试论不同耦合方式和耦合强度对电力通信网络的影响

任旭超

（江苏省电力公司检修分公司，211102）

试论不同耦合方式和耦合强度对电力通信网络的影响

任旭超

（江苏省电力公司检修分公司，211102）

随着信息时代的完善，电力通信网络的发展地位日益提升，因此探讨不同耦合方式和耦合强度对电力通信网络的影响，对于了解电力网络现实特性具有重要的实际价值。

耦合方式；耦合强度；电力通信网络；影响

0　引言

随着电力系统的发展，智能电网已经成为社会各界关注的焦点，同时也是相关部门的重点研究对象。本文主要在电力-通信耦合网络的级联失效模型分析的基础上探讨不同耦合方式和强度与电力通信网络的影响情况，对提供电力通信网络的稳定性和质量具有较大的实际意义。

1　电力-通信耦合网络的级联失效模型概述

电力网从其构成角度分析可以将其抽象成由多个节点和边组成的一个复杂的网络，电力网的网络组成包括节点电力厂、变电站和相关的负荷以及网络边电力线。与电力网络组成类似，信息网也可以将SCADA系统、PMU以及调度中心视为网络组成中的基本节点，将通信线视为网络边。由此对其进行分析会更加有针对性和具体化。本文的研究重点在于耦合边对电力网的影响，忽视信息采集与传输的相关环节。

与电力网节点和通信网节点相比，电力通信网络边更容易出现故障问题，其主要原因在于节点处常常会有专业的工作人员进行监控，且具备较为完善全面的监视体系，从而减少了其发生事故的概率，与节点环境相反，网络线一般会设置在一些偏僻的野外，受到地域和环境等特征的影响经常演变为人为攻击的对象，进而出现各种连锁的故障，给系统带来巨大的损失。下面以网络线连锁故障为主体对模型中的基本内容进行分析：

1.1基于直流潮流的优化模型

在电力-通信耦合网络的级联失效模型中，基于直流潮流的优化模式主要是为了保障电力系统的稳定安全运行，即在电力系统出现线路故障或者节点超载时在系统网络结构和参数设定的基础上通过对发电机输出的调整，将部分负荷切掉，从而完成对电力系统的维护。在优化过程中需要涉及到一些数学模型的建立，包括经济成本最低表达、直流潮流方程、潮流平衡方程，并明确系统负荷的变化范围、发电机出力约束条件以及输电线路容量的变化范围限定等，结合系统既定参数情况以及网络结构特点，对其进行一一界定和求解，从而保证优化过程的有效性。

为了研究方便，本文作出如下假设：失效节点与调度中心的通路通信无关，失效节点不能实现电力节点信息到调度中心的传输，系统被认为处于正常的节点状态下，即并没有发现失效节点的存在。此外还要假设调度中心的系统优化只能从系统局部信息处实现。在以上假设条件下，系统发生了连锁故障与问题。

1.2　网络间失效概率

网络间的失效概率分析需要明确一个基本的认识误区，即电力节点和通信节点之间的作用关系，即在电力节点出现问题时，在合理时间范围内不一定会影响到通信节点的效能，同理在通信节点出现问题时也不一定会对电力节点造成影响。因此，当电力节点和通信节点的任意一方出现失效问题时，在调度中心均无法感知到另一方的节点信息，也无法对其实施有效控制。

在上述内容的基础上引入网络节点失效概率认识网络间的相互作用是十分必要和有效的，即当存在电力节点失效时，会以概率1-P0分析耦合通信节点的失效特征，在此基础上进一步分析影响因素P0的特征，从而可以将各种假设模型的优缺点进行统一分析。

1.3耦合方式和耦合强度

耦合方式主要包括一对一的耦合以及一对多的耦合，即在电力网络中的任意一个电力节点都对应通信网络中的唯一节点或者是通信网络中的多个节点对应电力网络中的唯一节点，由于这两种耦合方式与实践差别较大，因此本文主要采用增加耦合边的方法形成一个多耦合的网络，从而分析耦合强度对电力通信网络的影响情况，具体分析内容如下：

在一对一耦合方式的电力通信网络中，假设有n个网络节点，并且保证每一个电力网络节点均连接其对应的通信网络节点，在此基础上在电力网络中选择m的节点，在通信网络中选取w个节点，将二者的集合进行一对一的随机组合，从而可以增加出a条耦合边，从而形成多电力通信耦合网络。

1.4仿真流程

在上述过程的层层作用下和基于一些基本的假设条件，保证电力网与通信网均处于正常的工作状态下，然后将调度中心的位置用度数较大的节点进行代替，在网络系统中随机选择通信边实施断开操作，探究其失效以后对电力通信网络的影响情况，并对其现象进行记录和分析。

其次，随机选择电力网边将其断开，分析通信边的失效概率，即分析具体的影响因素p0，鉴于电力通信网络系统的影响因素较多，因此在仿真过程中要重复进行大量的实验，从而保证得到较为全面的影响因素指标。络系统出现故障。

3　结论

综上所述，在分析电力-通信耦合网络的级联失效模型的基础上，通过仿真实验探讨了耦合方式和强度对电力通信网络的影响情况，并总结出了一定的影响规律。

2　耦合方式和耦合强度对电力通信网络系统的影响

通过大量的仿真实验，参考大量的文献，发现在一对一耦合方式下，可以对网络产生积极影响的耦合方式为内在自相似耦合方式，且高介数-高度数的效果最佳。在一对多耦合方式下，随着耦合强度的增加，网络故障出现的概率先上升后下降。在，某一耦合强度a下，网络故障概率达到峰值。在一定的通信网失效比例范围内，适当增大耦合强度可以改善电力通信网的质量，抑制网

[1]董政呈,方彦军,田猛.不同耦合方式和耦合强度对电力-通信耦合网络的影响[J].高电压技术,2015,10:3464-3469.

[2]毕艳冰.面向智能电网的通信中间件的关键技术研究[D].山东大学,2013.

[3]李胜利.中压电缆载波通信在配网中的应用与研究[D].华北电力大学（北京）,2003.

[4]许堉坤.基于随机理论的电力复杂网络同步控制研究[D].东北大学,2014.

Effect of different coupling modes and coupling strength on power communication network

Ren Xuchao
（Jiangsu electric power company maintenance branch，211102）

With the development of information era, the development status of power communication network is increasing,so the effect of different coupling modes and the coupling strength of the power communication network,it has important practical value for understanding the characteristics of real power network.

coupling mode;coupling strength;electric power communication network;influence