技术特征：
1.基于抽象对偶网络和连锁故障超网络的脆弱线路辨识方法，其特征在于，所述辨识方法具体包括以下步骤：s1：利用复杂网络理论将电力网络简化为网络拓扑结构模型，搭建抽象对偶网络，获取抽象对偶网络邻接矩阵；s2：选取发电机与负荷之间的供需平衡规则以及输电线路中断规则作为电力网络连锁故障的运行机理，遍历电力网络线路作为初始故障，获取引发的连锁故障过程中的过载失效线路和系统甩负荷；s3：根据s1中搭建的抽象对偶网络以及s2中遍历所有线路作为初始故障获取的连锁故障过程中的过载失效线路，搭建连锁故障超网络模型；s4：根据s3中搭建的连锁故障超网络模型，获取连锁故障超网络关联矩阵，进而得到连锁故障超网络全连接矩阵以及连锁故障超网络邻接矩阵；s5：根据s4中连锁故障超网络关联矩阵、连锁故障超网络全连接矩阵以及连锁故障超网络邻接矩阵，分析所述连锁故障超网络模型的网络拓扑特性，分别计算连锁故障超网络中节点的节点超度，连锁故障超网络中节点的节点度以及连锁故障超网络中节点的节点重合度；s6：采用复杂网络理论粗粒化分解k-shell算法，基于抽象对偶网络邻接矩阵以及连锁故障超网络全连接矩阵，分别对抽象对偶网络以及连锁故障超网络进行k-shell分解，获取所述抽象对偶网络和连锁故障超网络中对应节点的k-shell分层位置；s7：考虑所述抽象对偶网络以及连锁故障超网络中节点的全局特性，获取s6中各k-shell分层位置所分配的全局特性节点k核中心值；s8：考虑所述抽象对偶网络中节点的局部特性，分析抽象对偶网络节点邻域节点集对该节点的依靠性，定义局部特性节点邻域贡献度；s9：综合考虑全局特性节点k核中心值以及局部特性节点邻域贡献度，定义抽象对偶网络节点重要因子；s10：根据s5中连锁故障超网络中节点的节点超度，连锁故障超网络中节点的节点度以及连锁故障超网络中节点的重合度，定义节点故障效率因子；s11：根据s7中全局特性节点k核中心值以及s10中节点故障效率因子，定义连锁故障超网络节点重要因子；s12：根据s9中抽象对偶网络节点重要因子以及s11中连锁故障超网络节点重要因子，考虑电力网络传输能力(网络效率)以及故障后系统甩负荷情况，定义互网络节点脆弱度；s13：根据所述互网络节点脆弱度大小，对电力网络中的脆弱输电线路进行辨识。2.根据权利要求1所述基于抽象对偶网络和连锁故障超网络的脆弱线路辨识方法，其特征在于，将电力网络中的输电线路和变压器支路抽象为网络拓扑结构中的节点，电力网络中支路邻接关系抽象为网络拓扑结构中的边，搭建的抽象对偶网络表示为：g＝(v,e)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)式(1)中，v为抽象对偶网络中的节点集合，表示电力网络中的输电线路和变压器支路集合；v＝{v
i
|v
i
＝b
i,
i＝1,2...,n
b
}
ꢀꢀꢀꢀ
(2)式(2)中，v
i
为抽象对偶网络中的节点，b
i
表示电力网络中的输电线路或变压器支路，n
b
表示电力网络中的输电支路总数；式(3)中，e
ij
表示当电力网络中支路b
i
与支路b
j
存在邻接关系，则抽象对偶网络中节点v
i
和节点v
j
存在连边e
ij
，b为电力网络中的支路集合。3.根据权利要求2所述基于抽象对偶网络和连锁故障超网络的脆弱线路辨识方法，其特征在于，所述发电机与负荷之间的供需平衡规则包括：电力网络中发电机和负荷的供需量减少由一个共同因子决定，在发电机和负荷组件中，如果发电机发出的有功大于负荷的有功需求，则会限制发电机的有功输出，反之，如果发电机发出的有功不足以满足负荷的有功需求，则会进行甩负荷处理；所述输电线路中断规则包括：根据公式(4)，判断输电支路运行状态根据公式(4)，判断输电支路运行状态式(4)中，表示输电支路的潮流大小，表示输电支路所允许的最大传输容量，当时，表示该输电支路处于正常运行状态，时，表示该输电支路应遵循输电线路中断规则进行切除处理，则该线路中断。4.根据权利要求3所述基于抽象对偶网络和连锁故障超网络的脆弱线路辨识方法，其特征在于，将电力网络中的输电线路和变压器支路抽象为网络拓扑结构中的节点，将连锁故障后提取的失效线路构成连锁故障超网络超边，进而搭建连锁故障超网络模型，所述连锁故障超网络模型可表示为：h＝(v
s
,e
s
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)式(5)中，v
s
为连锁故障超网络的节点集合，可表示为：式(6)中，为连锁故障超网络的节点，与网络对偶抽象图的节点物理本质相同，都表示电力网络中的输电支路；式(5)中，e
s
为连锁故障超网络中的超边集合，可表示为：式(7)中，为连锁故障超网络超边，i＝1～n，n为连锁故障超网络的超边总数，可表示为：5.根据权利要求4所述基于抽象对偶网络和连锁故障超网络的脆弱线路辨识方法，其特征在于，所述连锁故障超网络关联矩阵m
s
可表示为：
式(9)中，m
ij
是m
s
中第i行第j列的元素，n
b
为连锁故障超网络的节点总数，若连锁故障超网络中节点包含在连锁故障超网络超边中，则有m
ij
＝1，否则m
ij
＝0；所述连锁故障超网络全连接矩阵c
s
可表示为：式(10)中，c
ij
是c
s
中第i行第j列的元素，所述连锁故障超网络中同一条连锁故障超网络超边内的所有节点全连接后，形成全连接图，当连锁故障超网络中节点与节点存在于同一条连锁故障超网络超边时，则有c
ij
＝1，否则c
ij
＝0；所述连锁故障超网络邻接矩阵a
s
可表示为：式(11)中，a
ij
为a
s
中第i行第j列的元素，d为连锁故障超网络中节点的节点度对角矩阵，a
ij
为连锁故障超网络中包含节点与节点的连锁故障超网络超边的数量。6.根据权利要求5所述基于抽象对偶网络和连锁故障超网络的脆弱线路辨识方法，其特征在于，所述连锁故障超网络中节点的节点超度的计算公式为：所述连锁故障超网络中节点的节点度的计算公式为：所述连锁故障超网络中节点的重合度的计算公式为：7.根据权利要求6所述基于抽象对偶网络和连锁故障超网络的脆弱线路辨识方法，其特征在于，所述粗粒化分解k-shell算法流程包括以下步骤：s1：确定初始网络的初始最小度值；s2：删除度值等于初始网络的初始最小度值的节点及其连边；s3：重复s2，直至网络中不再出现度值等于初始网络的初始最小度值的节点，此时将所有被删节点归为1-shell层，并为其分配k核中心值，1-shell层节点的k核中心值等于初始网络的初始最小度值；s4：确定1-shell层后，更新网络情况形成一次刷新网络，获取一次刷新网络的初始最小度值；s5：删除度值等于一次刷新网络的初始最小度值的节点及其连边；s6：重复s5，将所删节点归为2-shell层，并为其分配k核中心值，2-shell层节点的k核中心值等于一次刷新网络的初始最小度值；
s7：重复s1～s6，直至k次刷新网络后所有节点均被k-shell分层并分配k核中心值。8.根据权利要求7所述基于抽象对偶网络和连锁故障超网络的脆弱线路辨识方法，其特征在于，所述局部特性节点邻域贡献度的计算公式为：式(15)中，nh表示节点v
i
的邻域节点集合，包括节点v
i
，节点v
i
的邻居节点集合以及节点v
i
的次邻居节点集合，表示邻域节点集合内，节点之间的信息传输流总和，表示将邻域节点集合nh中的v
i
节点移除后网络刷新，得到的邻域节点集合内的信息传输流总和；所述抽象对偶网络节点重要因子的计算公式为：所述抽象对偶网络节点重要因子的计算公式为：为抽象对偶网络中节点v
i
的k核中心值，ks
max
为抽象对偶网络所有节点中的最大k核中心值，d
max,con
和d
min,con
分别为抽象对偶网络所有节点中的最大邻域贡献度和最小邻域贡献度。9.根据权利要求8所述基于抽象对偶网络和连锁故障超网络的脆弱线路辨识方法，其特征在于，所述节点故障效率因子的计算公式为：所述连锁故障超网络节点重要因子的计算公式为：式(18)中，为连锁故障超网络中节点的k核中心值，分别表示连锁故障超网络所有节点中的最大k核中心值。10.根据权利要求9所述基于抽象对偶网络和连锁故障超网络的脆弱线路辨识方法，其特征在于，所述互网络节点脆弱度vd
i
的计算公式为：
式(19)中，a
g
为抽象对偶网络移除传输支路前的网络效率，为抽象对偶网络移除节点v
i
后的网络效率，为连锁故障超网络发生故障之前的系统总负荷，为连锁故障超网络中节点故障直至系统稳定后的总负荷；根据所述互网络节点脆弱度vd
i
的大小进行降序排序，获取排序靠前的脆弱线路，添加至重点保护线路集合中。
技术总结
本发明公开了基于抽象对偶网络和连锁故障超网络的脆弱线路辨识方法，包括：搭建抽象对偶网络，获取邻接矩阵；获取过载失效线路和系统甩负荷；搭建连锁故障超网络模型；获取连锁故障超网络关联矩阵，得到连锁故障超网络全连接矩阵及邻接矩阵；计算连锁故障超网络中节点的节点超度、节点度及节点重合度；获取抽象对偶网络和连锁故障超网络中对应节点的K-shell分层位置及K核中心值；定义节点邻域贡献度、抽象对偶网络节点重要因子、节点故障效率因子、连锁故障超网络节点重要因子、互网络节点脆弱度；对脆弱输电线路进行辨识；该方法综合考虑了抽象对偶网络和连锁故障超网络的结构特性和状态特性，定义的互网络节点脆弱度能对脆弱线路进行有效辨识。对脆弱线路进行有效辨识。对脆弱线路进行有效辨识。
技术研发人员：李沙沙 汪东霞 闫娓 杨少沛 武雪峥
受保护的技术使用者：黄河交通学院
技术研发日：2022.10.25
技术公布日：2023/1/6