[發(fā)明專利]一種基于模塊度劃分通信社團的全端可靠性計算方法

有效

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• 申請日: 2017-11-27
• 公開（公告）號: CN107944705B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 董剛松;郝洋;邵奇;王正;宋騰;趙景隆;申京
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)河南省電力公司信息通信公司;國家電網(wǎng)公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/00;G06Q50/06
• 代理公司: 鄭州博派知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 41137
• 代理人: 榮永輝

本發(fā)明公開了一種基于模塊度劃分通信社團的全端可靠性計算方法，包括基于模塊度的電力通信網(wǎng)社團劃分和基于最小路集的全端可靠性計算，通過社團劃分的方式，顯著降低了網(wǎng)絡(luò)拓撲的復(fù)雜程度，通過空間分解，大大減少了網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)空間，在一定程度上緩解了“狀態(tài)空間爆炸”問題,從而減少算法在查找最小路集上花費的時間。通過模塊度劃分出的通信社團內(nèi)部拓撲結(jié)構(gòu)復(fù)雜度遠低于整張電力通信且相互獨立，對其內(nèi)部的全端可靠性分析引入并行計算，最終得出的通信社團連接拓撲結(jié)構(gòu)也較為簡單，對其全端可靠性的分析時間消耗較少。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及全端可靠性計算方法技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于模塊度劃分通信社團的全端可靠性計算方法。

背景技術(shù)

隨著電力通信網(wǎng)的規(guī)模逐漸增加、結(jié)構(gòu)愈加復(fù)雜，其上承載的各種業(yè)務(wù)的信息量也飛速增長，電力通信網(wǎng)面臨的風(fēng)險也有增無減。電網(wǎng)對通信網(wǎng)的依賴使其可靠性研究處于相當(dāng)重要的地位。全端可靠性是指整個網(wǎng)絡(luò)中全部的節(jié)點間保持連通的概率，是現(xiàn)今較流行的可靠性評估方法。但傳統(tǒng)的全端靠性評估通常是利用概率分析的方法，從局部簡單網(wǎng)絡(luò)的全端可靠性計算來推導(dǎo)系統(tǒng)的情況，這種計算方法結(jié)果精確，但僅適用于小規(guī)模網(wǎng)絡(luò)。而我國的電力通信網(wǎng)已逐步發(fā)展成為大規(guī)模復(fù)雜系統(tǒng)，傳統(tǒng)的全端可靠性計算方法無法準確評估省級及其以上的大范圍的電力通信網(wǎng)全端可靠性。本發(fā)明提出一種基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的全端可靠性計算方法，對廣域電力通信網(wǎng)全端可靠性進行評估。

基于連通性的網(wǎng)絡(luò)可靠性分析是網(wǎng)絡(luò)可靠性研究中的經(jīng)典問題。如何準確計算全端可靠性是個NP-hard問題。目前，針對全端可靠性計算主要集中于3種方法，一是基于最小割的全端可靠性計算，二是基于最小路集的全端可靠性計算，三是利用全端可靠性上下界逼近值近似代替全端可靠性。這些方法主要適用于節(jié)點數(shù)量少，網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)簡單的網(wǎng)絡(luò)，而對于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，這些計算方法就會暴露出計算速度慢，算法代價高的缺點。本發(fā)明基于復(fù)雜網(wǎng)路理論，提出一種適用于復(fù)雜的電力通信網(wǎng)絡(luò)的全端可靠性計算方法。利用電力通信網(wǎng)聚類系數(shù)大的特點，對電力通信網(wǎng)聯(lián)系緊密的節(jié)點進行聚類，簡化網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，再對簡化后的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)進行全端可靠性計算，以此值描述復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的全端可靠性。

為了解現(xiàn)有電力通信網(wǎng)中對復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的可靠性計算方法和技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，對已有的論文和專利進行了檢索、比較和分析，篩選出如下與本發(fā)明相關(guān)度比較高的技術(shù)信息：

技術(shù)方案1：專利公開號為CN103927691A的《一種全電壓等級可靠性評估方法》，該發(fā)明涉及電力系統(tǒng)中一種全電壓等級可靠性評估方法，分析電網(wǎng)拓撲，將電網(wǎng)分為發(fā)電系統(tǒng)、輸電系統(tǒng)，變電站主接線及配電系統(tǒng)，對發(fā)電系統(tǒng)、輸電系統(tǒng)開展全負荷情況的可靠性評估，并將發(fā)電系統(tǒng)、輸電系統(tǒng)節(jié)點可靠性指標(biāo)作為配電系統(tǒng)等效電源參數(shù)，建立變電站主接線等效模型，添加至配電系統(tǒng)中，采用最小割集法確定配電系統(tǒng)可靠性指標(biāo)，最終確定全電壓等級可靠性指標(biāo)。

技術(shù)方案2：專利公開號為CN104636993A的《配電系統(tǒng)可靠性算法》，本發(fā)明公開了一種配電系統(tǒng)可靠性算法，包括：第一步，假設(shè)所有變電站全停，通過計算得到每個負荷點由分布式電源單獨供電的概率；第二步，搜索正常的最小路集，為了區(qū)分變電站和分布式電源，將最小路集標(biāo)記為常規(guī)最小路集和備用最小路集，并對備用最小路集添加有效概率的屬性；第三步，用常規(guī)最小路集生成最小割集，計算每個最小割集的可靠性參數(shù)；第四步，依據(jù)備用最小路集修正最小割集的可靠性參數(shù)；第五步，計算負荷點可靠性指標(biāo)；第六步，計算系統(tǒng)可靠性指標(biāo)。

技術(shù)方案1能夠?qū)崿F(xiàn)對全電壓等級的可靠性評估，能提高電力系統(tǒng)可靠性評估水平。但是所采用的最小割集法不適用于大型復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。

技術(shù)方案2采用最小路集及最小割集改進算法，綜合考慮了計劃檢修和開關(guān)切換時間的情形，在保證配電系統(tǒng)可靠性計算要求的前提下，大大節(jié)省了計算時間。但是在大型復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中，最小路集算法并不適用，計算速度慢且代價高。

綜上所述，目前已有的發(fā)明專利中對電力通信網(wǎng)的全端可靠性計算方法考慮不足，對于大型網(wǎng)絡(luò)來說，準確計算全端可靠性是NP-hard問題，因此這些方法并不適用于大型復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。

發(fā)明內(nèi)容