基于社团结构的电力通信网可靠性评估方法

发布时间：2020-04-29 07:48

【摘要】：电力通信网是电力系统的重要组成部分,保障着电力系统的安全稳定运行。电力系统中的调度自动化、安稳控制和继电保护等电力安全生产保障系统的稳定运行都和电力通信网的安全可靠运行息息相关。随着超高压远距离输电技术的发展和成熟,更多的电力通信业务需要通过电力通信网传输,电力系统对电力通信网的依赖也日趋增大,如果电力通信网发生故障,将对电力系统造成严重破坏,甚至威胁社会的稳定和安全。因此,开展电力通信网的可靠性评估相关研究,对确保电力系统的稳定运行和增强电网健壮性具有重要意义。但是随着电力通信网的规模逐渐增加、结构愈加复杂,其上承载的各种业务的信息量也飞速增长,传统的电力通信网可靠性评估方法在时效性能方面已经无法满足现状。本文结合复杂网络中的社团结构理论,从网络局部和全局角度对电力通信网的可靠性进行全方位评估,旨在改善电力通信网可靠性评估方法的时效性。本论文首先提出一种基于社团结构的节点/链路可靠性评估方法,从网络局部角度评估了电力通信网可靠性。第一,建立了电力通信网的拓扑结构,利用复杂网络理论对电力通信网网络结构进行分析,之后通过社团挖掘算法对电力通信网的社团结构进行挖掘,基于社团结构,构建了电力通信网节点/链路可靠性指标,最后通过仿真验证了节点/链路可靠性评估方法的合理性。随后提出了一种基于社团结构的电力通信网全端可靠性评估方法,从全局角度评估了电力通信网的可靠性。首先介绍了考虑节点/链路失效的全端可靠性计算方法,之后根据电力通信网社团结构,利用分治思想改进了全端可靠性计算方法,最后利用递归理论改进了全端可靠性计算中的不交和算法。通过仿真验证了本论文的全端可靠性评估方法在空间复杂度、时间复杂度和结果准确性上均有较大改进。通过上述研究,本论文对传统的电力通信网可靠性评估方法进行改进,建立了高效的电力通信网节点/链路可靠性指标,同时改进电力通信网全端可靠性计算方法,使之适用于广域电力通信网的可靠性评估。从网络的局部和全网效能维度,多角度地评估了电力通信网的可靠性。
【图文】：

社团结构将网络中的顶点分配到不同的组中，其中组内节点之间相较逡逑于组间节点连接紧密，组间节点连接相较组间连接稀疏。拥有社团结构的网络如逡逑图２－１所示，该网络具有三个小型社团，社团内部联系紧密，社团之间联系相对逡逑松弛。不同社团结构在具体的实际网络中有着不同的意义：在学术网中，不同社逡逑团可能代表不同的学术领域或研宄范围；在互联网中，不同社团可能代表了不同逡逑内容主旨的主页。对于网络中社团结构的进行拓扑结构研宄，有助于理解整个复逡逑杂网络的特征结构和传播特性。逡逑／／、逡逑一ｚ夕逡逑图２－１具有３个小型社团结构性质的网络逡逑社团结构是一个相对化的网络概念，没有具体的形式化定义。它主要描述的逡逑是一类内部连接紧密程度高于外部的节点群。较为常用的是基于相对连接频数的逡逑定义：网络中的顶点可以分成不同的子网络，子网络内部的节点连接稠密而子网逡逑络之间的节点连接稀疏［２８］。为了量化描述定义中的“稠密”和“稀疏”，数学家逡逑们定义了强社团和弱社团的概念，这类定义使得社团结构可被定量衡量，同时为逡逑后来社团挖掘算法的提出和发展提供了数学定量化的指标。逡逑本文中借用Ｒａｄｉｃｃｈｉ提出的社团数学化定义［３叱定义如下所示：逡逑对于一个网络Ｇ中

信网社团结构进行挖掘；随后基于社团可靠度评估方法，构建了电力通信网节点逡逑／链路可靠度评估方法；最后通过仿真验证了评估方法的可用性，具体实现思路逡逑如图３－１所示。该评估方法将网络中的区域结构引入到电力通信网个体结构——逡逑节点／链路的可靠性评估体系中，既考虑网络个体所处的局部环境对个体可靠性逡逑的影响，又通过社团结构简化了广域电力通信网拓扑复杂度，提高了节点／链路逡逑可靠性评估的速率。逡逑基于社团的节点可逡逑靠性指标逡逑信邋ｉｉＴｉ逡逑点可靠性分析逡逑逦；逦模型逡逑１邋ｍｍ邋－：团结构模型Ｉ邋＇，；团可｜｜分析逡逑电力ｉｉ信网链逡逑社团挖掘算法逦构建社团可靠性逦？邋＊逡逑指标逦——＾——逡逑基于社团的链路可逡逑靠性指标逡逑图３－邋１构建节点／链路可靠性指标思路逡逑３．２电力通信网网络拓扑结构建模及分析逡逑１９逡逑
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN915.853;TM73

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本文编号：2644377