【摘要】：能源互聯(lián)網(wǎng)被認(rèn)為是解決電力系統(tǒng)清潔能源兼容和深度高效控制的未來(lái)電力系統(tǒng)發(fā)展方向,針對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)的研究和實(shí)踐目前還處于發(fā)展起步階段,其發(fā)展路徑愈發(fā)共識(shí)、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)逐步制定、科技攻關(guān)分步開(kāi)展。電力信息融合是能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展必然趨勢(shì),但在電力信息融合過(guò)程中,多元設(shè)備、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)、實(shí)時(shí)共享以及開(kāi)放協(xié)議等將在結(jié)構(gòu)演化、電力信息交互及信息空間安全等方面帶來(lái)更多的風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)。本文前瞻性的思考了耦合能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展方向的電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)演化路徑,并從拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、交互風(fēng)險(xiǎn)和系統(tǒng)運(yùn)行等層面對(duì)其可能面臨的動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行識(shí)別和傳遞仿真,提出能源互聯(lián)網(wǎng)電力信息融合風(fēng)險(xiǎn)傳遞仿真平臺(tái)規(guī)劃設(shè)計(jì)思路。本文主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)考慮到電力系統(tǒng)建設(shè)的連續(xù)性和經(jīng)濟(jì)性,依托現(xiàn)有網(wǎng)架結(jié)構(gòu),研究能源互聯(lián)網(wǎng)宏觀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)仿真演化機(jī)制及網(wǎng)絡(luò)特征。首先,對(duì)目前能源互聯(lián)網(wǎng)宏觀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀和國(guó)外先進(jìn)電網(wǎng)的典型拓?fù)涮卣鬟M(jìn)行對(duì)比分析;在此基礎(chǔ)上構(gòu)建依托現(xiàn)有網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的能源互聯(lián)網(wǎng)“雙環(huán)骨架、分層環(huán)網(wǎng)、微網(wǎng)互聯(lián)”宏觀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)演化模型;最后,以北京電網(wǎng)為例,進(jìn)行分層分區(qū)網(wǎng)格化,并分析演化的能源互聯(lián)網(wǎng)骨干網(wǎng)絡(luò)和完全網(wǎng)絡(luò)宏觀拓?fù)涮卣鳌?2)面向能源互聯(lián)網(wǎng)電力信息融合趨勢(shì),構(gòu)建電力CPS典型二元網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)并分析網(wǎng)絡(luò)的脆弱性特征。首先,分析典型電力CPS結(jié)構(gòu)電力側(cè)和信息側(cè)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞中鸵约肮?jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)依靠策略;在此基礎(chǔ)上,以北京市220KV網(wǎng)絡(luò)為藍(lán)本構(gòu)建典型電力CPS結(jié)構(gòu),并分析其復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)特征;最后,從節(jié)點(diǎn)交互系數(shù)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)熵、節(jié)點(diǎn)中心性等3個(gè)不同側(cè)面分析典型電力CPS網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)脆弱性特征,構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)脆弱性分析流程,分析不同電力CPS網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)脆弱性。(3)構(gòu)建電力系統(tǒng)事故案例庫(kù)和風(fēng)險(xiǎn)擾動(dòng)關(guān)系分析專家?guī)?分析電力信息融合系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)擾動(dòng)關(guān)系。首先,對(duì)傳統(tǒng)電力系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外運(yùn)行事故進(jìn)行統(tǒng)計(jì)形成案例庫(kù),分析大停電事故的一般觸發(fā)演化過(guò)程,分析大停電事故演化中電力和信息交互趨勢(shì);在此基礎(chǔ)上,從環(huán)境擾動(dòng)、部件失效、交互紊亂、適應(yīng)性衰退和管理認(rèn)知缺乏等方面建立電力CPS運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)體系;最后,構(gòu)建面向能源互聯(lián)網(wǎng)的電力CPS事故系統(tǒng),采用DEMATEL-ISM模型分析電力CPS運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)擾動(dòng)關(guān)系和層次結(jié)構(gòu)。(4)以網(wǎng)絡(luò)攻擊風(fēng)險(xiǎn)為例,對(duì)面向能源互聯(lián)網(wǎng)的電力CPS風(fēng)險(xiǎn)傳遞演化過(guò)程進(jìn)行仿真。首先,分析面向能源互聯(lián)網(wǎng)的電力CPS風(fēng)險(xiǎn)傳遞交互點(diǎn)及路徑,在此基礎(chǔ)上建立電力CPS運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)傳遞仿真流程;其次,基于元胞自動(dòng)機(jī)構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)傳遞仿真架構(gòu),并對(duì)電力CPS運(yùn)行和風(fēng)險(xiǎn)傳遞過(guò)程進(jìn)行數(shù)學(xué)解析;最后,以傳統(tǒng)但也是未來(lái)將普遍面臨的網(wǎng)絡(luò)攻擊風(fēng)險(xiǎn)為例,采用元胞自動(dòng)機(jī)仿真模型,運(yùn)行于構(gòu)建的“分層自治、二元依存”局域網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),對(duì)不同攻防策略、不同節(jié)點(diǎn)自愈率和不同超限閾值下的風(fēng)險(xiǎn)傳遞情況進(jìn)行仿真。(5)在模型研究基礎(chǔ)上,提出能源互聯(lián)網(wǎng)電力信息融合風(fēng)險(xiǎn)傳遞仿真平臺(tái)規(guī)劃設(shè)計(jì)思路。從平臺(tái)建設(shè)的原則和目標(biāo)等宏觀問(wèn)題出發(fā),結(jié)合研究需要對(duì)平臺(tái)進(jìn)行中長(zhǎng)期規(guī)劃展望,在此基礎(chǔ)上分析平臺(tái)實(shí)施需求,并對(duì)框架結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)模型庫(kù)、接口等核心部分進(jìn)行設(shè)計(jì)分析,將研究成果逐步結(jié)合電網(wǎng)真實(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真,為能源互聯(lián)網(wǎng)科學(xué)發(fā)展提供仿真論證、決策支持。本文的開(kāi)展,豐富了能源互聯(lián)網(wǎng)信息物理融合和風(fēng)險(xiǎn)傳遞相關(guān)理論研究成果,對(duì)于指導(dǎo)能源互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的科學(xué)、有序發(fā)展,前瞻能源互聯(lián)網(wǎng)電力信息融合的動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn),提升能源互聯(lián)網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)提前、主動(dòng)防控水平具有一定實(shí)踐指導(dǎo)意義。
【圖文】：

第１章緒論逡逑（６）能源互聯(lián)網(wǎng)電力信息融合風(fēng)險(xiǎn)傳遞仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)逡逑首先，分析平臺(tái)設(shè)計(jì)的原則、目標(biāo)以及中遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)規(guī)劃；其次，從平臺(tái)業(yè)務(wù)流逡逑程需求、業(yè)務(wù)功能模塊需求以及非功能模塊需求等方面進(jìn)行需求分析；最后，從整逡逑體架構(gòu)、資源數(shù)據(jù)庫(kù)、平臺(tái)接口及可視化展示等方面進(jìn)行平臺(tái)設(shè)計(jì)。逡逑１．３．２主要技術(shù)路線逡逑根據(jù)上述課題的研究?jī)?nèi)容，主要采用文獻(xiàn)綜述、模型構(gòu)建、模擬仿真以及系統(tǒng)逡逑開(kāi)發(fā)等研究方法對(duì)電力信息融合風(fēng)險(xiǎn)傳遞進(jìn)行研宄。本課題研宄技術(shù)路線如圖１－３逡逑所示。本課題主要研究方法如下：逡逑

第２章能源互聯(lián)網(wǎng)電力信息融合風(fēng)險(xiǎn)傳遞基礎(chǔ)逡逑電力信息融合是能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展主要趨勢(shì)，同時(shí)也將面臨開(kāi)放、共享帶來(lái)的風(fēng)逡逑險(xiǎn)和挑戰(zhàn)，建立系統(tǒng)的理論體系對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)電力信息融合風(fēng)險(xiǎn)傳遞問(wèn)題進(jìn)行研究逡逑很有價(jià)值。本章主要從理論基礎(chǔ)角度對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)電力信息融合趨勢(shì)及挑戰(zhàn)進(jìn)行闡逡逑述，，以風(fēng)險(xiǎn)元傳遞理論為基礎(chǔ)構(gòu)建三維研究框架，并對(duì)研究過(guò)程中重點(diǎn)用到的復(fù)雜逡逑網(wǎng)絡(luò)理論進(jìn)行基礎(chǔ)分析。逡逑２．１能源互聯(lián)網(wǎng)電力信息融合及其挑戰(zhàn)逡逑２．１．１能源互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)及特征逡逑狹義的能源互聯(lián)網(wǎng)是在智能電網(wǎng)基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，主體范圍為電力系統(tǒng)，通逡逑過(guò)先進(jìn)的信息技術(shù)和電力電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)和共享［１４９＿１５１］；而廣義的能逡逑源互聯(lián)網(wǎng)則是以電網(wǎng)為核心，融合交通、能源結(jié)構(gòu)的多能融合、多網(wǎng)互聯(lián)的復(fù)雜能逡逑源網(wǎng)絡(luò)［１５２＿１５３］。逡逑￣．．云端信息互聯(lián)網(wǎng)結(jié)邐丨＿；一丨
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM73;TK01;F426.61

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2633549