[發明專利]一種考慮重疊社團的電力通信網絡建模方法

在審

• 申請號: 201811175527.2
• 申請日: 2018-10-10
• 公開（公告）號: CN111104722A
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 王濤;龍覃飛;顧雪平
• 申請（專利權）人: 華北電力大學（保定）
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種考慮重疊社團的電力通信網絡建模方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)基于復雜網絡理論，將電力網拓撲中的電力設備抽象為電力節點，表示電力網的節點集，將輸電聯絡線抽象為電力網連接邊，表示電力網的邊集合，得到電力網拓撲圖；

2)由于實際電力通信網絡中通信網接入層的網架結構與電力網的網架結構具有強拓撲相似性，令通信網接入層拓撲結構與電力網拓撲結構一致，即通信網接入層節點個數、拓撲連接與電力網相同，并且通信網接入層與電力網為一對一全耦合關系；

3)利用點邊圖轉換以及馬爾科夫聚類算法對電力網拓撲圖進行社團劃分，進而確定重疊社團節點并將其映射為通信網骨干層網絡的節點，再基于貪婪算法找到一組邊集，使得骨干層網絡點集間的節點相連，組成環形纏繞結構且通過的最小路徑最短，由此得到通信網骨干層拓撲結構；通信網骨干層與通信網接入層屬于部分一對一耦合關系，耦合節點為重疊節點，與電力網節點無直接耦合關系；

4)采用與步驟3)相同的重疊社團查找算法，找出通信網骨干層重疊節點將其映射為通信網核心層節點，并基于貪婪算法構建通信網核心層拓撲結構；通信網核心層與通信網骨干層為部分多對多耦合關系，耦合節點為通信網骨干層的重疊節點，但是核心層與通信網接入層、電力網無直接耦合關系；

5)根據電力網與通信網各層鄰接矩陣以及上下層對應的耦合關系，得到電力通信網絡鄰接矩陣，從而構建電力通信網絡模型。

2.基于權利要求1所述一種考慮重疊社團的電力通信網絡建模方法，其特征在于，綜合考慮實際通信網拓撲中存在社團重疊現象，即各通信骨干環之間存在交叉重疊區域，即為社團重疊區域，交叉重疊區域的節點，往往設置為省調度中心或區域調度中心，應用重疊社團理論體現該現象從而建立模型。

3.基于權利要求1所述一種考慮重疊社團的電力通信網絡建模方法，其特征在于，考慮實際通信網多層次、多業務的組網特點，將通信網分為三層，分別為接入層、骨干層、核心層，并依次建模，使模型更符合實際特征。

4.根據權利要求1所述一種考慮重疊社團的電力通信網絡建模方法，其特征在于，所述重疊社團查找算法搜索重疊節點的具體步驟為：

步驟401：定義點圖G＝(V，E)，其中V、E分別為復雜網絡的節點集與邊集，其鄰接矩陣為A，圖G進行點-邊轉換后得到新圖G_link＝(V_link，，E_link)，其中V_link、E_link分別為圖G進行點-邊轉換后得到新圖G_link的邊集和節點集，其鄰接矩陣為A_link。

步驟402：利用LHN相似度矩陣計算方法得到邊圖G_link的相似度矩陣S_link，以此衡量邊圖各個節點與其鄰居節點之間的節點相似度，計算公式為：

式(1)中，m_link表示邊圖G_link的邊數；λ_link表示邊圖鄰接矩陣A_link的最大特征值；k_link(i)為邊圖節點i的度；max(St)為矩陣St的最大元素；矩陣I表示與A_link行列數相同的單位矩陣；α為LHN相似度參數。

步驟403：利用馬爾科夫聚類算法對相似度矩陣S_link進行擴展處理，計算公式為：

式(2)中，e為擴展自乘系數；k為迭代次數。

步驟404：利用馬爾科夫聚類算法，對相似度矩陣S_link進行膨脹處理，計算公式為：

式(3)中，r為膨脹點乘系數；k為迭代次數。

步驟405：判斷相似度矩陣S_link是否滿足預定條件，若滿足，則算法結束；否則，轉步驟403，進入下一次馬爾科夫聚類算法處理。預定條件如下：

S_link^(k+1)(i，j)＝(S_link^(k+1)(i，j))² (4)

式(4)中，S_link為相似度矩陣；k為迭代次數。

步驟406：從節點冗余方面進行過度相似處理，判斷是否滿足預定條件，若滿足，按照節點所屬社團規模從大到小依次剔除自身社團的節點，直到滿足閾值。預定條件如下：

D(Vp(i))＞θ (5)

式(5)中，D(V_p(i))為點圖節點i所屬的社團數；θ為限定閾值。

步驟407：從社團冗余方面進行過度相似處理，判斷是否滿足預定條件，若滿足，對兩個社團進行合并處理。預定條件如下：

Y(C(i)，C(j))＞ζ (6)

式(6)中，C(i)為劃分后的第i個社團；Y(C(i)，C(j))為兩社團的節點相似度；ξ為所限定的閾值。

步驟408：從劃分好的點社團C中，查找出重疊社團節點，即將所屬社團數大于1的節點，歸入重疊社團節點集并輸出。