[发明专利]一种面向QoS控制的特高压电网系统保护业务路径规划方法

说明书

本发明公开了一种面向QoS控制的特高压电网系统保护业务路径规划方法，属于电力信息通信技术领域。具体技术方案是：步骤一，对系统保护业务QoS参数定义；步骤二，面向QoS控制的特高压电网业务路径规划问题建模；步骤三、基于区分的主用路径和备用路径QoS控制规划算法。本发明结合特高压电网业务通信路径承载交叉的特点，提出了一种面向QoS控制的特高压电网系统保护业务路径规划方法。首先，兼顾业务特征构建节点和链路风险，并进一步提出了网络综合风险和相似度两个QoS指标；进一步针对业务的主备路径，构建了风险最小化的模型。之后，针对模型提出了一种基于区分的主备路径QoS控制规划算法，实现满足各种QoS参数要求的独立的主备路径规划。

技术领域

本发明涉及电力信息通信领域，并且更具体地，涉及一种面向QoS控制的特高压电网系统保护业务路径规划方法。

背景技术

近年来，随着经济发展，建立低损耗、长距离、大容量的输电系统已成为我国电网发展的必然要求。特高压输电网除了能够满足长距离大范围的传输要求，还可以提高电网的安全性、经济性和配置资源能力，是建设智能电网和全球能源互联网的关键。由于特高压电网的建设以及电网规模的逐步扩大，传统的电力系统保护策略和保护方式已逐渐无法满足需要，为了实现对电力系统的有效保护，构建实时、智能系统保护已成为当前有效的保护方式之一。系统保护，是针对过渡期电网特性深刻变化，利用最新的信息通信和保护控制技术，在加强第一道防线、拓展第二道防线、衔接第三道防线的基础上，构建具有高可靠性、高安全性潜质的新一代大电网安全综合防御体系。为了实现这种智能的保护，需要建立一种高速、实时、安全、可靠的电力通信网络，以支撑交直流协控、抽蓄控制、精准切负荷、全景状态感知等系统保护功能，保障智能电网安全稳定运行，并为未来全球能源互联网的通信网构建提供一种可行的构建方案。

当前，系统保护业务的路径往往包括主用路径和备用路径，且一旦确定后就不再更改，以保证系统的稳定性。在规划是，保证系统保护的业务路径QoS(Quality of Service服务质量)，是实现业务快速可靠的传输、提高通信资源利用率、降低系统保护通信网络风险的有效手段。在系统保护中，QoS要求即需要控制主站和协控站通信设备均要满足“双路径、双设备、双电源”，也需要满足时延、站点等级，风险等要求，从而使得网络可以缩短故障恢复时间、提高业务的可靠性，减小网络故障的影响。如当主用路径出现故障时，可迅速将业务路径切换到备用，省去路径寻找过程，因而可以大大缩短业务恢复时间。因此，对业务路径的QoS进行控制，进行主备双路径规划方法的研究，对于降低系统保护通信网的运行风险具有实际意义。

在特高压电网中，系统保护业务在实现高电压等级站点之间的通信时，由于传输距离过远，需要中途借道低电压等级站点进行迂回传输，从而产生了节点等级的交叉。一般电压等级越低，承载关键业务的风险也大，而目前现有的电力通信网路径研究很少有针对这种情况下的业务规划。因此，需要针对特高压的迂回风险等级，提出面向QoS控制的保护业务路径规划方法，针对主/备用路径规划相交度尽可能小的路径，降低主/备用路径同时发生故障的可能性。

专利公开号为CN105306364A的《基于业务重要度的电力通信业务路径分配方法》专利，公开了一种基于业务重要度的电力通信业务路径分配方法。首先，对电力通信路径网络进行网络简化，设置源节点和目标节点，根据不同电路传输路径寻找K条路径，对每条路径设置对应的重要度，其中K≥1；然后根据电力通信路径网络可靠性分析模型得到逻辑映射矩阵G，以及阈值TH，并根据逻辑映射矩阵G和阈值TH，寻找完备集合CS和寻找联系集合TS；最后，利用业务节点风险度代替节点可靠性，同时利用业务路径风险度代替边可靠性，最终计算可靠性数值，从而获取电力通信路径网络最佳路径。

该技术方案基于业务重要度合理规划业务路径，将系统集中风险变为分散风险，对业务过度集中导致的风险防控具有重要意义。但该方法没有考虑节点设备和链路的权重。