[发明专利]一种基于局部距离编码的电力系统关键节点识别方法

说明书

本发明提供一种基于局部距离编码的电力系统关键节点识别方法，包括：(1)根据电力网络的结构建立邻接矩阵，得到电力网络中的全部节点和线路数据；(2)根据步骤(1)得到的电力网络中的全部节点和线路数据，使用目标函数提取电力网络的邻近嵌入；(3)根据邻近嵌入，利用局部距离编码提取节点结构特征；(4)根据步骤(3)提取的节点结构特征关系，计算节点嵌入距离进行节点重要性排序。本发明使用邻接矩阵对电力网络建模，利用节点间邻近结构特征生成节点表示，计算局部嵌入距离得到节点重要性排序，将邻近特征与结构特征结合来生成节点表示，提高了电网关键节点的识别效果，在事故发生的最初阶段有效遏制可能产生的经济损失和社会危害。

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，具体是一种基于局部距离编码的电力系统关键节点识别方法。

背景技术

近年来，随着智能电网建设的推进，电网规模日益扩大，结构越加复杂，电力网络安全稳定运行成为各国政府高度关注的问题。在世界范围内，由于电网故障引起的大规模区域停电事件时有发生。电力系统一旦遭到各种自然灾害的冲击，极大可能引发大面积电网解列，造成重大的经济损失和严重的社会影响。例如：2016年9月澳大利亚电网系统因强台风引发的大停电事件；2019年7月美国纽约市由于变压器着火引起的大规模停电事件。大规模停电事故往往源于继电保护设备的误动作或是少量元件的相继故障，这些系统元件一般出现在系统重载线路、负荷密集区域或是潮流集中区域。在事故发生的最初阶段，及时加强监视和控制故障元件和线路，能有效提高电力系统的安全性和可靠性，降低大规模停电事件发生的概率和造成的经济损失。因此，如何识别电网系统中的关键节点，以维护系统安全稳定运行，具有重要的理论意义和实用价值。

长期以来，国内外研究学者在维护电力系统安全方面做了大量工作。文献【侯慧,张勇传,周建中,等.应对灾变的电力安全风险评估框架及其应用[J].电力建设,2010(03):1-7.】分析了现有电力系统安全风险评估体系存在的缺陷，提出应对灾变的电力安全风险评估必须引入政府和电力企业共同参与的模型，建立了新型实用化的政企合作应对灾变的电力安全风险评估体系框架。上述方法分析了电网系统的脆弱性和风险评估标准，但无法快速准确的识别出故障发生的节点，无法尽早控制和维护故障元件。文献【谭玉东,李欣然,蔡晔,et al.基于电气距离的复杂电网关键节点识别[J].中国电机工程学报,2014(1).】提取了电网特征参数中蕴含的物理信息，根据叠加原理计算得出电网节点间电气距离，建立了一种基于节点电气耦合连接度的电力系统复杂网络特性辨识模型。文献【曾瑛,朱文红,邓博仁,等.基于电网影响因子的电力通信网关键节点识别[J].电力系统保护与控制,2016,44(002):102-108.】从电力通信网与电网的特殊关系分析节点的重要性，提出电网影响因子的概念，并分析电力通信网中重要节点的分布密集状况，得到各节点在网络拓扑中的相对重要性。

以上方法在识别关键节点时只关注节点间浅显的物理连接关系，并没有深入挖掘每个节点的结构特征，有些电力节点在地理位置上虽然相距很遥远，但拥有相似的网络结构属性。如果只考虑节点之间的物理连接关系，无法准确识别出电网系统中的关键节点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有识别技术只关注节点间的邻近关系，没有深入挖掘节点间结构特征，造成识别误差较大的问题，提出了一种基于局部距离编码的电力系统关键节点识别方法。

本发明采用如下技术方案：

一种基于局部距离编码的电力系统关键节点识别方法，包括如下步骤：

(1)根据电力网络的结构建立邻接矩阵，得到电力网络中的全部节点和线路数据；

(2)根据步骤(1)得到的电力网络中的全部节点和线路数据，使用目标函数提取电力网络的邻近嵌入；

(3)根据步骤(2)得到的邻近嵌入，利用局部距离编码提取节点结构特征；