网络隔离器：改善网络结构以提升韧性( 三 )

本文插图
图4.网络隔离器可防止电网中的级联失效
如图4子图a和b所示，这是挪威西部出现的级联故障。这种故障的蔓延在原则上可以通过对网络中不同区域进行解耦来预防，但这是并不是好的解决方法。为了满足电力需求，未来的能源系统将需要更强的连通性，而非更少。那么，构建一个网络隔离器可以完全抑制在增加连接时的故障扩散。一个完美的隔离器可以通过在挪威重建两个变电站，使它们有效地形成两个节点（如图4子图c）。子图d中引入的网络隔离器完全抑制了故障从挪威西部扩散到电网的其他部分，从而抑制了子图b中观察到的级联失效。
3.提升网络韧性的关键：调整网络结构
连通性以多种形式决定了复杂网络的韧性。正如预期的那样，将网络划分为弱耦合模块可以抑制故障从一个模块扩散到其他模块。该研究中发现，在流动网络和非线性动力系统网络中，强连通性同样可以很好地抑制故障扩散。研究证明了某些称为“网络隔离器”的子图可以产生更强的阻断效果，它完全抑制了故障在线性系统中的扩散。研究还展示了在网络中创建隔离器的简易方法以减少级联失效。这些结果拓宽了对复杂网络的大规模组织的一般看法，非常多样的结构模式存在隔离功能和提高网络韧性的能力。
【网络隔离器：改善网络结构以提升韧性】复杂科学最新论文