考虑自然灾害影响的节点恢复重要度评估与目标网架重构

网络重构阶段的目标网架优化对电力系统恢复至关重要。针对现有的节点重要度评价和目标网架优化中无法考虑自然灾害影响、ERBN(节点预期恢复收益)及扩展并发恢复分区需求等问题,提出一种电力系统网络重构方法。首先,考虑节点的重要负荷恢复、扩展可用功率和增量恢复范围能力,综合评估灾害条件下节点的预期恢复收益,并结合可用恢复功率裕度,将发电和非发电节点的重要度统一到预期恢复收益上。然后,提出灾害条件下基于时序蒙特卡洛仿真的多时点可恢复状态模拟方法,并评估模拟电网状态下节点和线路的重要度。基于该重要度优化目标网架,将网架连通和无环网约束转化为罚函数并加入适应度函数,避免了对不合理网架的优化调整计算,提高了算法求解效率。最后,通过算例分析验证了所提方法的有效性。

动态加权网络中节点重要度评估

目前节点重要度评估中针对静态无权图的研究比较多,针对动态加权图的研究相对较少。针对加权网络提出了等效点权节点重要度评估方法;考虑加权网络的动态性,提出了动态距离矩阵更新算法;结合动态规划和迭代的思想,给出了一种新的求距离矩阵的方法;考虑加权网络的社区性,提出了基于距离增量的分组算法;最后,综合给出了基于距离增量分组的动态节点重要度评估算法(node importance evaluation based on distance-increment grouping in dynamic weighted network,IDGD),通过在C-DBLP(digital bib-liography & library project in China)数据上的对比实验,验证了算法的可行性和有效性。

用于网架重构决策的节点重要度动态评价方法

针对网架重构过程中,待恢复节点的拓扑重要性随网络逐步恢复而发生变化的特点,提出一种节点拓扑重要性的动态评价指标——动态节点重要度。在重构决策中,基于当前系统恢复状态,通过将已恢复节点合并成一个等效电源点,构造包含及不包含等效电源点的2个待恢复网络,综合考虑待评价节点的收缩对2个网络的影响,计算出待评价节点的动态节点重要度指标。在此基础上,将所定义的动态节点重要度指标用于网架重构中机组恢复的路径优化问题。新英格兰10机39节点系统算例验证了所提动态节点重要度评价指标及路径优化方法的有效性。

基于杀伤网贡献率的动态体系节点重要度评估

针对当前作战体系节点重要度评估存在的节点功能异质性及多样性刻画、体系模型动态性构建、体系作战能力计算等研究不够充分的问题,建立了面向动态作战体系的杀伤网能力模型,提出了杀伤网能力动态计算模型方法和搜索算法。考虑杀伤链的数量和质量,提出了杀伤网能力指数和基于杀伤网能力指数贡献率的节点重要度评估模型。在仿真模拟实验中,对比了不同时空状态下,按杀伤网能力指数、度中心性等7种攻击方式对网络进行打击后的杀伤网能力指数的下降程度。仿真结果显示,所提方法明显优于其他基准方法,验证了所提算法的合理性。

动态融合复杂网络节点重要度评估方法

为挖掘复杂网络中的关键节点及提高网络鲁棒性,针对有/无线多网融合的层级网络,提出了动态融合复杂网络模型及其节点重要度评估方法.结合动态融合复杂网络的特点,定义了边连通概率、路径连通概率、网络连通概率、融合节点比例、融合节点分布和融合路径比例等与网络动态性和融合性相关的参数.在单层复杂网络节点重要度评估指标的基础上,设计了融合网络节点度中心性、节点介数中心性和节点融合中心性指标.其中,融合节点的节点融合中心性表示融合节点对网络融合的贡献程度,非融合节点的节点融合中心性表示非融合节点对网络融合的辅助作用程度,主要体现在作为融合节点之间的中继节点.最后,综合考虑网络拓扑结构、动态融合特性等因素进行节点重要度评估.以改进的动态交织风筝网络为例进行仿真分析,结果表明该方法能够比较全面地刻画节点在动态融合复杂网络中的重要性.利用NS2搭建由光通信网和卫星通信网融合构成的仿真实验网络,进一步验证了在仿真网络环境中本方法的有效性.

区域轨道交通系统节点重要度及故障恢复研究

为提高区域轨道交通系统(RRTS)正常运营下的可靠性和故障情况下的弹性,分析区域轨道交通网络(RRTN)的拓扑特性,构建拓扑结构弹性评价模型,实现突发条件下系统弹性的定量评价;提出一种基于系统弹性的结构评价方法,根据节点重要度评价,识别出系统关键节点;应用弹性损失三角形,进行多种故障情况下系统最优恢复策略研究。结果表明:RRTN在Space L模型下具有无标度网络特性;系统弹性分析结合科普兰评分法,可以提高RRTS节点重要度评价的准确性;最优故障恢复策略从全局角度寻求不同恢复策略下系统弹性的最大值,优化了RRTS结构弹性和系统恢复能力。

基于多属性评估与删除的节点重要度排序方法

复杂网络节点重要度排序对网络抗毁性研究具有重要意义,但现有节点重要度排序方法多数没有兼顾网络结构变化和重要邻居节点的影响。为此,在结合多属性评估和节点删除的基础上,提出一种改进的复杂网络节点重要度排序方法。根据节点的网络局部属性、网络全局属性和网络位置属性选取评估指标,采用理想点法综合评估初始网络节点重要度,并依次删除最重要节点、评估剩余网络节点重要度,以此减小网络结构变化和重要邻居节点对节点重要度排序的影响,从而得到最终的网络节点重要度排序结果。实验结果表明,与理想点法、NICCM方法等相比,该方法能更准确地对网络重要节点进行识别和排序。

基于节点重要度评价矩阵的网络重构双层优化策略

针对传统方法在评价加权网络节点重要度时存在的不足,综合考虑节点位置和邻接节点的贡献信息,提出节点重要度评价矩阵方法。基于此,发展一种改进的网络重构双层优化模型,上层模型以最大化系统发电量为目标、以非黑启动机组获得启动功率的时间为优化变量,确定非黑启动机组的恢复顺序;下层模型以恢复路径平均节点重要度最大为目标确定发电机节点的恢复路径,并通过调节系数改变线路权重中线路电容与操作时间的比重,以避免恢复路径所需时间过长而导致待恢复机组无法尽快恢复的问题。新英格兰10机39节点系统的仿真结果说明了所发展的模型和方法的基本特征。

基于节点匹配度的动态网络链路预测方法

现实世界存在众多真实网络,研究真实网络中的动态演化趋势和时序性特征是热点问题。链路预测技术作为网络科学领域重要研究工具可通过挖掘历史连边信息推测网络演化规律,进而对未来连边进行预测。通过分析动态真实网络中的拓扑结构演化,发现通过分析网络拓扑中节点间的交互性和匹配度问题能够更充分捕捉网络的动态特征,提出一种基于节点匹配度的动态网络链路预测方法。该方法对网络节点的属性特征进行分析,定义基于原生影响力和次生影响力的节点重要性量化方法;引入时间衰减因子,刻画不同时刻网络拓扑对连边形成的影响程度;结合节点重要性和时间衰减因子定义动态节点匹配度(TMDN,temporal matching degree of nodes)方法,用于衡量节点对之间未来形成连边的可能性。在5个真实动态网络数据集中的实验结果表明,相比现有3类主流动态网络链路预测方法,所提方法在AUC和Ranking Score两种评价标准下均取得更优的预测性能,预测结果最高提升42%,证明了节点间存在着交互匹配优先级,同时证实了节点原生影响力和次生影响力的有效性。

基于赋权网络节点重要性的重要负荷优先恢复策略

从图论的角度提出一种局部电网停电后失电网络的网架重构方案。根据赋权失电网络的节点凝聚程度计算节点重要度,利用最小生成树法对失电区域的重要枢纽节点、重要负荷节点以及重要发电厂节点进行关键路径的找寻,并通过潮流计算优化其路径的潮流平衡性,得出在网架重构阶段中需要优先恢复的最短路径。以IEEE30节点系统为算例进行验证,结果表明所提方案简单、有效。

计及输电介数及功率介数的电网待恢复区域重要性评估

电力系统因自然灾害引发大规模故障时,对电网待恢复区域进行重要性评估对于电网恢复策略的制定具有重要意义。针对已有评估模型中介数指标的不足,将复杂网络的共性与电网络的电气特性相结合,综合考虑线路介数和输电线路的最大输电能力,提出了输电介数的概念,并以输电介数作为电网络边权重求解节点网络凝聚度。最后结合各待恢复区域内发电机和负荷的功率特性,用节点功率介数对节点网络凝聚度指标进行修正,得出评估待恢复区域的重要性指标,从而确定了待恢复区域的物资需求优先级,给电力应急体系的物资调度提供参考。最后,以IEEE标准系统为例进行仿真分析,验证了所提方法的可行性和适用性。

考虑多风电场黑启动价值的机组恢复顺序双层优化决策

大规模风电的接入为当今电力系统能源格局带来根本性变革,同时对大停电后电力系统恢复进程产生巨大影响。针对含多风电场的待恢复电力系统,文中首先构建了考虑空间集群效应的多风电场出力典型场景的确定方法及多风电场黑启动价值评价函数,并提出以综合净收益函数为评价标准的机组恢复顺序双层优化模型。上层模型求解当前电力系统可恢复的初始目标集,缩小恢复策略的求解范围,下层模型从该初始目标集中求取综合净收益最大的风电机组与火电机组恢复顺序组合,并根据动态可恢复节点重要度求解恢复路径。最后,在含风电机组的IEEE 39节点系统中验证了所提决策方法的有效性。

考虑电网特性的动态无功优化配置方法

提出一种考虑电网特性的、多准则动态无功优化配置方法。该方法在考虑电网拓扑结构和功率分布特性的基础上,以节点电压稳定的重要度指标,筛选出维持系统暂态电压稳定的重要节点;结合基于偏差量的节点电压稳定的薄弱度排序,快速确定补偿装置的候选安装点;利用改进轨迹灵敏度指标,分析补偿装置配置位置不同时,对多个关键故障的极限切除时间的提升效果和对全系统暂态电压稳定的改善效果的差异,选取最优安装点。最后,利用暂态电压稳定标准校验安装效果,确定最优容量,获得兼顾技术性与经济性的最优配置方案。所提方法通过IEEE 39节点算例进行了仿真验证。

基于DBN的气体泄漏事故情景推演与节点分析

化工园区危险化学品气体泄漏事故在演化过程中具有路径复杂和发展动态性高的特点,为解决气体泄漏事故难以快速有效应对的问题,以张家口“11·28”重大爆燃事故为例构建推演模型。首先基于动态贝叶斯方法构建基于情景状态、外部环境和应急措施的灾害链情景演化模型,利用联合概率公式计算情景状态概率,实现气体泄漏事故的动态推演;然后结合复杂网络拓扑结构相关知识,利用综合重要度公式,探究事故情景推演过程中的关键节点;最后提出基于数据参考的针对性断链措施。研究表明:基于动态贝叶斯的情景推演模型可以在事故演化路径中起到预测作用,推演结果为相关事故灾前预测、灾中应急和灾后恢复提供更为科学有效的依据。

基于节点重要度的作战装备系统弹性恢复策略

针对意外干扰情况下复杂作战装备系统性能恢复策略制定问题,分析了作战装备系统的弹性度量和节点装备的重要度,构建了系统的弹性恢复策略。以某作战装备系统为例,对提出的方法进行仿真,结果表明:基于节点重要度的恢复策略对系统的性能恢复速率和弹性恢复能力具有显著影响。

地铁网络服务韧性评估与最优恢复策略

针对已有基于拓扑效率的地铁网络韧性指标无法反映地铁运营实际的不足,构建考虑线路流量影响的路网服务效率指标和基于服务效率的路网服务韧性指标,以及基于路网服务效率的节点重要度指标;提出以路网服务韧性最大化为目标的优化模型,并基于遗传算法求解模型获得最优恢复策略。算例结果表明:分别以服务效率和拓扑效率作为路网性能指标,获得的失效节点恢复次序明显不同;蓄意攻击下,最优恢复策略获得的路网服务韧性分别比基于重要度的优先恢复策略、基于节点度的优先恢复策略和随机恢复策略高16.76%、72.11%和86.21%。上述结果表明,必须根据地铁运营实际合理选择路网性能指标和恢复策略,否则可能得到次优甚至明显偏离实际的方案,无法实现预期目标。

电力系统网络重构的多目标双层优化策略

提出一种节点重要度综合评价新方法,并在此基础上发展了网络重构多目标双层优化模型。在上层优化模型中,以最大化系统可用发电容量确定发电节点恢复顺序;在下层确定恢复路径的多目标优化模型中,以最大化恢复路径的平均重要度和最小化路径的充电电容为目标,并考虑了线路恢复时间对机组恢复的影响。提出一种基于细胞生理特性的连续动态Pareto多步凋亡优化策略(MSAOS),其将整个电力系统网络重构划分为多步,每步的优化问题规模和难度都较小,且可在一定程度上避免维数灾问题;利用该策略进行多目标网络重构优化,可以在兼顾全局最优的基础上实现发电节点恢复路径优化的分段最优,并能以分支图的形式展示恢复优化过程中的网络重构策略集。利用模糊决策(FDM)方法优化出最终网络重构策略。以新英格兰10机39节点系统和广州电力系统为例,说明了所发展的模型和方法的基本特征。

高速公路与城市道路衔接线位置的研究

为了提高高速公路和城市道路的关联性,引出了衔接线的概念。首先根据国内和国外的标准确定高速公路在城市设置互通立交的数量,从而得到高速公路和城市道路衔接线的数量;然后利用基于聚类分析的节点重要度法进行城市出入口的选取,使选取的城市出入口与互通立交对接,从而确定衔接线的具体走向;最后以济青高速公路与潍坊市城市道路衔接布局为例,对此数学模型进行了验证。

电力系统网络重构的多目标双层优化策略研究

本文通过概述网络重构的意义,围绕节点重要度评价、负荷恢复等方面探究网络重构多目标双层优化方式,构建双层优化模型,明确发电节点实际恢复顺序。通过明确网络重构的总目标,借助最低代价将电力传输至目标节点,进而加快送电进程,实现负荷恢复和机组恢复,提升电力系统网络重构智能水平。

对高速公路与城市道路衔接线位置分析探讨

高速公路与城市之间的相互联系通过衔接线网来承担,可持续发展的公路--城市体系是可持续发展的城市道路体系和可持续发展的高速公路甚至综合运输系统组合的结果,实现这种组合的纽带就是衔接线网。高速公路与城市衔接一方面要摆脱对机动车辆的干扰,使道路畅通,另一方面,维持原有街道亲切宜人的空间尺度。因此需重视改善交通环境、提高交通运行效率。若果需要对交通管线结构进行大的调整的话,就要在谋划思路上进行纵横线路的革新,这种革新包将主干道进行拓宽和贯通,做好地理理位置的道路纵贯和衔接,保证至少达到区域主干道全覆盖的效果,本文将借助数学模型对高速公路和城市的衔接位置进行说明,希望对广大道路设计者有所帮助。