[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

本發明公開了屬于電力通信網絡建模技術領域的一種考慮重疊社團的電力通信網絡建模方法。基于實際通信網的網架結構特點，利用點邊圖轉換以及馬爾科夫聚類算法對電力網進行社團劃分，進而確定社團重疊節點，依據重疊社團節點建立通信網模型，進而構建了電力通信網絡系統層級拓撲結構與耦合關系。按本文所述方法得到的建模結果，很好地反映出實際的組網特征，進一步揭示出電力通信網絡的特點，可為電網工作人員提供較為準確的仿真數據，具有很強的現實意義。

技術領域

本發明屬于電力通信網絡建模技術領域，特別涉及一種考慮重疊社團的電力通信網絡建模方法。

背景技術

近年來，隨著信息通信技術的飛速發展，智能電網的建設提速，通信網在電網規劃與調度中發揮的作用越來越大。電力網與通信網深度融合勢在必行，建立更接近實際的電力通信網絡模型是研究的基礎。

目前用于電力通信網絡建模的方法主要有復雜網絡方法和混合建模方法兩大類。復雜網絡方法包括相依網絡法、仲裁網絡控制法、關聯矩陣構造法等。其中以相依網絡法應用最為廣泛。相依網絡法是將電力網與通信網抽象為雙層網絡耦合，根據其耦合特性以及可靠性來分析其自身規律，但只是根據假設規則構建電力層與通信層的連接拓撲，考慮建模因素較少，不利于深入研究。混合建模方法主要包括有限狀態機法、多Agent智能仿真法、混合邏輯動態法等。多Agent智能仿真法因其建模簡單且效果良好而成為電力通信網絡建模的重要方法，但是較少研究考慮通信網與電力網的拓撲結構，忽略實際通信網的網架架構與構建規律，使得模型脫離實際，實用性較差。

針對現有電力通信網絡建模方法存在的不足，本發明提出一種考慮重疊社團的電力通信網絡建模方法，依據重疊社團理論，從實際通信網與電力網拓撲結構出發，構建電力通信網絡模型，使其更符合實際的電力通信網絡，更準確地反應出實際網絡的拓撲特性。

發明內容

本發明的目的在于提出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。

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；應用重疊社團理論能較好地體現該現象，使模型建立更合理，更接近實際網絡。

根據實際通信網多層次、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。

所述重疊社團查找算法搜索重疊節點的具體步驟為：