[發(fā)明專利]一種適用于電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡魯棒性優(yōu)化方法

在審

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• 申請日: 2017-01-20
• 公開（公告）號: CN106786601A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設計）人: 李冬;劉晗;牟元恩;王勇;李勇;張鹍;陳道明;石鑫磊;隋敬麒
• 申請（專利權）人: 國網(wǎng)山東省電力公司
• 主分類號: H02J3/06
• 分類號: H02J3/06
• 代理公司: 濟南圣達知識產(chǎn)權代理有限公司37221
• 代理人: 張勇

技術領域

本發(fā)明涉及一種適用于電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡魯棒性優(yōu)化方法。

背景技術

電力信息通信作為供電企業(yè)重要的發(fā)展基礎，是實現(xiàn)企業(yè)管理現(xiàn)代化和電網(wǎng)調度自動化的重要技術手段，承擔著生產(chǎn)經(jīng)營等多方面業(yè)務的信息傳遞與交換，尤其是電力通信機房作為電力信息通信網(wǎng)的核心節(jié)點應當加強管理，確保電力通信的可靠運行。

目前電力信息通信機房網(wǎng)絡互聯(lián)結構多采用環(huán)形或星形拓撲結構，采用基于SDH傳輸設備的多業(yè)務傳輸交換方式。隨著電力需求的增長和電網(wǎng)規(guī)模的擴大，臨近區(qū)域內往往布設多個獨立的通信機房網(wǎng)絡，缺少不同網(wǎng)絡間的聯(lián)動機制，難以滿足未來智能電網(wǎng)互聯(lián)互通、調控一體化的發(fā)展要求。

發(fā)明內容

本發(fā)明為了解決上述問題，第一目的是提供一種適用于電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡魯棒性優(yōu)化方法，本方法區(qū)分獨立網(wǎng)絡及相鄰網(wǎng)絡兩種情況，分別采用網(wǎng)內最優(yōu)化鏈接選擇機制和網(wǎng)間節(jié)點互聯(lián)機制實現(xiàn)并優(yōu)化網(wǎng)內及網(wǎng)間的機房通信節(jié)點的互聯(lián)，進而增強網(wǎng)絡的整體魯棒性。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

一種適用于電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡魯棒性優(yōu)化方法，包括以下步驟：

(1)基于電力通信機房網(wǎng)絡的拓撲結構，構建通信網(wǎng)絡拓撲結構矩陣，計算通信網(wǎng)絡的有效圖阻抗特性并將其作為衡量網(wǎng)絡魯棒性的標準；

(2)優(yōu)化單網(wǎng)魯棒性：在各獨立網(wǎng)絡中采用最優(yōu)化鏈接選擇機制，計算成對機房節(jié)點間的有效阻抗值，篩選出網(wǎng)絡中擁有最大有效阻抗值的尚未連接的節(jié)點對，并構建鏈路，對有效圖阻抗特性進行改進；

(3)優(yōu)化網(wǎng)間魯棒性：在相鄰網(wǎng)絡間采用節(jié)點互聯(lián)機制，確定網(wǎng)間矩陣，結合相鄰網(wǎng)絡的鄰居矩陣，對有效圖阻抗特性進行改進。

所述步驟(1)中，確定臨近區(qū)域內獨立網(wǎng)絡數(shù)量，基于各網(wǎng)絡的拓撲結構，獲得各網(wǎng)絡內節(jié)點數(shù)量與鏈路數(shù)，利用圖表示每個網(wǎng)絡的拓撲結構，利用各網(wǎng)絡內節(jié)點數(shù)量及鏈路數(shù)構建鄰居矩陣以表征圖中兩兩節(jié)點的連接關系。

所述步驟(1)中，計算鄰居矩陣對應的拉普拉斯矩陣，在獲得各個網(wǎng)絡圖的拉普拉斯矩陣計算對應矩陣的各個特征值，所述特征值的個數(shù)與節(jié)點數(shù)量相符。

所述步驟(1)中，各通信機房圖的拉普拉斯矩陣標識網(wǎng)絡內所有節(jié)點的連接特性，基于該矩陣的特征值計算各網(wǎng)絡的有效圖阻抗值，并用有效圖阻抗值衡量網(wǎng)絡魯棒性，評價原則為有效阻抗值越小，相應的網(wǎng)絡魯棒性越強。

所述步驟(2)中，在各獨立網(wǎng)絡中采用最優(yōu)化鏈接選擇機制，計算成對機房節(jié)點間的有效阻抗值，在擁有最大阻抗值的節(jié)點間建立鏈路，進而計算更新后的各網(wǎng)絡中節(jié)點間有效阻抗，改進有效圖阻抗特性以優(yōu)化單網(wǎng)魯棒性。

所述步驟(3)中，在相鄰網(wǎng)絡間采用節(jié)點互聯(lián)機制，選取區(qū)域內地理位置相鄰的網(wǎng)絡，兩兩構成互聯(lián)網(wǎng)絡，根據(jù)每個網(wǎng)絡自身的鄰居矩陣和網(wǎng)間矩陣，計算互聯(lián)后的網(wǎng)絡鄰居矩陣。

所述步驟(3)中，通過隨機幾何圖或相對鄰居圖算法確定網(wǎng)間矩陣。

進一步的，所述步驟(3)中，利用隨機幾何圖方法確定網(wǎng)間矩陣，設定閾值，若位于不同網(wǎng)絡中的節(jié)點距離小于該閾值時，認為兩點地理位置相近，在兩點間建立連接。

進一步的，所述步驟(3)中，利用相對鄰居圖方法確定網(wǎng)間矩陣，分別以不同網(wǎng)絡中的兩個節(jié)點為圓心，以兩點距離為半徑分別作圓，若兩圓重疊區(qū)域內無其他節(jié)點時，認為兩點地理位置相近，在兩點間建立連接。

本發(fā)明的有益效果為：

(1)利用網(wǎng)絡的有效圖阻抗特性作為網(wǎng)絡魯棒性的評價標準，計算量小、計算過程簡單；

(2)通過連接擁有最大有效阻抗值的節(jié)點有效地減小獨立網(wǎng)絡的有效圖阻抗值，進而改善了區(qū)域內各網(wǎng)絡的魯棒性；

(3)利用隨機幾何圖和相對鄰居圖兩種方法，通過不同網(wǎng)絡間節(jié)點的連接一方面增強了網(wǎng)間互聯(lián)，同時由于新的連接介于地理位置較近的節(jié)點之間，也減小了鏈路建設開銷；

(4)區(qū)分獨立網(wǎng)絡及相鄰網(wǎng)絡兩種情況，分別采用網(wǎng)內最優(yōu)化鏈接選擇機制和網(wǎng)間節(jié)點互聯(lián)機制實現(xiàn)并優(yōu)化網(wǎng)內及網(wǎng)間的機房通信節(jié)點的互聯(lián)，最終實現(xiàn)電力通信機房網(wǎng)絡的互聯(lián)互通，進而增強網(wǎng)絡的整體魯棒性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的工作原理圖。

圖2是隨機幾何圖節(jié)點連接機制示意圖。

圖3是相對鄰居圖節(jié)點連接機制示意圖。

具體實施方式：

下面結合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步說明。

一種電力通信機房網(wǎng)絡魯棒性優(yōu)化方法，包括以下步驟：