[发明专利]一种电力系统的通信网络结构建立、优化方法

说明书

本发明公开了一种电力系统的通信网络结构建立、优化方法，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；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，构建链路，对有效图阻抗特性进行改进；优化网间鲁棒性：在相邻网络间采用节点互联机制，分别使用随机几何图方法和相对邻居图方法确定网间矩阵，对有效图阻抗特性进行改进；计算分别使用随机几何图方法和相对邻居图方法确定网间矩阵时构建的新建链路的成本，选取成本投入小的方法形成的网络连接方式构建的网络结构。

技术领域

本发明涉及一种电力系统的通信网络结构建立、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。

同时，现有技术虽然大量对网络通信进行鲁棒性优化的文献，但是兼顾鲁棒性及建设成本，且针对于电力信息通信机房网络特性的网络构建方法仍未出现。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了提供一种电力系统的通信网络结构建立、优化方法，本发明基于上述鲁棒性优化方法，在考虑建设成本的基础上，确定电力通信机房网络的实际拓扑连接结构，使其兼顾鲁棒性及建设成本，有助于满足未来智能电网互联互通、调控一体化的发展要求。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种电力系统的通信网络结构建立、优化方法，具体包括以下步骤：

(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，分别使用随机几何图方法和相对邻居图方法确定网间矩阵，对有效图阻抗特性进行改进；

(4)计算分别使用随机几何图方法和相对邻居图方法确定网间矩阵时构建的新建链路的成本，选取成本投入小的方法形成的网络连接方式构建的网络结构。

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。