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(南京邮电大学 自动化学院,南京 210046)

0 概述

近年来,全球范围内发生了多起大规模连锁性停电事件。例如,2015年3月27日,荷兰一所变电站因技术故障,发生连锁故障导致荷兰大面积停电,对北荷兰等地区造成严重影响。2012年7月30号,印度三大电网相继瘫痪,大停电持续近2 d后才逐步恢复正常,印度境内超过一半地区电力供应受到影响,波及多达6亿多人。随着科技发展,现代生产生活对电力依赖程度越来越高,大面积停电不仅给日常生活带来不便,更对航空、铁路、城市交通、供水等造成严重影响。

国内外学者从各个方向和角度,通过理论建模和数据分析,对连锁大停电的机理展开广泛而深入的研究[1-3]。研究表明,事故往往由少数薄弱环节的故障引发,继而在电网中发生级联故障导致。研究主要集中在两大类,一类基于经典电路理论(如基尔霍夫定律)和电网电气特性的研究[4-6],关注于电网的物理特性,以阻抗或电抗作为权重,对各个元件进行详尽的数学分析,例如文献[6]构建了一种隐形故障的仿真模型,主要考虑断路器和继电保护设备的拒动或误动。这类在分析节点数较大的网络时会消耗大量的计算机资源。另一类基于电网拓扑结构的分析[3,7-9],例如文献[3]研究了不同网络拓扑结构和增长模式对级联故障的影响,文献[9]提出了一种基于区域恶劣气候影响下的电网级联故障模型。随着研究的深入,网络模型从单一的电网模型演化为电网和信息网二元融合的网络[7-8,10-11],文献[7]在2010年发现并探索了在电网和信息网双层网络中信息网对电力网络的影响。……