基于复杂网络理论的能源互联网通信可靠性分析

摘要

在全球能源消费需求持续增长的背景下，资源枯竭与环境污染的双重压力给经济社会发展带来了严峻的挑战。近年来，国内外对智能电网的建设趋于成熟，为电力能源的高效利用提供了技术基础。然而，随着可再生能源的广泛发展以及电气化交通网络的接入，电力网络面临着前所未有的发展瓶颈，主要表现在系统的稳定性与可靠性受到挑战。在此背景下，能源互联网（Energy Internet）的概念随之而出，在我国，能源互联网依托于传统骨干电网，接入大规模的可再生能源系统、即插即用电动汽车，并融合了交通网络与天然气网络等，是一个具有高度灵活性与实时性的复杂网络，其可靠性的要求也相对提高。
　　近年来，复杂网络理论在复杂系统的研究中有了重大突破。基于复杂网络理论研究电力通信网络的可靠性也日渐兴起，对于传统的电网研究方法来说是一个重大的突破；相比较于传统的电力通信网络，能源互联网的通信网络是更复杂的网络，更适合运用复杂网络理论来研究，因此，本文拟将复杂网络理论运用在能源互联网通信网络的可靠性分析中。
　　本文首先研究了复杂网络理论的基本概念及其特征参数，然后分析了未来能源互联网的基本特征及其通信网络所具有的小世界特性与无标度特性。接着，本文给出了一种对可靠性分层分析然后整体评估的可靠性研究方法，来分析能源互联网通信网络可靠性，其中，对于拓扑结构层可靠性采用了抗毁性、生存性相结合的方法分析。在此基础上，本文对所给出的能源互联网通信网络拓扑结构的模型进行了仿真模拟；并将此网络模型与互联网AS级拓扑和美国电力通信网络拓扑从复杂网络层面进行了各项参数比较，从而得出本文的网络模型与互联网有若干相似特性，比传统电力通信网络更符合网络通信的要求。最后，将本文的能源互联网通信模型与某省电力通信网在随机攻击与蓄意攻击两种形式下，从抗毁性和生存性方面进行了可靠性的分析比较，得出该能源互联网通信网络模型比该省电力通信网更可靠。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 研究意义与背景

1.2 国内外研究现状

1.3组织结构

1.4 本章小结

第2章 复杂网络模型概述

2.1 复杂网络理论

2.2 复杂网络特征参数

2.3 小世界效应与无标度特性

2.4 复杂网络模型

2.5 本章小结

第3章 能源互联网通信网络可靠性分析模型

3.1 能源互联网通信网络可靠性定义

3.2评价体系建立原则

3.3能源互联网通信网可靠性评价指标体系的建立

3.4 其它层可靠性

3.5 本章小结

第4章 能源互联网通信网络建模与可靠性分析

4.1 能源互联网通信网络拓扑结构建模

4.2不同规模的网络可靠性分析

4.3随机攻击与蓄意攻击可靠性分析

4.4本章小结

第5章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢