇｉｃａｌｍｏｄｅｌａｎｄｃａｓｃａｄｉｎｇｆａｉｌｕｒｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｍｏｄｅｌｆｏｒｗｅｉｇｈｔｅｄｐｏｗｅｒｇｒｉｄ．Ｃｏｎｓｉｄ — ｅｒｉｎｇｂｏｔｈｎｏｄｅａｎｄｅｄｇｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓａｎｅｗｎｅｔｗｏｒｋｓｔｒｕｃｔｕｒｅｅｎｔｒｏｐｙｉｓｄｅｆｉｎｅｄｔｏｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｌｙｄｅｓｃｒｉｂｅｔｈｅｆａｕｌｔｓｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｎｄｕｎｂａｌａｎｃｅｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｐｏｗｅｒｎｅｔｗｏｒｋｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
ｒｅｓｕｌｔｓｏｎｔｈｅＮｅｗＥｎｇｌａｎｄ３９ — — ｂｕｓｓｙｓｔｅｍａｎｄＩＥＥＥ１１８ — — ｂｕｓｓｙｓｔｅｍｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｐｏｗｅｒｎｅｔｗｏｒｋ
０引言
电力网络是覆盖面积最广、结构最复杂的人造系统之一。国内外电力系统发生多次大规模停电事故ｎ吒］往往是由电网中某个节点或者某几条输电线路发生故障退出运行而引起的。有的研究从网络拓扑结构出发，发现网络结构是影响电网动力学特性的关键因素＿３］。因此，研究电网拓扑结构特性与故障传播特性之间的关系，对提高电网可靠性，减少大停电概率有着重要的意义。
路权重，建立电网加权拓扑模型，定义综合考虑节点和边差异性的加权网络拓扑模
型结构熵的概念，以此描述故障演化过程中电网拓扑结构的不均衡性。对新英格
兰３９节点系统和ＩＥＥＥ１１８节点系统动态仿真实验说明，在连锁故障中，结构熵值
ＣＡＩＹｅ，ＣＨＥＮＹａｎ — ｒｕ，ＣＡＯＹｉ — ｊｉａ，ＨＵＡＮＧＸｉａｏ — ｑｉｎｇ，ＴＡＮＹｕ — ｄｏｎｇ
（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｕｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００８２，Ｃｈｉｎａ）
基于加权网络结构熵的电网连锁故障研究
蔡晔，陈彦如，曹一家，黄小庆，谭玉东
（湖南大学电气与信息工程学院，长沙４１００８２）
摘要：为研究大规模互联电网连锁故障的发生机理，选取输电线路的电抗值作为线
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｅｎｔｒｏｐｙｈａｓｉｍｐｏｒｔａｎｔｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｔｈｅｓｐｒｅａｄｏｆｃａｓｃａｄｉｎｇｆａｉｌｕｒｅｓ．Ｔｈｅｓｍａｌｌｅｒｎｅｔ — ｗｏｒｋｓｔｒｕｃｔｕｒｅｅｎｔｒｏｐｙｉｓ，ｔｈｅｍｏｒｅｌｏａｄｌｏｓｓｉｎｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃａｓｃａｄｉｎｇｆａｉｌｕｒｅ；ｃｏｍｐｌｅｘｎｅｔｗｏｒｋｓ；ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｅｎｔｒｏｐｙ；ｌｏａｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ
的变化规律能较好地表征连锁故障的传播特性，
越多。
关键词：连锁故障；复杂网络；结构熵；负荷分配
中图分类号：ＴＭ７１４；Ｎ９４
文献标识码：Ａ
ＣａｓｃａｄｉｎｇＦａｉｌｕｒｅｉｎＷｅｉｇｈｔｅｄＰｏｗｅｒＧｒｉｄＢａｓｅｄｏｎＳｔｒｕｃｔｕｒｅＥｎｔｒｏｐｙ
第１Ｏ卷第１期２Ｏ１３年３月
复杂系统与复杂性科学
Ｃ０ＭＰＬＥＸＳＹＳＴＥＭＳＡＮＤＣｏＭＰＬＥＸＩＴＹＳＣＩＥＮＣＥ
Ｖｏ１．１０Ｎｏ．１
Ｍａｒ．２Ｏ１３
文章编号：１６７２— ３８１３（２０１３）０１ — ００５３ —０７