学术简报｜考虑电力业务重要性的电力通信网关键节点识别
参会注册
长按识别左侧二维码，登录报名网站（先注册网站会员，然后提交报名信息）
会议微信号
中国石油大学（华东）信息与控制工程学院的研究人员李昌超、康忠健、于洪国、郑世超、RiKihong，在2019年第11期《电工技术学报》上撰文，为了能够准确辨识出电力通信网的关键节点，给出了一种识别电力通信网关键节点的分析方法。
首先，通过分析电力业务对电力通信网的要求和对电力网的影响，建立多层评估模型，采用量化赋值的方式对评价指标进行量化处理，提出针对非对称不完全层次结构的层次分析法和基于云模型原理的改进熵权法，建立电力业务综合重要度评估体系；其次，结合实际电力业务分布情况建立加权网络，通过改进的权值降低法识别网络关键节点；最后，通过对两个实际电力通信网络的仿真验证了该方法的正确性。
随着电网的不断发展，现代电力系统变成了一个由电网系统、信息通信系统和监测控制系统组成的超级复杂大电网。电网在提供电能的同时也形成了由自动化系统、计量系统和调度系统等组成的复杂业务系统，使得电力通信网变得复杂多样化。
电力通信网作为电力系统的专用网，其主要负责电力生产和管理各业务，并且服务于电网的一、二次系统，为其提供业务和数据的传输通道。电网智能化的实现就是要保证电力通信网的稳定运行，只有电力通信业务的准确安全传达才能实现对电网设备的控制、测量和监测。
因此，电力通信网业务的重要度不但是评估电力通信网节点脆弱性的关键，同时也对复杂大电网的稳定运行有着十分重要的意义。
识别网络关键节点主要是依据节点重要性。由于电力通信网络的特殊性，现有的研究电力通信系统节点关键性的方法主要分为三类：
①以网络拓扑为研究对象，基于复杂网络理论，通过介数、度、和特征向量等指标评价节点的重要性；②以网络中传输的业务为研究对象，通过分析业务的流量、业务的延时和中断概率等，识别出电力通信网络关键节点；③从电网的角度分析，以业务中断、时延等故障对电力网络的影响，给出电力通信网络的关键节点。
然而，对于电力通信网来说，不同的业务对支撑网络和目标网络的要求和影响是截然不同的。在识别电力通信网络关键节点时，以上文献没有考虑电力业务本身对通信网的要求和对电力网的影响，即电力业务与电力通信网和电网之间存在特殊的关系，不同的电压等级，电力业务对电力通信网的要求不同，不同的电力业务中断对电网的影响也不同。
因此，本文通过分析研究电力通信网业务对通信网的要求和对电力网的影响，采用量化赋值的方式定义指标量化规则，依据电力业务对电力通信网的要求，选取与服务质量和安全性有关的评价指标，同时依据电力业务对电网的影响，选取评价业务中断对电网影响的指标，建立指标评估模型。
基于改进的层次分析法和熵值法，建立业务综合重要度评估模型。结合电力网络实际建立加权网络，采用改进的权值降低法，识别电力通信网络关键节点。
图1 评估模型
对于现有识别电力通信网关键节点的方法来说，评价指标的选取缺乏考虑电力业务对电力通信网和电力网络的要求和影响，以至于最后的分析结果不准确。因此，为了能够准确识别电力通信网关键节点，本文结合电力通信网的实际，分析电力业务对电力通信网的要求和对电网的影响。
首先，引入奇异值分解对传统的层次分析方法进行改进，得到评价指标的主观权重。基于云模型转化原理改进传统的熵权法，得到评价指标的客观权重。并以主观和客观相结合的形式，建立评价电力业务重要度的综合模型。
其次，为了更加贴近实际网络，本文结合电力业务的分布情况和电力通信网络拓扑，建立加权网络，基于改进的权值降低法给出一种识别电力通信网络关键节点的方法。
最后，通过对两个实际电力通信网的仿真以及与文献[17]方法、文献[28]方法和文献[29]方法的对比，验证了本文方法的正确性。
本文提出的方法从评价指标的选取、指标的量化、指标权重的计算、评估电力业务重要度综合模型的建立以及加权网络的建立都非常贴近电力通信网络实际，提高了本文方法的可信度。因此，本文方法识别出的电力通信网关键节点的准确性和可信度较高，同时本文方法也为电力通信系统如何实施重点保护提供了理论依据。