[發明專利]面向區域電網CPS穩定控制的邊緣計算優化配置方法

有效

• 申請號: 202011271139.1
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN112383433B
• 公開（公告）日: 2022-01-14
• 發明（設計）人: 楊挺;張東
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H04L41/0823
• 分類號: H04L41/0823;H04L41/083;H04L41/142;H04L41/12;H04L41/14
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 杜文茹

1.一種面向區域電網CPS穩定控制的邊緣計算優化配置方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)分別進行端到端的信息實時度λ_delay、信息準確度λ_error和信息完整度λ_loss指標量化計算，并采用小干擾電壓變化觀測方法量化電力穩定性標度λ_phy；

2)綜合信息物理系統CPS網絡中對信息穩定性和電力穩定性的量化分析，考慮信息側和電力側的約束條件，建立基于信息-電力混合熵理論的邊緣計算節點部署配置模型；包括：

綜合信息穩定性和電力穩定性的量化分析，得到區域電網CPS信息-電力穩定度公式為：

式中，λ_mn為區域電網CPS中邊緣計算節點m與終端設備n間的信息-電力穩定度；λ_phy,m為邊緣計算節點m的電力穩定性標度；λ_delay,mn、λ_error,mn和λ_loss,mn分別為邊緣計算節點m與終端設備n的信息實時度、信息準確度和信息完整度；

熵用于對系統穩定性判定，熵值越大，則說明該系統穩定性越強，因此構建基于信息-電力混合熵理論的邊緣計算節點部署配置模型；邊緣計算節點部署配置模型的目標函數為：

式中，為信息-電力穩定度λ_mn歸一化數值，N為邊緣計算節點m所在區域內終端設備個數；F為信息-電力混合熵值；λ_cby,m為中間變量，是邊緣計算節點m的信息穩定性標度；

邊緣計算節點部署配置模型的約束條件為：

模型約束集分別從信息與電力兩方面設立，其中信息層面的約束數值為鏈路利用率上限時延上限誤碼率上限和丟包率上限信息層面的各參數均不能違背各自的閾值上限；電力物理層面約束則考慮機組出力與支路潮流約束，其中和P_G,h分別為機組h出力上下限，而支路潮流P_ij限制約束則維持在限制范圍內；

3)采用二進制粒子群算法求解邊緣計算節點部署配置模型。

2.根據權利要求1所述的面向區域電網CPS穩定控制的邊緣計算優化配置方法，其特征在于，步驟1)所述的信息實時度λ_delay指標量化計算：是將匯聚網絡流端到端時延概率分布近似為Pareto分布模型為：

式中，λ_delay,ij為節點i和節點j的端到端的信息實時度；p_delay,ij為節點i和節點j的端到端時延概率分布；τ_ij^min為端到端的最小時延；τ_ij為端到端通信時延；指數ξ取值根據網絡重載至輕載情況下進行固定，取值范圍為[10,30]。

3.根據權利要求1所述的面向區域電網CPS穩定控制的邊緣計算優化配置方法，其特征在于，步驟1)所述的信息準確度λ_error指標量化計算表達式為：

式中，λ_error,ij為節點i和節點j的端到端的信息準確度；p_error,ij為節點i和節點j的端到端誤碼率；r_ij為節點i與節點j間通信鏈路信噪比，取值為服從正態分布的隨機數；erfc()為互補誤差函數，參數σ₁和參數σ₂與數據調制方式相關，當采用正交相移鍵控數字調制時，σ₁＝σ₂＝0.5，則信息準確度指標量化計算表示為：