[发明专利]一种适用于电力系统的网络鲁棒性优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于电力系统的网络鲁棒性优化方法。

背景技术

电力信息通信作为供电企业重要的发展基础，是实现企业管理现代化和电网调度自动化的重要技术手段，承担着生产经营等多方面业务的信息传递与交换，尤其是电力通信机房作为电力信息通信网的核心节点应当加强管理，确保电力通信的可靠运行。

目前电力信息通信机房网络互联结构多采用环形或星形拓扑结构，采用基于SDH传输设备的多业务传输交换方式。随着电力需求的增长和电网规模的扩大，临近区域内往往布设多个独立的通信机房网络，缺少不同网络间的联动机制，难以满足未来智能电网互联互通、调控一体化的发展要求。

发明内容

本发明为了解决上述问题，第一目的是提供一种适用于电力系统的网络鲁棒性优化方法，本方法区分独立网络及相邻网络两种情况，分别采用网内最优化链接选择机制和网间节点互联机制实现并优化网内及网间的机房通信节点的互联，进而增强网络的整体鲁棒性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种适用于电力系统的网络鲁棒性优化方法，包括以下步骤：

(1)基于电力通信机房网络的拓扑结构，构建通信网络拓扑结构矩阵，计算通信网络的有效图阻抗特性并将其作为衡量网络鲁棒性的标准；

(2)优化单网鲁棒性：在各独立网络中采用最优化链接选择机制，计算成对机房节点间的有效阻抗值，筛选出网络中拥有最大有效阻抗值的尚未连接的节点对，并构建链路，对有效图阻抗特性进行改进；

(3)优化网间鲁棒性：在相邻网络间采用节点互联机制，确定网间矩阵，结合相邻网络的邻居矩阵，对有效图阻抗特性进行改进。

所述步骤(1)中，确定临近区域内独立网络数量，基于各网络的拓扑结构，获得各网络内节点数量与链路数，利用图表示每个网络的拓扑结构，利用各网络内节点数量及链路数构建邻居矩阵以表征图中两两节点的连接关系。

所述步骤(1)中，计算邻居矩阵对应的拉普拉斯矩阵，在获得各个网络图的拉普拉斯矩阵计算对应矩阵的各个特征值，所述特征值的个数与节点数量相符。

所述步骤(1)中，各通信机房图的拉普拉斯矩阵标识网络内所有节点的连接特性，基于该矩阵的特征值计算各网络的有效图阻抗值，并用有效图阻抗值衡量网络鲁棒性，评价原则为有效阻抗值越小，相应的网络鲁棒性越强。

所述步骤(2)中，在各独立网络中采用最优化链接选择机制，计算成对机房节点间的有效阻抗值，在拥有最大阻抗值的节点间建立链路，进而计算更新后的各网络中节点间有效阻抗，改进有效图阻抗特性以优化单网鲁棒性。

所述步骤(3)中，在相邻网络间采用节点互联机制，选取区域内地理位置相邻的网络，两两构成互联网络，根据每个网络自身的邻居矩阵和网间矩阵，计算互联后的网络邻居矩阵。

所述步骤(3)中，通过随机几何图或相对邻居图算法确定网间矩阵。

进一步的，所述步骤(3)中，利用随机几何图方法确定网间矩阵，设定阈值，若位于不同网络中的节点距离小于该阈值时，认为两点地理位置相近，在两点间建立连接。

进一步的，所述步骤(3)中，利用相对邻居图方法确定网间矩阵，分别以不同网络中的两个节点为圆心，以两点距离为半径分别作圆，若两圆重叠区域内无其他节点时，认为两点地理位置相近，在两点间建立连接。

本发明的有益效果为：

(1)利用网络的有效图阻抗特性作为网络鲁棒性的评价标准，计算量小、计算过程简单；

(2)通过连接拥有最大有效阻抗值的节点有效地减小独立网络的有效图阻抗值，进而改善了区域内各网络的鲁棒性；

(3)利用随机几何图和相对邻居图两种方法，通过不同网络间节点的连接一方面增强了网间互联，同时由于新的连接介于地理位置较近的节点之间，也减小了链路建设开销；

(4)区分独立网络及相邻网络两种情况，分别采用网内最优化链接选择机制和网间节点互联机制实现并优化网内及网间的机房通信节点的互联，最终实现电力通信机房网络的互联互通，进而增强网络的整体鲁棒性。

附图说明

图1是本发明的工作原理图。

图2是随机几何图节点连接机制示意图。

图3是相对邻居图节点连接机制示意图。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

一种电力通信机房网络鲁棒性优化方法，包括以下步骤：