[发明专利]一种基于风险均衡的电网双路由规划方法及系统

说明书

本发明涉及一种基于风险均衡的电网双路由规划方法及系统，属于电网的网络规划领域，包括：构建待规划电网的网络模型；根据各路由路径的源节点和目的节点之间的链路计算对应路由路径的通信时延；基于节点风险值和链路风险值计算各路由路径的网络风险均衡值；根据各路由路径的通信时延和网络风险均衡值构建双重目标联合优化的数学模型，双重目标联合优化的数学模型的优化目标为最小化通信时延和最小化网络风险均衡值；采用改进的蚁群算法求解双重目标联合优化的数学模型输出最优路由路径和次优路由路径，改进的蚁群算法中启发度为链路可用率和链路时延的比值。本发明提高了业务传输的可靠性和安全性。

技术领域

本发明涉及电网的网络规划领域，特别是涉及一种基于风险均衡的电网双路由规划方法及系统。

背景技术

智能电网是融合了电力网和信息网的电力信息物理系统，其为人们的生活带来了很多便利。借助现代测量技术和通信技术，智能电网可以便捷的获取电网运行数据、发送控制信息，一方面提升了电力资源的合理配置能力，另一方面也能高效的为用户提供经济划算的电力供应。

电力作为国家的基础工业，与国计民生、经济发展息息相关，其运行时的安全性和稳定性一直被政府和全社会高度关注。然而，众所周知，电网所处环境是一个开放的状态，实现信息传输的设施难免会因为自身故障、外部攻击、自然灾害等原因而失效。为保障电力系统的稳定性，对关键业务进行双路由配置。即在现网中，在源节点和目的节点之间建立两条不相交的路由路径。将双路由路径中的一条路径作为工作路由，另一条当作备用路由路径。一旦工作路由发生故障，立马切换到备用路由路径，可实现业务的持续、可靠传输。现有双路由算法大多是根据网络拓扑结构和网络资源使用情况去构建的，具有灵活性强、资源利用率高等特点。

但是，由于在现有双路由算法中，电力业务的传输具有从低电压站点向高电压站点传播的特性，这将可能引发部分通信链路上承载过多业务的现象。一旦该类链路发生故障，将导致众多业务失效。此外，链路间的耦合关系会扩大安全风险。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于风险均衡的电网双路由规划方法及系统，提高了业务传输的可靠性和安全性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于风险均衡的电网双路由规划方法，包括：

构建待规划电网的网络模型，所述网络模型包括网络节点集合和网络节点之间边的集合；

基于所述网络模型，构建双重目标联合优化的数学模型，对于各待执行业务，所述双重目标联合优化的数学模型的优化目标为最小化路由路径的通信时延和最小化路由路径的网络风险均衡值；各路由路径包括源节点、目的节点以及所述源节点和所述目的节点之间的链路，各链路用网络节点之间的边表示；所述通信时延根据对应路由路径的源节点和目的节点之间的链路确定；所述网络风险均衡值根据对应路由路径的节点风险值和链路风险值确定；

采用改进的蚁群算法求解所述双重目标联合优化的数学模型，获得最优路由路径和次优路由路径，所述改进的蚁群算法中启发度为链路可用率和链路时延的比值；将所述最优路由路径作为待执行业务的主路由路径，将次优路由路径作为待执行业务的备用路由路径。

可选地，所述通信时延的计算公式为：

；

其中，表示待执行业务s_k在路由路径p(k)上的通信时延，N表示路由路径p(k)上的节点数量，表示路由路径p(k)上链路的长度，表示节点i到节点o的链路，v表示光速，m表示待执行业务s_k在传输中经过的节点数，t_c表示待执行业务s_k在所经过的节点上的交换时延，Δt表示抖动时延。

可选地，所述网络风险均衡值的计算过程为：