[發明專利]一種面向調度監控業務的電力通信網絡資源優化方法

有效

• 申請號: 201911050644.0
• 申請日: 2019-10-31
• 公開（公告）號: CN110889538B
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 湯瑋;劉康;劉旭;劉晴;石際;袁漢云;張光輝;李赟
• 申請（專利權）人: 貴州電網有限責任公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06;G06F30/20
• 代理公司: 成都拓荒者知識產權代理有限公司 51254
• 代理人: 鄒廣春

本發明公開了一種面向調度監控業務的電力通信網絡資源優化方法，其包括：博弈優化建模：將面向調度監控業務的電力通信網絡資源優化問題建模為一個非合作博弈模型，求解博弈模型，以獲得面向調度業務的電力通信網絡資源最優化的策略，即博弈均衡解。通過本發明的電力通信網絡資源優化方法可最大程度的減少干擾源對測控裝置與遠動裝置之間的雙向通信的影響，極大的提高了遠動裝置和測控裝置雙向通信的質量及實時性，進一步提高了調度監控業務的及時性、準確性和穩定性，減小電力事故的發生概率。

技術領域

本發明涉及電力技術領域，特別是涉及一種面向調度監控業務的電力通信網絡資源優化方法。

背景技術

電力系統運行時，存在大量秒級甚至毫秒級的實時業務調度需求。例如調度自動化業務，需要通過測控裝置實時采集上傳變電站內關鍵節點電流電壓功率等信息，并通過電力通信網絡下達傳輸控制指令，進行實時開關切換等操作。在安全穩定控制業務中，調控中心需根據系統運行總體情況，及時下達負荷控制指令，并通過電力通信網絡傳輸負荷控制報文，確保電網安全穩定運行。保護類業務則需要保護終端間實時通信交換電流電壓功率等關鍵信息，并在檢測到異常信息時通過斷路器等一次設備實時切斷線路，防止故障蔓延等等。

顯然，電力通信網絡在上述實時調度業務的時延，丟包等傳輸需求保障中具有重要作用，是電網安全穩定運行的重要基礎設施。然而，電力通信網絡運行過程中難以避免的存在信道隨機噪聲干擾甚至潛在攻擊者的惡意干擾攻擊等問題，導致關鍵實時業務報文傳輸與接收質量下降，報文傳輸延時超過業務允許上限，進而導致電網故障蔓延，系統失穩等一系列后果。因此，針對實時調度業務傳輸需求，開展電力通信網絡資源優化，在極端條件下保障(如惡意干擾)關鍵業務報文的傳輸可靠性與實時性，對電網安全穩定運行意義重大。

發明內容

本發明的目的在于解決上述問題，提供一種面向調度監控業務的電力通信網絡資源優化方法，以在極端條件下保障(如惡意干擾)關鍵業務報文的傳輸可靠性與實時性。

本發明的目的是這樣實現的，提供一種面向調度監控業務的電力通信網絡資源優化方法，基于IEC 61850協議的網絡通信環境，實施調度監控業務的系統包括一個遠動裝置和K個測控裝置，測控裝置通過共享N個正交信道與遠動裝置進行雙向通信，上述系統的通信環境中存在一個干擾源J，其干擾信號可能對遠動裝置和K個測控裝置雙向通信的質量及實時性造成影響；面向以上調度監控業務進行通信網絡資源優化，括以下步驟：

博弈優化建模：將面向調度監控業務的電力通信網絡資源優化問題建模為一個非合作博弈模型，具體的，博弈的參與者為K個測控裝置與干擾源J，測控裝置的策略為：第k個測控裝置在一個時隙內分配p_n^k的發射功率在第n個信道上；干擾源的策略為：分配q_n的功率在第n個信道上；遠動裝置需要在規定的業務時延內準確獲得所有K個測控裝置的狀態量信息從而對電力系統狀態進行準確估計，測控裝置的目標是使系統狀態估計成功的概率Pr^suc最大化，而干擾源的目的是最小化系統狀態估計成功率；

求解博弈模型，以獲得面向調度業務的電力通信網絡資源最優化的策略，即博弈均衡解，求解博弈模型包括：在博弈各方及其網絡狀態信息完全可知的情況下，直接通過數學推導求解上述博弈模型的解析解，得到第k個測控裝置在電力通信網第n個信道上分配的最優功率資源值為：

上式中，P^k為第k個監控裝置的最大發射功率，Φ_n^k為第k個測控裝置與遠動裝置之間第n個信道的信道增益h_n^k的期望值，β_n為干擾源與遠動裝置之間第n個信道的信道增益h_n^J的期望值，γ_n^th為遠動裝置在第n個信道的接收靈敏度，Q為干擾源的總功率。