【技術實現步驟摘要】
本申請涉及智能電網，具體而言，涉及一種復合級聯故障傳播影響范圍的迭代估計方法及裝置。
技術介紹
1、智能電網將提供電力的物理網絡與提供控制功能的信息網絡進行耦合，從而極大地提高了電網的可靠性，信息網絡能夠對電網進行智能化監測和控制，優化電網的運行和管理，有助于降低電網建設和運行成本，提高電網的經濟效益和資源利用效率，但同時節點間的高度依賴關系也使得智能電網對故障更加敏感，少數節點的故障就有可能進行大范圍傳播，也就是形成級聯故障。
2、現有的方法能夠分析單一故障類型的傳播，但是難以分析同時存在物理網絡與信息網絡中故障傳播的復合級聯故障，近年來網絡安全事件逐漸增多，信息網絡正成為針對電網的攻擊入口，復合級聯故障極有可能成為未來主要故障類型，而預估級聯故障的傳播范圍有助于電網運營者更好地了解電網的薄弱環節。
3、因此，亟需提供一種新型預估方法，優化資源配置，加強關鍵節點的保護和監控，在故障發生大規模傳播前采取預防與控制措施，減少停電事故對經濟和社會的影響。
技術實現思路
1、為了解決如何優化資源配置，加強關鍵節點的保護和監控，在故障發生大規模傳播前采取預防與控制措施，減少停電事故對經濟和社會的影響的問題，本申請提供了一種復合級聯故障傳播影響范圍的迭代估計方法及裝置。
2、本申請的實施例是這樣實現的：
3、第一方面，本申請提供一種復合級聯故障傳播影響范圍的迭代估計方法及裝置，包括：
4、將智能電網中節點的交互關系抽象為g＝(gp，
5、其中，gp(p，ep)為物理網絡，p是物理節點集合，gc(c，ec)為信息網絡，c是信息節點集合；
6、基于當前時刻的網絡狀態信息，通過對時間、空間依賴關系進行解耦，利用馬爾科夫性質計算出各節點的狀態轉移概率；
7、根據各節點的狀態轉移概率迭代地得到下一個時間片內各節點狀態的概率分布，以及整個網絡內受到影響的平均節點數目，得到對復合級聯故障傳播影響范圍的估計結果。
8、在一種可能的實現方式中，所述網絡狀態信息的初始狀態的時刻記為t＝0，并將和稱為該系統的初始截圖。
9、在一種可能的實現方式中，給定初始截圖,系統的狀態轉移可由以下時間遞歸主方程給出：
10、
11、
12、在任意t時刻，仍然能夠正常工作的電網物理節點數量估計值為
13、
14、在一種可能的實現方式中，復合級聯故障的傳播過程采用異步迭代方式解耦，即每個時間步內信息網絡與物理網絡中的故障傳播交替進行。
15、在一種可能的實現方式中，在信息網絡的計算中，將一個時間步內的傳播分為兩個階段，即時間
16、在一種可能的實現方式中，考慮相鄰節點間的狀態相關性，利用全概率公式枚舉其鄰居狀態節點ci在一個時間片的鄰域感染概率以及鄰域處于極大連通分量的概率
17、其中，是任取一個節點不在極大連通分量中的平均概率，qk，t-1是excess度分布；在轉移概率中，時間依賴包含在ii(t)及lcci(t)之中，而空間依賴則由聯合條件概率描述。
18、在一種可能的實現方式中，基于條件概率進行分解，借助中間變量以及將狀態轉移概率寫為以下形式：
19、節點ci在失去所有供電(轉移為離線態)的概率為：
20、
21、節點ci在保持正常狀態(易感態)的概率為：
22、
23、節點ci在被感染(從易感態轉移為感染態)的概率為：
24、
25、節點ci在不在極大連通分量(轉移為離線態)的概率為：
26、
27、在一種可能的實現方式中，在物理網絡的計算中，與信息網絡中的計算相似，利用全概率公式枚舉鄰域狀態進行推導；
28、物理節點pi未失去控制(即該節點依賴的信息節點依然處于易感態)的概率為：
29、
30、物理節點pi未過載(即當前負載小于等于最大閾值)的概率為：
31、
32、在一種可能的實現方式中，一個物理節點pi的負載為它原本具有的負載加上鄰居故障后通過負載均衡傳遞過來的負載，即
33、
34、物理節點在由正常態轉變為故障態時分配給鄰居的負載由下式計算：
35、
36、第二方面，本申請提供一種復合級聯故障傳播影響范圍的迭代估計裝置，包括：
37、網絡輸入模塊，用于將智能電網中節點的交互關系抽象為g＝(gp，gc，ec→p，ep→c)；
38、概率計算模塊，用于基于當前時刻的網絡狀態信息，通過對時間、空間依賴關系進行解耦，利用馬爾科夫性質計算出各節點的狀態轉移概率；
39、迭代估計模塊，用于根據各節點的狀態轉移概率迭代地得到下一個時間片內各節點狀態的概率分布，以及整個網絡內受到影響的平均節點數目，得到對復合級聯故障傳播影響范圍的估計結果。
40、本申請提供的技術方案至少可以達到以下有益效果：
41、本申請提供的復合級聯故障傳播影響范圍的迭代估計方法，
42、通過將智能電網拓撲信息考慮在內，以鄰接矩陣的形式表述，避免了基于狀態均值的估算帶來的精度損失，使得結果更接近于真實值，同時使得本方法具有泛用性。
43、通過將復合級聯故障傳播所依賴的空間因素(即信息網絡中的節點之間的通信關系，物理網絡中的節點之間的負載均衡關系)以及時間因素(即負載均衡、病毒傳播具有先后次序)通過概率分析的方法進行解耦，使得該動態過程具備局部馬爾科夫性，從而可以對其發展過程進行推演。
44、通過將信息網絡節點之間的相互影響通過加入邊緣分布項進行聯立，避免了傳統估計中由假設節點狀態獨立帶來的精度損失。
45、通過構造迭代式推演算法，使得給定任意起始狀態和網絡拓撲信息，均可通過迭代推演輸出網絡中復合級聯故障在任意時刻的預期影響范圍以及每個節點的故障概率。
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1.一種復合級聯故障傳播影響范圍的迭代估計方法，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的復合級聯故障傳播影響范圍的迭代估計方法，其特征在于，所述網絡狀態信息的初始狀態的時刻記為t＝0，并將和稱為該系統的初始截圖。
3.如權利要求2所述的復合級聯故障傳播影響范圍的迭代估計方法，其特征在于，給定初始截圖，系統的狀態轉移可由以下時間遞歸主方程給出：
4.如權利要求1所述的復合級聯故障傳播影響范圍的迭代估計方法，其特征在于，復合級聯故障的傳播過程采用異步迭代方式解耦，即每個時間步內信息網絡與物理網絡中的故障傳播交替進行。
5.如權利要求1所述的復合級聯故障傳播影響范圍的迭代估計方法，其特征在于，在信息網絡的計算中，將一個時間步內的傳播分為兩個階段，即時間
6.如權利要求5所述的復合級聯故障傳播影響范圍的迭代估計方法，其特征在于，考慮相鄰節點間的狀態相關性，利用全概率公式枚舉其鄰居狀態節點ci在一個時間片的鄰域感染概率以及鄰域處于極大連通分量的概率
7.如權利要求5所述的復合級聯故障傳播影響范圍的迭代估計方法，其特征
8.如權利要求1所述的復合級聯故障傳播影響范圍的迭代估計方法，其特征在于，在物理網絡的計算中，與信息網絡中的計算相似，利用全概率公式枚舉鄰域狀態進行推導；
9.如權利要求8所述的復合級聯故障傳播影響范圍的迭代估計方法，其特征在于，一個物理節點pi的負載為它原本具有的負載加上鄰居故障后通過負載均衡傳遞過來的負載，即
10.一種復合級聯故障傳播影響范圍的迭代估計裝置，其特征在于，包括：
...【技術特征摘要】
1.一種復合級聯故障傳播影響范圍的迭代估計方法，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的復合級聯故障傳播影響范圍的迭代估計方法，其特征在于，所述網絡狀態信息的初始狀態的時刻記為t＝0，并將和稱為該系統的初始截圖。
3.如權利要求2所述的復合級聯故障傳播影響范圍的迭代估計方法，其特征在于，給定初始截圖，系統的狀態轉移可由以下時間遞歸主方程給出：
4.如權利要求1所述的復合級聯故障傳播影響范圍的迭代估計方法，其特征在于，復合級聯故障的傳播過程采用異步迭代方式解耦，即每個時間步內信息網絡與物理網絡中的故障傳播交替進行。
5.如權利要求1所述的復合級聯故障傳播影響范圍的迭代估計方法，其特征在于，在信息網絡的計算中，將一個時間步內的傳播分為兩個階段，即時間
6.如權利要求5所述的復合...
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