基于复杂网络理论的电力通信网扩容保护策略研究

论文摘要

电力通信网作为智能电网系统安全可靠运行的基础网络,必须保证其可靠性,改善其脆弱性,如果通信网中的设备发生故障,可能会导致整个网络系统不能正常运转。因此,需要采取可靠的策略来改善电力通信网的脆弱性,以实现电力通信网的高效可靠运行。至今为止,对电力通信网脆弱性的改善主要从两个方面考虑。一方面是基于网络的拓扑结构层面,通过相应的策略来改善整个网络的拓扑,从而达到改善网络的脆弱性的目的;另一方面基于业务和路由优化层面,采取可靠的路由优化策略对业务进行合理的分配,以避免网络发生拥塞,造成网络的瘫痪。本文基于复杂网络理论知识,将电力通信网采取相应的原则进行抽象简化,以便于对网络的性能进行分析并加以优化,验证优化策略的有效性。首先,本文通过对复杂网络的典型模型和网络特征参数进行详细介绍,基于复杂网络理论采取一定的内部准则对电力通信网的物理模型加以构建;然后,基于网络拓扑层面提出了一种综合考虑节点KPI指标以及考虑节点的介数性能进行加边的LD_CA加边策略,通过对比RA、LDA、LD_CA三种不同的扩容策略下网络的性能,凸显出LD_CA策略在改善网络脆弱性方面所具有的优势;最后基于路由层面提出一种高效的路由优化策略—Off_hub路由策略,该策略不同于传统的路由策略易造成网络中的关键节点发生信息过载,造成网络拥塞的风险,Off_hub路由策略在进行路由选择时根据网络实时状况,避免过多的业务信息流经网络中的关键节点,以至于造成网络拥塞。最终仿真结果表明LD_CA策略和Off_hub路由策略相结合,既能改善网络的脆弱性,在电力通信网发生节点随机失效和特定区域攻击时,网络依然能保持一定的连通性,又能提高网络的容量,避免发生网络拥塞。本文所提出的优化策略,可以为未来的电力通信网规划提供依据,以更优的方式实现对电力通网的升级改造。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
•   1.1 研究背景与研究意义
•   1.2 研究现状综述
•   1.3 主要工作和内容安排
• 第2章 复杂网络模型分析及电力通信网映射
•   2.1 复杂网络模型
•     2.1.1 小世界模型
•     2.1.2 BA模型
•   2.2 电力通信网特征参数
•     2.2.1 平均路径长度
•     2.2.2 聚类系数
•     2.2.3 度
•     2.2.4 介数
•   2.3 电力通信网与复杂网络模型映射
•   2.4 小结
• 第3章 基于复杂网络的拓扑层优化策略
•   3.1 算法设计思想
•     3.1.1 基于BA模型的改进算法
•     3.1.2 参数选取
•   3.2 扩容后网络性能
•   3.3 通信网脆弱性分析
•     3.3.1 节点随机失效
•     3.3.2 特定区域攻击
•   3.4 算法复杂度
•   3.5 小结
• 第4章 基于复杂网络的高效路由策略
•   4.1 电力通信网流量模型
•   4.2 高效路由策略算法思想
•   4.3 高效路由策略算法设计
•     4.3.1 高效路由策略算法流程
•     4.3.2 基于结构洞减小算法复杂度
•   4.4 仿真分析
•   4.5 小结
• 第5章 总结与展望
•   5.1 总结
•   5.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 张洁

导师: 李彬

关键词: 复杂网络,电力通信网,连通性,脆弱性,容量

来源: 华北电力大学(北京)

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 数学,电信技术

单位: 华北电力大学(北京)

基金: 国家重点研发计划项目课题“城区用户与电网供需友好互动系统项目”(2016YFB0901104)

分类号: TN915.853;O157.5

DOI: 10.27140/d.cnki.ghbbu.2019.000830

总页数: 50

文件大小: 3561K

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