[发明专利]一种面向调度监控业务的电力通信网络资源优化方法

说明书

本发明公开了一种面向调度监控业务的电力通信网络资源优化方法，其包括：博弈优化建模：将面向调度监控业务的电力通信网络资源优化问题建模为一个非合作博弈模型，求解博弈模型，以获得面向调度业务的电力通信网络资源最优化的策略，即博弈均衡解。通过本发明的电力通信网络资源优化方法可最大程度的减少干扰源对测控装置与远动装置之间的双向通信的影响，极大的提高了远动装置和测控装置双向通信的质量及实时性，进一步提高了调度监控业务的及时性、准确性和稳定性，减小电力事故的发生概率。

技术领域

本发明涉及电力技术领域，特别是涉及一种面向调度监控业务的电力通信网络资源优化方法。

背景技术

电力系统运行时，存在大量秒级甚至毫秒级的实时业务调度需求。例如调度自动化业务，需要通过测控装置实时采集上传变电站内关键节点电流电压功率等信息，并通过电力通信网络下达传输控制指令，进行实时开关切换等操作。在安全稳定控制业务中，调控中心需根据系统运行总体情况，及时下达负荷控制指令，并通过电力通信网络传输负荷控制报文，确保电网安全稳定运行。保护类业务则需要保护终端间实时通信交换电流电压功率等关键信息，并在检测到异常信息时通过断路器等一次设备实时切断线路，防止故障蔓延等等。

显然，电力通信网络在上述实时调度业务的时延，丢包等传输需求保障中具有重要作用，是电网安全稳定运行的重要基础设施。然而，电力通信网络运行过程中难以避免的存在信道随机噪声干扰甚至潜在攻击者的恶意干扰攻击等问题，导致关键实时业务报文传输与接收质量下降，报文传输延时超过业务允许上限，进而导致电网故障蔓延，系统失稳等一系列后果。因此，针对实时调度业务传输需求，开展电力通信网络资源优化，在极端条件下保障(如恶意干扰)关键业务报文的传输可靠性与实时性，对电网安全稳定运行意义重大。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种面向调度监控业务的电力通信网络资源优化方法，以在极端条件下保障(如恶意干扰)关键业务报文的传输可靠性与实时性。

本发明的目的是这样实现的，提供一种面向调度监控业务的电力通信网络资源优化方法，基于IEC 61850协议的网络通信环境，实施调度监控业务的系统包括一个远动装置和K个测控装置，测控装置通过共享N个正交信道与远动装置进行双向通信，上述系统的通信环境中存在一个干扰源J，其干扰信号可能对远动装置和K个测控装置双向通信的质量及实时性造成影响；面向以上调度监控业务进行通信网络资源优化，括以下步骤：

博弈优化建模：将面向调度监控业务的电力通信网络资源优化问题建模为一个非合作博弈模型，具体的，博弈的参与者为K个测控装置与干扰源J，测控装置的策略为：第k个测控装置在一个时隙内分配p_n^k的发射功率在第n个信道上；干扰源的策略为：分配q_n的功率在第n个信道上；远动装置需要在规定的业务时延内准确获得所有K个测控装置的状态量信息从而对电力系统状态进行准确估计，测控装置的目标是使系统状态估计成功的概率Pr^suc最大化，而干扰源的目的是最小化系统状态估计成功率；

求解博弈模型，以获得面向调度业务的电力通信网络资源最优化的策略，即博弈均衡解，求解博弈模型包括：在博弈各方及其网络状态信息完全可知的情况下，直接通过数学推导求解上述博弈模型的解析解，得到第k个测控装置在电力通信网第n个信道上分配的最优功率资源值为：

上式中，P^k为第k个监控装置的最大发射功率，Φ_n^k为第k个测控装置与远动装置之间第n个信道的信道增益h_n^k的期望值，β_n为干扰源与远动装置之间第n个信道的信道增益h_n^J的期望值，γ_n^th为远动装置在第n个信道的接收灵敏度，Q为干扰源的总功率。