● 摘要
随着经济的不断发展和人们对电力要求的不断提高，电力网络变得越来越复杂。并且，随着智能电网的提出，电力网络必将和通信网络等其他网络存在更加复杂的关系，形成一种新型的电力网络。针对这些新的情况，通过传统电力网络的方法来研究电力网络的可靠性，将会变得越来越困难。实际上，电力网络本身就是一个高维的强非线性的复杂网络。因此，通过复杂网络的方法来对整个电力网络中的故障传播进行研究将成为一个重要的课题。
本文通过建立不同的网络模型，分别研究了网络中的故障不传播、故障局域传播及故障非局域传播时，整个网络的可靠性。
首先，本文研究了当不考虑故障传播时，以节点达到寿命而失效作为故障注入，不同网络之间耦合空间约束对网络可靠性的影响。按照不同的寿命分布对网络中所有节点分配寿命。随着时间的增长，网络将会由于节点达到寿命失效而发生级联失效。当网络达到稳定时，确定网络的寿命及可靠度。我们研究发现网络的可靠性随着耦合距离的增大而减小，并且存在最优的耦合距离使网络的寿命最小。
其次，考虑到在现实中，网络整体的资源是有限的，研究如何将这些资源合理的分配给网络中的节点，使得整个网络的可靠性最大是有很重要的意义。网络的总寿命是固定的，网络中的节点会由于达到其寿命而失效，进而引起整个网络的级联失效。我们通过确定不同的网络可靠性作为目标函数，通过遗传算法对网络中的节点进行寿命优化。分析网络可靠性最优时，节点的寿命分布及与其自身属性的关系。
再次，我们研究了当网络中的故障会局域传播时，网络间的耦合空间约束对网络可靠性的影响。具体为建立网络模型，初始随机注入故障，确定故障的传播率，研究当网络达到稳定时，网络的可靠性。我们发现故障在传播的过程中存在阈值，并且该阈值随空间约束的减弱而减小。
最后，我们研究了故障非局域传播时，电力网络的可靠性。通过对网络中的每个节点注入故障，引起网络中的潮流重分配，进而使网络中其他节点超过其容许上限发生故障，确定网络中节点故障的相关性。建立包含节点故障相关性的可靠性模型，随机注入初始故障后，研究级联失效后，网络的可靠性。
复杂网络理论在过去的几年中被广泛的应用到电力网络中。针对现在电力网络与通信网络等的相互依赖，而形成的新型电力网络，通过复杂网络的理论研究新型电力网络的可靠性将有着重要的意义。