[发明专利]一种能源互联网控制流-信息流综合可靠性分析方法

说明书

一种能源互联网控制流‑信息流综合可靠性分析方法，该方法按照信息采集、传输以及控制指令下发的信息流程，提出了以控制‑通信关联矩阵、通信‑通信关联矩阵和通信‑控制关联矩阵组成的能源互联网控制流‑信息流耦合模型。基于双流耦合控制概率推导分析通信中断对能源互联网可控性的影响，定量地计算通信阻塞下的可控概率。本发明得到链路中断情形下能源互联网节点间可控概率，该指标是对基于通信传输指令的可控性的量化度量，可应用于能源控制决策中，提高能源互联网控制可靠性。量化能源互联网节点间可控概率，为电力业务决策以及提高能源互联网控制可靠性提供一定的参考依据，保证能源互联网的控制可靠性。

技术领域

本发明涉及一种能源互联网控制流-信息流综合可靠性分析方法，属能源互联网技术领域。

背景技术

在第三次工业革命的思潮下，能源互联网的概念被提出并逐渐受到业界关注。能源互联网是能源和互联网深度融合的产物，是一种综合技术，包括多种能源供应传输技术，互联网技术、信息通信技术等。其中，信息通信技术是能源互联网架构中的中枢神经，其负责信息收集、传输和处理，是能源合理调配以满足用户用能需求的技术保障。然而在大数据时代，信息传输过程中面临的干扰更多，并且在处理过程中很容易增加工作量。因此，要适应全球能源互联网的发展、信息通信内容的快速增长、信息通信范围的大幅扩张，就要对信息通信的安全性、实时性、可靠性提出更高要求，研究其通信故障的控制可靠性势在必行。

发明内容

本发明的目的是，为适应全球能源互联网的发展，研究能源互联网通信故障的控制可靠性，提出一种能源互联网控制流-信息流综合可靠性分析方法。

实现本发明的技术方案如下，一种能源互联网控制流-信息流综合可靠性分析方法，所述方法按照信息采集、传输以及控制指令下发的信息流程，建立以控制-通信关联矩阵、通信-通信关联矩阵和通信-控制关联矩阵组成的能源互联网控制流-信息流耦合模型，通过双流耦合控制概率推导分析能源互联网可控性。

所述控制-通信关联矩阵，表示控制节点到通信节点的关联关系，当控制拓扑中一个控制节点与多个通信节点存在连接时，以概率表示其连通性。

所述控制-通信关联矩阵的形成规则如下：

(1)行数表示电力节点的个数，行号对应能源节点编号；列数表示通信网节点个数，列号对应通信节点编号；

(2)矩阵元素(i,j)表示控制节点PN_i和通信节点CN_j之间的连接关系；当控制节点PN_i只与唯一通信节点CN_j存在链接，则矩阵元素(i,j)为1，同行的其他矩阵元素(i,s)(s≠j)为0；当控制节点PN_i与n个通信节点相连时，与控制节点PN_i相连的通信节点号所对应的列号上的元素值令为1/n。

所述通信-通信关联矩阵，表示通信拓扑中通信节点之间的连接关系；关联矩阵中的矩阵元素表示通信网络节点间的连通率；连通率为通信网络当前状态下始末节点之间的有效路径数与初始状态下始末节点之间有效路径数比值。

所述有效路径的计算方法如下：

其中，K为节点间所有路径划分簇数，根据路径相关性进行划分，一般情况下相关性大于0的路径在同一簇，不同簇之间路径不相交；S_k表示第k簇路径数目；在上式中，每一簇中单条路径s以该簇最短路径为参考进行修正，令第k簇中最短路径长度，令m_ks表示第s条路径与所属第k簇最短路径重合路径的长度，l_ks表示第s条路径长度，则该式括号内即为单条路径s的有效路径数，将所有的路径有效数相加即为最终有效路径数。

所述连通率为通信网络当前状态下始末节点之间的有效路径数与初始状态下始末节点之间有效路径数比值，即：