[发明专利]基于改进模块度社团划分的电力通信融合网络生成方法

说明书

本发明公开了基于改进模块度社团划分的电力通信融合网络生成方法，包括：构建电力网络拓扑结构；建立线路能量传输稳定性指标，线路在电力网络拓扑结构中的重要性指标以及线路功率介数指标；建立节点电气关联强度指标；改进复杂网络社团划分Louvain算法中用于评价社团质量的模块度，获取电气模块度；获取社团数量以及每个节点所属的社团；确定通信网络中核心层、骨干层和接入层节点数量；构建通信网络拓扑结构；构建电力通信融合网络数学模型；构建双星型电力通信融合网络和网状型电力通信融合网络数学模型；本发明提高了电力通信融合网络区域分配合理性，提出了符合实际特征的电力通信融合网络生成方法，解决了电力通信网络研究数据稀缺的问题。

技术领域

本发明涉及电力系统安全稳定运行技术领域，特别是涉及到一种基于改进模块度社团划分的电力通信融合网络生成方法。

背景技术

能源互联网的核心在于信息技术和物理系统的深度耦合，作为能源互联网的“主干网”，电力系统在能源传输效率等方面拥有无法比拟的优势，搭载先进电力电子技术、信息技术和智能管理技术的信息系统介入后，电力系统正逐渐发展成为一个典型的信息物理系统，即电力信息物理融合系统(Electric cyber physical system；ECPS)，ECPS将电力物理设备进行联网，使得电力物理设备具备了计算、通信、精确控制、远程协调和自治等5大功能，同时，通过核心3C技术的有机融合和深度协作，实现了电力系统的实时感知、动态控制和信息服务，使得一体化的融合系统更加高效和可靠，具有重要而广泛的应用前景，因此，对ECPS的研究显得十分必要。

但是，由于电力系统本身所具有的关键基础设施的属性，使得电力系统所对应的电力通信网络的实际网架结构几乎不可能获取，而现有技术中所搭建的电力物理信息融合网络模型与实际系统特性存在较大的差异，所提供的基础网络结构参数很难用于ECPS后续的研究。

目前国内外学者研究电力信息物理融合系统均是基于标准算例网络，如IEEE标准网络，缺乏对实际电网的不同特征的描述。因此，有学者提出应用复杂网络模型对不同层次网络分别建模，将网络内部与相互的影响作用描述为层内连接边和层间依存边。连接边表示每层网络的内部连接关系，依存边是网络间节点的作用的接口与逻辑连接，根据相依网络建立层间依存边的数量和节点选取原则进行建模。然而，基于复杂网络的建模方法仅关注系统的拓扑连接关系，将通信传输过程抽象为节点间的相互连接线，忽略了系统的电气特性和通信传输的物理意义，与实际系统特性存在明显偏差。

因此，电力信息物理融合系统的搭建要进一步，构建一种综合考虑电网拓扑结构和物理特性的新的电力通信融合网络模型是非常有必要的。

发明内容

为克服上述技术不足，解决基于复杂网络的建模问题，本发明提出了一种基于改进模块度社团划分的电力通信融合网络生成方法，构建能对电网进行智能化管控、灵活调度，且符合实际的电力通信融合网络模型。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

基于改进模块度社团划分的电力通信融合网络生成方法，包括以下步骤；

构建电力网络拓扑结构，将电力网络抽象为一个包含电源节点、传输节点和广义负荷节点的无向无权异质图；

通过定义评估电力网络能量传输能力，电力网络中线路移除后的电力网络能量传输能力，以及电力网络某条线路移除后其邻域抗冲击能力，建立评估电力网络中线路断开后的线路能量传输稳定性指标；

通过定义电力网络中节点的拓扑连接差异性，以及与节点相关的线路的拓扑连接差异性，建立评估电力网络中节点在所述电力网络拓扑中的重要性指标以及评估电力网络中线路在电力网络拓扑结构中的重要性指标；

建立用于评估电力网络在正常运行状态下线路重要性的线路功率介数指标；