CN103957032B - 电力耦合网络抵御级联失效负载重分配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了电力耦合网络抵御级联失效负载重分配方法。包括：将通信网络和电力网络中的设备抽象简化为耦合网络拓扑模型；根据耦合网络的特点建立节点容量模型；根据节点失效后负载的分配方法建立负载重分配模型；根据耦合网络节点失效特点建立级联失效模型；攻击通信网节点，耦合网络稳定后获取电网节点的最大功能组，选取最优负载重分配方法。本方法提高了电力耦合网络抵御级联失效的能力，有利于降低维护成本，从而提高电力***的经济效益和社会效益。

Description

电力耦合网络抵御级联失效负载重分配方法

技术领域

本发明属于电力网络和通信网络抗毁技术领域，特别涉及一种电力耦合网络抵御级联失效负载重分配方法。

背景技术

近年来，一些现实中的问题，例如交通网络的拥堵，电力网络大停电事故等，吸引了很多学者研究复杂网络理论的兴趣，极大地促进了网络科学的繁荣和发展。很长一段时间人们的研究局限于单个网络的研究，不考虑该网络对其他网络的影响和其他网络对该网络的影响。随着研究的深入，人们发现有些网络之间的关系十分密切，一个网络的特性受到另一个或几个网络特性的影响，网络之间的相互作用逐渐体现出来，我们把这种相互影响的网络称为耦合网络。电力网络和通信网络就是典型的耦合网络，电网向智能化转变，电网越智能与通信网的耦合性就越强。电力网络的正常运行需要通信网络来传送监测控制等信息，同时通信网络设备需要电力网络为其提供电力支持。通信网的节点失效有可能引起电网相关节点失效，电网失效节点反过来又可能导致通信网络的节点失效，如果这样级联下去，一个小故障最终可能对整个***造成重大影响。节点失效后的负载重分配问题是影响耦合网络的关键因素，混乱的重分配策略对级联失效的帮助很小，甚至有可能促进级联失效的发生，使耦合网络更加脆弱，本发明根据耦合网络的本身特性选择恰当的负载分配策略，提高了耦合网络抵御级联失效的能力。

发明内容

本发明的目的是提出了一种电力耦合网络抵御级联失效负载重分配方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将通信网络和电力网络中的设备抽象简化为耦合网络拓扑模型G；

步骤2：根据耦合网络的特点建立节点容量模型；

步骤3：根据节点失效后其负载的分配方法建立负载重分配模型；

步骤4：根据耦合网络节点失效特点建立级联失效模型；

步骤5：随机或蓄意攻击通信网中的节点，得到不同分配规则下级联失效结束后电网节点的最大功能组GNZP，选取最优负载重分配方法。

所述步骤1具体包括以下步骤：

步骤1.1：获取电网中正常工作的发电机和35kV及以上的变电站抽象成电力节点V_p；

步骤1.2：获取电力通信网络的通信机房和无线基站抽象成通信节点V_c；

步骤1.3：获取电网节点之间的高压输电线抽象成节点之间的边E_p，不考虑配电网和发电厂、变电站的主接线，合并同杆并架的输电线，消除自环和多重线路，至此电力网络拓扑模型构建完毕，用G_p＝(V_p,E_p)表示；

步骤1.4：获取通信节点间的通信线路或无线信道抽象成通信节点之间的边E_c，至此通信网络拓扑模型构建完毕，用G_c＝(V_c,E_c)表示；

步骤1.5：获取给各个通信节点提供电力的电网节点，抽象成电网节点到通信网节点的单向边E_pc；

步骤1.6：获取给各个电力节点提供通信支持的通信节点，抽象成通信网到电网的单向边E_cp，至此耦合网络拓扑模型构建完毕，用G＝(G_p,G_c,E_pc,E_cp)表示；

所述步骤1.2中通信节点包括：为抽象的电力节点提供通信服务的节点及业务流上行经过的节点，为抽象的电力节点以下电气设备提供通信服务的节点作为抽象通信节点的负载。

所述步骤2具体包括以下步骤：

步骤2.1：确定通信网节点的容量模型

通信网的负载依赖于电网，电网正常工作节点越多，通信网的负载越大。交替分析耦合网络的级联失效过程，设迭代N次级联失效停止，第n次迭代称为状态n；其中，n＝0，1，2，3，…，N；

在状态n单位时间内通信网承担的总业务量为：

其中：

Φ表示状态n电网中正常工作的节点集合，

k_pni表示状态_n电网节点i的连接度，

表示电网节点产生通信业务量的影响因子，

通信节点i的业务量表示为：

其中：

Ι表示状态n通信网中正常工作的节点集合，

k_cni表示状态n通信网节点i的连接度，

E_n表示Ι中节点的连接度之和，

表示通信节点承担业务量的影响因子；

每个通信节点在状态n的业务量构成通信节点负载向量其中：m_c表示通信网的节点数；

通信网节点的最大业务容量与初始负载成正比，表示为：

其中：

δ_c为通信网节点的容限系数，取值范围(0.5-1)，

CL₀₁,k_c0i为初始状态通信节点i的业务量和连接度，

W₀,E₀为初始状态通信网总的业务量和总连接度；

步骤2.2：确定电网节点的容量模型

电网的负载跟通信网关系不大，通信网的用电量远远小于整个电网的负载，所以在考虑电网负载时我们忽略通信网的影响；

电网节点i初始负载取电网正常工作时节点i近期负载的均值：

PL_0i＝(L₁+L₂+…+L_n)/n

其中：

L_n是时间段n内节点的平均负载；

状态n电网节点i负载构成电网节点负载向量：

其中：m_p表示电网的节点个数。

电网节点i的容量为：

PC_i＝(1+δ_p)PL_e

其中：

PL_e是电力节点的额定容量或额定负荷，可查阅各电网节点参数获得；

δ_p为电网节点的容限系数，取值范围(0.3-0.5)。

所述步骤3建立负载重分配模型具体包括以下步骤：

步骤3.1：确定失效的节点的集合S、正常工作节点的集合Z和网络的负载向量集合L；

步骤3.2：确定节点i失效后，在节点j上负载增量：

其中:i是失效的节点的集合S中节点，j是正常工作节点的集合Z中节点，L_i为负载向量集合L中节点i的负载，L(D_ij,θ,k_j,φ)表示负载增量定义函数，D_ij为两节点之间的距离，k_j为j的节点度，θ,φ为负载重分配影响因子，分别控制重分配的范围与均匀性，ε为负载分配系数，Ω表示所有正常工作节点的集合；

步骤3.3：计算节点j负载总增量：

其中：

Φ表示所有失效节点的集合。

步骤3.4：计算负载重分配后各节点的负载量：

L_j＝L_j+ΔL_j，

并与容量C_i比较，C_i为该节点设备的最大容量；如果L_j>C_j，视为该节点失效，在每个状态后设置失效节点的负载为0，不再参与负载重分配。

在负载重分配模型中，调节重分配范围参数θ的值，把分配规则分为最近临分配(θ＝inf)、中间情况(0<θ<inf)和全局分配(θ＝0)三种情况，inf表示正无穷大。

所述步骤4中耦合网络级联失效模型具体步骤为：

步骤4.1：攻击通信网中的节点，引起通信网节点和边的失效，直到通信网达到稳定状态，更新网间连接矩阵E_cp，称这一过程为状态1；

步骤4.2：若状态1中连接矩阵E_cp发生变化，可能引起电网网内节点和边的失效，达到稳定状态，状态数加1，判断网间连接E_pc是否改变，若有变化，更新E_pc，执行下一步；若不变则级联失效结束，跳到步骤4.4；

步骤4.3：若状态1中连接矩阵E_pc发生变化，引起通信网网内节点和边的失效，达到稳定状态，状态数加1，判断网间连接E_cp是否改变，若有变化，更新E_cp，返回步骤4.2；若不变则级联失效结束，执行下一步；

步骤4.4：耦合网络级联失效停止，获得电网节点的最大功能组GNZP，GNZP表示级联失效过程的抽象描述。

所述级联失效模型中，当分析状态n网内节点和边的失效过程时，假设另一个网络保持n-1的稳定状态不变；

在状态n，网内节点和边的失效具体为：

状态n的节点失效包括：丢失网间连接(E_cp，E_pc)节点失效、丢失网内(E_c，E_p)连接节点失效和过载失效，其过程分别用P_O，P_I和P_L表示。其中P_I和P_L是一个交互过程，丢失网内连接节点失效，会引起负载重分配导致节点过载失效，过载失效又会丢失网内连接，导致节点失效，这样作用直到稳定状态，所以状态n稳定后的最大功能组可表示为GNZ_n＝X_n-2P_OP_IP_L＝X_n-2P_OP_IL，X_n-2表示网内稳定状态n-2的最大功能组，n-2状态到n状态需要经历网内级联失效过程，P_IL为网内节点失效引起负载重分配的节点过载失效过程。

所述丢失网间连接节点失效具体为：

通信网节点丢失网间连接失效指节点失去电力支持，视为此通信节点在级联失效时间段内失效；电网节点丢失网间连接失效指节点失去通信支持，导致设备故障，视为此通信节点在级联失效时间段内失效。

所述丢失网内连接节点失效具体为：

通信网或电网节点失去与本网络其它节点的连接，成为孤立的节点，视为此节点在级联失效时间段内失效。

所述过载失效具体为：

通信网中节点过载失效指节点收到的数据包远大于其处理能力导致大量数据包被丢弃，视为此通信节点在级联失效时间段内失效；电网节点的过载失效是指变压器超过其最大容量或发电机超过其最大负荷导致设备故障，视为此电力节点在级联失效时间段内失效。

所述步骤5具体包括：

随机或蓄意攻击通信网中的节点，得到不同分配规则下稳定后电网的最大功能组GNZP，选择最优的负载重分配方法。

本发明的有益效果是针对耦合网络负载重分配不合理，引起的级联失效等事故，提出的一种电力耦合网络抵御级联失效负载重分配方法，本方法深入考虑了实施区域电网和通信网节点的拓扑结构，根据节点距离和连接度对失效节点的负载进行重分配，选取最优的分配方法，从而让耦合网络有更强的抗毁性。

附图说明

图1是电力耦合网络抵御级联失效负载重分配方法的流程图；

图2是耦合网络级联失效模型图；

图3是状态n级联失效的模型图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及取得的效果，下面结合附图，对本发明的技术方案，进行清晰和完整的描述。

下面结合附图，对优选实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

图1为本发明电力耦合网络抵御级联失效负载重分配方法的流程示意图。本发明包括一下几个步骤：

S1：将耦合网络抽象为拓扑模型；

首先获取方法实施区域电网中正常工作的发电机和35KkV以上的变电站抽象成电力节点V_p；获取电力通信网络的通信机房和无线基站抽象成通信节点V_c；获取电网节点之间的高压输电线抽象成节点之间的边E_p，不考虑配电网和发电厂、变电站的主接线，合并同杆并架的输电线，消除自环和多重线路，至此电力网络拓扑模型构建完毕，用G_p＝(V_p,E_p)表示；获取通信节点间的通信线路或无线信道抽象成通信节点之间的边E_c，至此通信网络拓扑模型构建完毕，用G_c＝(V_c,E_c)表示；获取给各个通信节点提供电力的电网节点，抽象成电网节点到通信网节点的单向边E_pc；获取给各个电力节点提供通信支持的通信节点，抽象成通信网到电网的单向边E_cp，至此耦合网络拓扑模型构建完毕,用G＝(G_p,G_c,E_pc,E_cp)表示。一个简单的实施例模型构建完毕如图2状态0所示。

S2：建立节点容量模型；

节点容量模型包括通信网节点容量模型和电网节点容量模型。由于通信网和电网是耦合网络，网络负载各有其特点。

通信网节点容量模型：

通信网的负载依赖于电网，电网正常工作节点越多通信网中的负载越大，状态n，单位时间内通信网内的总通信业务量为：

其中：

Φ表示状态n电网中正常工作的节点集合，

k_pni表示状态n电网节点i的连接度，

表示电网节点产生的通信业务量的影响因子，分别取值10和1。

通信节点i的业务量表示为：

其中：

Ι表示状态n通信网中正常工作的节点集合，

k_cni表示状态n通信网节点i的连接度，

E_n表示Ι中节点的连接度之和，

表示通信节点承担业务量的影响因子，

每个通信节点在状态n的业务量构成通信节点负载向量其中：m_c表示通信网的节点数。

通信网节点的最大业务容量与初始负载成正比，表示为：

其中：

δ_c为通信网节点的容限系数，δ_c＝0.8，

CL₀₁,k_c0i为初始状态通信节点i的业务量和连接度，

W₀,E_c0为初始状态通信网总的业务量和总连接度。

结合图2状态1图各点的网内连接和网间连接，由以上公式可得：

W₀＝140，E_c0＝12，CL₀＝(23.3,23.3,11.7,35,23.3,23.3)，

CC＝(42,42,21,63,42,42)。

步骤2.2：确定电网节点的容量模型

电网的负载跟通信网关系不大，通信网的用电量远远小于整个电网的负载，所以在考虑电网负载时我们忽略通信网的影响。

电网节点i初始负载取电网正常工作时节点i近期负载的均值：

PL_0i＝(L₁+L₂+…+L_n)/n

其中：

L_n是时间段n内节点的平均功率。

状态n电网节点i负载构成电网节点负载向量：

其中：m_p表示电网的节点个数。

电网节点i的容量为：

PC_i＝(1+δ_p)PL_e

其中：

PL_e是电力节点的额定容量或额定负荷，可查阅各电网节点参数获得。

δ_p为电网节点的容限系数，δ_p＝0.3。

根据图2状态1的耦合模型，我们赋值电网节点额定容量为：

PL_e＝(3150,6300,8000,1800,6300,5000)，赋值电网节点初始负载为：

PL₀＝(2205,4410,5600,1500,4410,3500)，得到电网节点容量：

PC＝(4095,8190,10400,2340,8190,6500)，单位为KVA。

S3：建立负载重分配模型；

本发明在通信网和电网中使用相同的负载重分配模型。

节点i失效后，节点i的负载L_i会分配给其它节点，节点j的负载增量为：

其中，L(D_ij,θ,k_j,φ)为负载增量定义函数，D_ij为i、j两节点之间的Floyd距离，k_j为j的节点度，θ,φ为负载重分配影响因子，分别控制重分配的范围与均匀性，ε为负载分配系数，Ω表示所有正常工作节点的集合。

计算节点j负载总增量：

Φ表示所有失效节点的集合。

负载重分配后各节点的负载量：L_j＝L_j+ΔL_j，令L_j与容量C_j比较，C_j为该节点设备的最大容量,如果L_j>C_j，视为该节点失效，更新负载向量，在每个状态最后把失效节点的负载设置为0。

在负载重分配模型中，把φ的值设置为1，ε的值设置为0.6，也就是节点失效后只有60％的负载能被分配到其它节点。调节重分配范围参数θ的值，把分配规则分为最近临分配(θ＝inf)、中间情况(0<θ<inf)和全局分配(θ＝0)三种情况，inf表示正无穷大。其中中间情况可以设置几个值，例如θ＝(1,2,4,10,50,100)。

S4：建立级联失效模型；

把耦合网络的级联失效过程分为几个状态，在分析状态n时，假设另一个网络保持状态n-1的稳定状态不变。

图2为耦合网络级联失效的一个示例：

状态1：通信网节点V_c1和V_c2失效，级联失效开始，与这两个节点相连接的所有网内连接和网间连接失效，节点V_c3失去与最大功能组的连接失效；

状态2：由于上一状态失去了一些网间连接，导致电网节点V_p1和V_p2失效，假设由于负载重分配导致电网节点V_p4失效，与这三点连接的所有连接失效；

状态3：电网节点失效没有进一步引起通信网节点失效，级联失效停止。

图3为每一个状态的节点的失效过程：状态n的节点失效包括：丢失网间连接(E_cp，E_pc)节点失效、丢失网内(E_c，E_p)连接节点失效和过载失效，其过程分别用P_O，P_I和P_L表示。其中P_I和P_L是一个交互过程，丢失网内连接节点失效，会引起负载重分配导致节点过载失效，过载失效又会丢失网内连接，导致节点失效，这样作用直到稳定状态，所以状态n稳定后的最大功能组可表示为GNZ_n＝X_n-2P_OP_IP_L＝X_n-2P_OP_IL。

S5：攻击通信网节点，获取电网节点的最大功能组，选取最优负载重分配方法。

攻击通信网节点时可根据地区的特点采用随机攻击和蓄意攻击。对与蓄意攻击，级联失效停止后获得不同分配规则下电网的最大功能组，选取节点最多者作为此耦合网络最优的负载重分配方法。对于随机攻击可以攻击p＝(0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9)比例的节点，获得各重分配方法下各p值的最大功能组GNZP，画出p-GNZP曲线，选取最优负载重分配方法。

下面仅以蓄意攻击结合附图2耦合网络模型加以说明，负载重分配规则取最近临分配(θ＝inf)、中间情况(θ＝1)和全局分配(θ＝0)三种情况，蓄意攻击使通信网节点V_c1和V_c2失效。按照本发明级联失效模型，通信网选最近临分配方式时，电网三种分配方法剩余的节点比例分别是0.67、0.5、0.5；通信网选中间分配情况时，电网三种分配方法剩余的节点比例分别是0.67、0.5、0.5；通信网选全局分配情况时，电网三种分配方法剩余的节点比例分别是0.67、0.5、0.5。由此可见在图2状态0的耦合模型中，电网的负载重分配方式选取最近临分配效果较好，通信网可随机选取一种分配方式。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (1)

1.一种电力耦合网络抵御级联失效负载重分配方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1：将获取通信网络和电力网络中的设备信息抽象简化为耦合网络拓扑模型G；具体包括：

步骤1.1：获取电网中正常工作的发电机和35kV及以上的变电站信息，将其抽象成电力节点V_p；

步骤1.2：获取电力通信网络的通信机房和无线基站信息，将其抽象成通信节点V_c；其中通信节点包括：为抽象的电力节点提供通信服务的节点及其业务流上行经过的节点，为抽象的电力节点以下电气设备提供通信服务的节点作为抽象通信节点的负载；

步骤1.3：获取电网节点之间的高压输电线抽象成节点之间的边E_p，不考虑配电网和发电厂、变电站的主接线，合并同杆并架的输电线，消除自环和多重线路，至此电力网络拓扑模型构建完毕，用G_p＝(V_p,E_p)表示；

步骤1.4：获取通信节点间的通信线路或无线信道抽象成通信节点之间的边E_c，至此通信网络拓扑模型构建完毕，用G_c＝(V_c,E_c)表示；

步骤1.5：获取给各个通信节点提供电力的电网节点，抽象成电网节点到通信网节点的单向边E_pc；

步骤1.6：获取给各个电力节点提供通信支持的通信节点，抽象成通信网到电网的单向边E_cp，至此耦合网络拓扑模型构建完毕,用G＝(G_p,G_c,E_pc,E_cp)表示；

步骤2：根据耦合网络的特点建立节点容量模型；具体包括：

步骤2.1：确定通信网节点的容量模型

通信网的负载依赖于电网，电网正常工作节点越多，通信网的负载越大；交替分析耦合网络的级联失效过程，设迭代N次级联失效停止，第n次迭代称为状态n；其中，n＝0,1,2,3…,N；

在状态n单位时间内通信网承担的总业务量为：

其中：

Φ表示状态n电网中正常工作的节点集合，

k_pni表示状态n电网节点i的连接度，

表示电网节点产生通信业务量的影响因子；

通信节点i的业务量表示为：

其中：

Ι表示状态n通信网中正常工作的节点集合，

k_cni表示状态n通信网节点i的连接度，

E_n表示Ι中节点的连接度之和，

表示通信节点承担业务量的影响因子；

每个通信节点在状态n的业务量构成通信节点负载向量其中：m_c表示通信网的节点数；

通信网节点的最大业务容量与初始负载成正比，表示为：

其中：

δ_c为通信网节点的容限系数，取值范围(0.5-1)，

CL_0i,K_c0i为初始状态通信节点i的业务量和连接度，

W₀,E₀为初始状态通信网总的业务量和总连接度；

步骤2.2：确定电网节点的容量模型

电网节点i初始负载取电网正常工作时节点i近期负载的均值：

PL_0i＝(L₁+L₂+…+L_n)/n

其中：

L_n是时间段n内节点的平均负载；

状态n电网节点i负载构成电网节点负载向量：

${\mathrm{PL}}_n=({\mathrm{PL}}_{n1},{\mathrm{PL}}_{n2},{\mathrm{PL}}_{n3},...,{\mathrm{PL}}_{{\mathrm{nm}}_p}),$

其中：m_p表示电网的节点个数；

电网节点i的容量为：

PC_i＝(1+δ_p)PL_e

其中：

PL_e是电力节点的额定容量或额定负荷；

δ_p为电网节点的容限系数，取值范围(0.3-0.5)；

步骤3：根据节点失效后其负载的分配方法建立负载重分配模型；具体包括以下步骤：

步骤3.1：确定失效的节点的集合S、正常工作节点的集合Z和网络的负载向量集合L；

步骤3.2：确定节点i失效后，在节点j上负载增量：

$\begin{array}{c}{\mathrm{\&Delta;L}}_{ij}=\mathrm{\&epsiv;}\&CenterDot;L_i\&CenterDot;L(D_{ij},\mathrm{\&theta;},k_j,\mathrm{\&phi;})\\ =\mathrm{\&epsiv;}\&CenterDot;L_i\frac{D_{ij}^{-\mathrm{\&theta;}}{k}_j^{\mathrm{\&phi;}}}{\underset{m\&Element;\mathrm{\&Omega;}}{\&Sigma;}{D}_{im}^{-\mathrm{\&theta;}}{k}_m^{\mathrm{\&phi;}}}\end{array}$

其中:i是失效的节点的集合S中节点，j是正常工作节点的集合Z中节点，L_i为负载向量集合L中节点i的负载，L(D_ij,θ,k_j,φ)表示负载增量定义函数，D_ij为两节点之间的距离，k_j为j的节点度，θ,φ为负载重分配影响因子，分别控制重分配的范围与均匀性，ε为负载分配系数，Ω表示所有正常工作节点的集合；

步骤3.3：计算节点j负载总增量：

${\mathrm{\&Delta;L}}_j=\underset{i\&Element;\mathrm{\&Phi;}}{\&Sigma;}{\mathrm{\&Delta;L}}_{ij}$

Φ表示所有失效节点的集合；

步骤3.4：计算负载重分配后各节点的负载量：

L_j＝L_j+ΔL_j，

并与其容量C_j比较，C_j为通信网节点的最大容量；如果L_j>C_j，视为该节点失效，在每个状态后设置失效节点的负载为0，不再参与负载重分配；调节重分配范围参数θ的值，把分配规则分为三种情况:最近临分配θ＝inf，inf表示正无穷、中间状态0<θ<inf和全局分配θ＝0；

步骤4：根据耦合网络节点失效特点建立级联失效模型；具体步骤为：

步骤4.1：攻击通信网中的节点，引起通信网节点和边的失效，直到通信网达到稳定状态，更新网间连接矩阵E_cp，称这一过程为状态1；网内节点和边的失效具体为：

状态n的节点失效包括：丢失网间连接(E_cp，E_pc)节点失效、丢失网内(E_c，E_p)连接节点失效和过载失效，其过程分别用P_O，P_I和P_L表示；其中P_I和P_L是一个交互过程，丢失网内连接节点失效，会引起负载重分配导致节点过载失效，过载失效又会丢失网内连接，导致网内连接节点失效，直到稳定状态，所以状态n结束后的最大功能组表示为GNZ_n＝X_n-2P_OP_IP_L＝X_{n- 2}P_OP_IL，抽象表示了级联失效过程；其中，X_n-2表示稳定状态n-2的最大功能组，n-2状态到n状态需要经历网内级联失效过程，P_IL为网内节点失效引起负载重分配的节点过载失效过程；当分析状态n节点和边的失效过程时，假设另一个网络保持n-1的稳定状态不变；

其中，丢失连接节点失效具体包括：

1)丢失网间连接节点失效为：通信网节点丢失网间连接失效指节点失去电力支持，视为此通信节点在级联失效时间段内失效；电网节点丢失网间连接失效指节点失去通信支持，导致设备故障，视为此电网节点在级联失效时间段内失效；

2)丢失网内连接节点失效为：通信网或电网节点失去与本网络其它节点的连接，成为孤立的节点，视为此节点在级联失效时间段内失效；

其中，过载失效为：通信网中节点过载失效指节点收到的数据包远大于其处理能力导致大量数据包被丢弃，视为此通信节点在级联失效时间段内失效；电网节点的过载失效是指变压器超过其最大容量或发电机的负荷超过其最大负荷导致设备故障，视为此电力节点在级联失效时间段内失效；

步骤4.2：上一状态中连接矩阵E_cp发生变化，引起电网网内节点和边的失效，直到电网达到稳定状态，状态数加1，判断网间连接E_pc是否改变，若有变化，更新E_pc，执行下一步；若不变则级联失效结束，跳到步骤4.4；

步骤4.3：上一状态中连接矩阵E_pc发生变化，引起通信网网内节点和边的失效，直到通信网达到稳定状态，状态数加1，判断网间连接E_cp是否改变，若有变化，更新E_cp，返回步骤4.2；若不变则级联失效结束，执行下一步；

步骤4.4：耦合网络级联失效结束，获得电网节点的最大功能组GNZP；

步骤5：随机或蓄意攻击通信网中的节点，得到不同分配规则下级联失效结束后电网节点的最大功能组GNZP，选取最优负载重分配方法。