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基于社團(tuán)結(jié)構(gòu)的電力通信網(wǎng)可靠性評(píng)估方法

發(fā)布時(shí)間:2020-04-29 07:48
【摘要】:電力通信網(wǎng)是電力系統(tǒng)的重要組成部分,保障著電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。電力系統(tǒng)中的調(diào)度自動(dòng)化、安穩(wěn)控制和繼電保護(hù)等電力安全生產(chǎn)保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行都和電力通信網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行息息相關(guān)。隨著超高壓遠(yuǎn)距離輸電技術(shù)的發(fā)展和成熟,更多的電力通信業(yè)務(wù)需要通過(guò)電力通信網(wǎng)傳輸,電力系統(tǒng)對(duì)電力通信網(wǎng)的依賴(lài)也日趨增大,如果電力通信網(wǎng)發(fā)生故障,將對(duì)電力系統(tǒng)造成嚴(yán)重破壞,甚至威脅社會(huì)的穩(wěn)定和安全。因此,開(kāi)展電力通信網(wǎng)的可靠性評(píng)估相關(guān)研究,對(duì)確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和增強(qiáng)電網(wǎng)健壯性具有重要意義。但是隨著電力通信網(wǎng)的規(guī)模逐漸增加、結(jié)構(gòu)愈加復(fù)雜,其上承載的各種業(yè)務(wù)的信息量也飛速增長(zhǎng),傳統(tǒng)的電力通信網(wǎng)可靠性評(píng)估方法在時(shí)效性能方面已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)狀。本文結(jié)合復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的社團(tuán)結(jié)構(gòu)理論,從網(wǎng)絡(luò)局部和全局角度對(duì)電力通信網(wǎng)的可靠性進(jìn)行全方位評(píng)估,旨在改善電力通信網(wǎng)可靠性評(píng)估方法的時(shí)效性。本論文首先提出一種基于社團(tuán)結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)/鏈路可靠性評(píng)估方法,從網(wǎng)絡(luò)局部角度評(píng)估了電力通信網(wǎng)可靠性。第一,建立了電力通信網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),利用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論對(duì)電力通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,之后通過(guò)社團(tuán)挖掘算法對(duì)電力通信網(wǎng)的社團(tuán)結(jié)構(gòu)進(jìn)行挖掘,基于社團(tuán)結(jié)構(gòu),構(gòu)建了電力通信網(wǎng)節(jié)點(diǎn)/鏈路可靠性指標(biāo),最后通過(guò)仿真驗(yàn)證了節(jié)點(diǎn)/鏈路可靠性評(píng)估方法的合理性。隨后提出了一種基于社團(tuán)結(jié)構(gòu)的電力通信網(wǎng)全端可靠性評(píng)估方法,從全局角度評(píng)估了電力通信網(wǎng)的可靠性。首先介紹了考慮節(jié)點(diǎn)/鏈路失效的全端可靠性計(jì)算方法,之后根據(jù)電力通信網(wǎng)社團(tuán)結(jié)構(gòu),利用分治思想改進(jìn)了全端可靠性計(jì)算方法,最后利用遞歸理論改進(jìn)了全端可靠性計(jì)算中的不交和算法。通過(guò)仿真驗(yàn)證了本論文的全端可靠性評(píng)估方法在空間復(fù)雜度、時(shí)間復(fù)雜度和結(jié)果準(zhǔn)確性上均有較大改進(jìn)。通過(guò)上述研究,本論文對(duì)傳統(tǒng)的電力通信網(wǎng)可靠性評(píng)估方法進(jìn)行改進(jìn),建立了高效的電力通信網(wǎng)節(jié)點(diǎn)/鏈路可靠性指標(biāo),同時(shí)改進(jìn)電力通信網(wǎng)全端可靠性計(jì)算方法,使之適用于廣域電力通信網(wǎng)的可靠性評(píng)估。從網(wǎng)絡(luò)的局部和全網(wǎng)效能維度,多角度地評(píng)估了電力通信網(wǎng)的可靠性。
【圖文】:

社團(tuán),相對(duì)化,形式化定義,結(jié)構(gòu)性質(zhì)


社團(tuán)結(jié)構(gòu)將網(wǎng)絡(luò)中的頂點(diǎn)分配到不同的組中,其中組內(nèi)節(jié)點(diǎn)之間相較逡逑于組間節(jié)點(diǎn)連接緊密,組間節(jié)點(diǎn)連接相較組間連接稀疏。擁有社團(tuán)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)如逡逑圖2-1所示,該網(wǎng)絡(luò)具有三個(gè)小型社團(tuán),社團(tuán)內(nèi)部聯(lián)系緊密,社團(tuán)之間聯(lián)系相對(duì)逡逑松弛。不同社團(tuán)結(jié)構(gòu)在具體的實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中有著不同的意義:在學(xué)術(shù)網(wǎng)中,不同社逡逑團(tuán)可能代表不同的學(xué)術(shù)領(lǐng)域或研宄范圍;在互聯(lián)網(wǎng)中,不同社團(tuán)可能代表了不同逡逑內(nèi)容主旨的主頁(yè)。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)中社團(tuán)結(jié)構(gòu)的進(jìn)行拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)研宄,有助于理解整個(gè)復(fù)逡逑雜網(wǎng)絡(luò)的特征結(jié)構(gòu)和傳播特性。逡逑//、逡逑一z夕逡逑圖2-1具有3個(gè)小型社團(tuán)結(jié)構(gòu)性質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)逡逑社團(tuán)結(jié)構(gòu)是一個(gè)相對(duì)化的網(wǎng)絡(luò)概念,沒(méi)有具體的形式化定義。它主要描述的逡逑是一類(lèi)內(nèi)部連接緊密程度高于外部的節(jié)點(diǎn)群。較為常用的是基于相對(duì)連接頻數(shù)的逡逑定義:網(wǎng)絡(luò)中的頂點(diǎn)可以分成不同的子網(wǎng)絡(luò),子網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的節(jié)點(diǎn)連接稠密而子網(wǎng)逡逑絡(luò)之間的節(jié)點(diǎn)連接稀疏[28]。為了量化描述定義中的“稠密”和“稀疏”,數(shù)學(xué)家逡逑們定義了強(qiáng)社團(tuán)和弱社團(tuán)的概念,這類(lèi)定義使得社團(tuán)結(jié)構(gòu)可被定量衡量,同時(shí)為逡逑后來(lái)社團(tuán)挖掘算法的提出和發(fā)展提供了數(shù)學(xué)定量化的指標(biāo)。逡逑本文中借用Radicchi提出的社團(tuán)數(shù)學(xué)化定義[3叱定義如下所示:逡逑對(duì)于一個(gè)網(wǎng)絡(luò)G中

電力通信網(wǎng),鏈路可靠性,網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),思路


信網(wǎng)社團(tuán)結(jié)構(gòu)進(jìn)行挖掘;隨后基于社團(tuán)可靠度評(píng)估方法,構(gòu)建了電力通信網(wǎng)節(jié)點(diǎn)逡逑/鏈路可靠度評(píng)估方法;最后通過(guò)仿真驗(yàn)證了評(píng)估方法的可用性,具體實(shí)現(xiàn)思路逡逑如圖3-1所示。該評(píng)估方法將網(wǎng)絡(luò)中的區(qū)域結(jié)構(gòu)引入到電力通信網(wǎng)個(gè)體結(jié)構(gòu)——逡逑節(jié)點(diǎn)/鏈路的可靠性評(píng)估體系中,既考慮網(wǎng)絡(luò)個(gè)體所處的局部環(huán)境對(duì)個(gè)體可靠性逡逑的影響,又通過(guò)社團(tuán)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化了廣域電力通信網(wǎng)拓?fù)鋸?fù)雜度,提高了節(jié)點(diǎn)/鏈路逡逑可靠性評(píng)估的速率。逡逑基于社團(tuán)的節(jié)點(diǎn)可逡逑靠性指標(biāo)逡逑信邋iiTi逡逑點(diǎn)可靠性分析逡逑邐;邐模型逡逑1邋mm邋-:團(tuán)結(jié)構(gòu)模型I邋',;團(tuán)可||分析逡逑電力ii信網(wǎng)鏈逡逑社團(tuán)挖掘算法邐構(gòu)建社團(tuán)可靠性邐?邋*逡逑指標(biāo)邐——^——逡逑基于社團(tuán)的鏈路可逡逑靠性指標(biāo)逡逑圖3-邋1構(gòu)建節(jié)點(diǎn)/鏈路可靠性指標(biāo)思路逡逑3.2電力通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)建模及分析逡逑19逡逑
【學(xué)位授予單位】:北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2019
【分類(lèi)號(hào)】:TN915.853;TM73

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