[發明專利]基于復雜系統理論的電力通信網脆弱性評估方法和系統

在審

• 申請號: 202010925837.2
• 申請日: 2020-09-04
• 公開（公告）號: CN112149967A
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 郭舒毓;苗世洪;孫芊;牛榮澤;王磊;馬建偉;李豐君
• 申請（專利權）人: 華中科技大學;國網河南省電力公司電力科學研究院;國網河南省電力公司;國家電網有限公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06;G06F17/16;G06F17/18
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 胡秋萍;李智

本發明公開了基于復雜系統理論的電力通信網脆弱性評估方法和系統，屬于配電網優化運行領域。通過考慮電力傳感通信網布局原則，建立電力通信網拓撲模型；基于復雜系統理論，建立傳感通信網節點脆弱性評估指標集；將電力通信網鄰接矩陣代入節點脆弱性評估指標集，求得各節點的指標得分。采用層次分析法獲得主觀權重，熵權法和離差最大化法獲得客觀權重，基于不確定正態云組合權重法獲得各節點脆弱性排序，根據排序結果，對脆弱度較高的節點進行重點關注，能夠有效評估電力傳感通信網各節點脆弱性，防止節點故障或收到攻擊導致電網大范圍故障，提高了電網可靠性與穩定性。

技術領域

本發明屬于配電網優化運行領域，更具體地，涉及基于復雜系統理論的電力通信網脆弱性評估方法和系統。

背景技術

相較于傳統配電網，智能電網的發展趨勢日益凸顯，使得一次電網的可靠性更加依賴于電力傳感通信網的穩定性與安全性，因此，電力傳感通信網的脆弱性問題受到了廣泛關注。

現有技術中，廖一名于2019年提出一種基于邊臨毀度的電力通信網脆弱性分析方法，該方法通過考慮邊臨毀度指標和網絡損失度指標，對電力通信網各節點進行脆弱性評估與分析。然而，該方法沒有充分考慮電力通信網的拓撲特性，且指標選取較為單一，評價結果不夠客觀與全面。

針對電力傳感通信網的節點脆弱性問題，基于復雜系統理論，從網絡的視角評估傳感通信網的節點脆弱性逐步受到關注。拓撲是傳感通信網最直觀、本質的屬性，通信業務的有效傳輸建立在可靠的物理網絡基礎上。除此之外，恐怖襲擊、惡意攻擊等攻擊者難以獲取具體的通信業務運行方式，網絡脆弱節點更容易成為其攻擊對象。

發明內容

針對現有技術的缺陷和改進需求，本發明提供了基于復雜系統理論的電力通信網脆弱性評估方法、系統，其目的在于能夠有效評估電力傳感通信網節點脆弱性。

為實現上述目的，按照本發明的第一方面，提供了一種基于復雜系統理論的電力通信網脆弱性評估方法，該方法包括：

S1.構建電力通信網拓撲模型的無向無權圖，基于復雜系統理論選取反映電力通信網拓撲特性的電力通信網節點脆弱性評估指標；

S2.基于無向無權圖對應的鄰接矩陣，計算電力通信網各節點脆弱性評估指標值；

S3.通過主觀賦權法確定各節點脆弱性評估指標的主觀權重，通過客觀賦權法確定各節點脆弱性評估指標的客觀權重；

S4.通過逆向云生成算法將各種主客觀權重進行不確定正態云組合，生成正態云模型組合權重；將正態云模型組合權重與各節點的各脆弱性指標值進行綜合決策，生成各節點的綜合云模型；

S5.通過計算各節點組合賦權與理想節點組合賦權之間的正態云相似度值，得到各節點脆弱性評估結果。

優選地，步驟S1中，選取的電力通信網節點脆弱性評估指標包括節點組合度數、節點通信效率、基于介數的節點重要度和節點聚集系數中的至少一個。

優選地，步驟S2中，所述節點組合度數計算公式如下：

其中，表示無向無權圖G的節點i的組合度數，α_s表示的權重，α₁≥α₂≥…≥α_s≥…≥0，∑α_s＝1，表示無向無權圖G的節點i的s階度，{A_s}_i表示無向無權圖G的s階鄰接矩陣A_s的第i行之和。

優選地，步驟S2中，所述節點通信效率計算公式如下：