基于元胞自动机的电力信息物理系统连锁故障仿真分析

摘要

基于复杂型元胞自动机原理,对电力信息物理系统(CPS)连锁故障特征进行初步分析,将电力物理元件与信息网络元件元胞化,分别建立物理元胞自动机模型和信息元胞自动机模型.在不考虑复杂链路流量平衡约束条件以及信息元胞具体故障事故的情况下,采用元胞的安全漏洞利用难度系数、风险传递概率、跨空间故障传播概率等建立电力CPS连锁故障模型.通过搭建30节点电网所对应的信息网链路拓扑,采用一对一耦合关系对该CPS模型进行仿真,最终输出相应时刻电力系统的故障规模以及可视化的故障分布.最后对比分析在不同初始故障、故障持续时间、CPS耦合强度、信息元胞自愈系数的场景下的故障概率、故障规模以及故障扩散速率,以此对电力CPS的故障预防、诊断提供可行性建议.