[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

摘要

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。

主权项

1.一种面向QoS控制的特高压电网系统保护业务路径规划方法，其特征在于，包括：步骤一，对系统保护业务QoS参数定义；(1)对节点i和节点j之间的链路eij风险值定义为：RijE(t)＝PijE(t)I(eij)；节点vi的风险值定义为：RiV(t)＝PiV(t)I(vi)；PiV(t)为节点i在t时刻的故障概率，PijE(t)为链路eij在t时刻的故障概率，I(vi)为节点vi故障的严重程度，I(eij)分别和链路eij故障的严重程度；(2)对网络风险的参数定义；网络风险均值ARD(t)的定义为：网络风险均衡度OBD(t)定义为：其中为节点平均风险，为链路平均风险；网络综合风险指标CRD(t)定义为：CRD(t)＝α×ARD(t)+β×OBD(t)α为网络风险均值，β为网络风险均衡度的权重；(3)对主用路径和备用路径相似度的参数定义；针对业务s_k，主用路径和备用路径均为节点和链路的组合，定义主用路径和备用路径相似度，公式如下：其中，SDk为业务类型为k的主用路径和备用路径的相似度，olk为主用路径和备用路径的链路重叠数目，lk为主用路径链路的总数目；步骤二，面向QoS控制的特高压电网业务路径规划问题建模；针对节点和链路重要度的影响，以最小化网络综合风险值指标CRD(t)的作为主用路径的优化目标，如下所示：Min CRD(t)约束：对任意业务s_k,为任意业务s_k的主用路径通信时延，为业务s_k允许的最大通信时延，针对备用路径，选取与主用路径相似度最低的备用路径；备用路径的目标函数如下所示：约束：对任意业务s_k,其中，e为自然常数，为任意业务s_k的备用路径通信时延；步骤三、基于区分的主用路径和备用路径QoS控制规划算法；(1)在t时刻，针对需要规划业务路径的特高压站点，确定节点i和节点j间可用的不同电压等级站点构成的通信网络G＝(V,E)和所有业务集合S，进入(2)；(2)如果业务集合S已经不包含任意一条业务，算法结束，如果包含业务进入步骤(3)；(3)针对业务集合S中的第1条业务s₁的起点v_a和终点v_b，在G＝(V,E)中以时延为权重，利用Dijsktra算法计算出起点v_a和终点v_b间的最短路径，如果最短路径时延小于则放入路径集合P₁进入步骤(4)，否则输出第一条业务s₁无法规划，将s₁从集合S中删除，返回步骤(2)；(4)针对第一条业务s₁，令图G’＝G，累积变量x＝1，并在G’中按照节点编码顺序删掉除v_a和v_b外的x个节点组成，形成个拓扑组成；并针对每个拓扑，使用以时延为权重，利用Dijsktra算法计算出出v_a和v_b间的最短路径，如果最短路径存在且时延小于则放入路径集合P₁，令x＝x+1，重复步骤(4)，直至x＝N‑2，进入步骤(5)；(5)针对路径集合P1中的所有路径算CRD(t)值，并按照第一条件CRD(t)和第二条件时延进行升序排序，选择其中的第1条路径作为s1的主用路径，并将其从P1中删除，进入步骤(6)；(6)针对P₁中的每一条路径，计算上述路径和s₁的主用路径的相似度，和在网络中叠加时的值；之后，按照第一条件和第二条件时延进行升序排序，选择其中的第1条满足SD_k小于指定门限的路径作为s₁的备用路径进入(7)；(7)将s1的信息叠加于通信网络G，并将s1从集合s中删除，并返回步骤(2)。