巴西电网的复杂网络分析

电网及其他输送网络在过去几十年中引起了网络文献的一些关注。尽管电网动态由计算机系统和人工操作员控制，但此类网络的静态特征仍可加以研究和分析。本文研究了巴西电网（BPG）的拓扑结构。我们从ONS（国家电力系统运营商）获取了BPG的空间结构，包括高压输电线路、发电站和变电站。局部低压变电站和本地电力输送以及网络的动态特征未被纳入。我们分析了BPG的复杂网络，并识别了主要拓扑信息，如平均度、度分布、网络规模和聚类系数，以刻画该复杂网络。我们还检测了网络上的关键位置，从而确定了更易导致级联故障甚至大停电的薄弱点。令人惊讶的是，由于网络拓扑和物理结构的特性，我们表明BPG对随机故障具有鲁棒性，因为随机移除链路并不会显著影响最大连通簇的规模。我们观察到，当随机移除一部分链路时，网络可能瓦解为更小且不连通的部分，然而电网的最大组成部分仍保持连通。我们相信，即使是对网络拓扑的静态研究，也有助于识别危急情况，并预防网络故障和可能的大停电。