基于电网影响因子的电力通信网关键节点识别

基于电网影响因子的电力通信网关键节点识别

李文君

青海省电力公司信息通信公司  青海省  西宁市810000

摘要：电力通信网所具备的行业特点相当明显，在评价电力通信网节点重要度的过程当中必须从多个层面考虑。但是通信网与电网的特殊关系并不是分析节点的主要着手点，该项关系并不能实现对网络节点地位与作用区别的充分考虑，所以说网络节点在拓扑层的重要性方面不能得到直观体现。通过对电力通信网进行分析后可以发现，各个节点的地位与作用之间存在相当大的差异。在充分认识上述内容的基础上，电力通信网络风险管理与控制工作可得到不断的强化。

关键词：电力通信网；关键节点；电网影响因子

随着电力通信网络承载业务增多，网络结构更加复杂，网络节点的检测工作难度加大。网络节点超过5％不能正常使用就会影响网络的正常运转。应对这种情况，一是要有备用的网络节点，可以在部分节点失去效用后及时增补；二是提高节点的抵御攻击能力，避免因节点失效造成电力通信网络不畅通。常用的节点检测方法主要是基于电力通信的网络节点与其他网络节点的不同，建立检测指标，并通过检测指标特征来判断检测节点种类，也可以使用该特征来监测某种节点是否处于有效状态。另外，将部分节点暂时停用，观察停用后对网络的影响，判断节点是否失效，也是一种有效的节点检测方法。但是该检测方法不能在电力通信网络运转时进行，否则会影响通信网络的正常使用。

一、电网影响因子

作为电力系统的通信专网，电力通信网具有较强的行业特点，通信网节点与电网站点高度重合。从通信网络角度来看，电网的各类站点如调度中心、变电站或电厂仅仅是通信节点，但实际上这些节点所处的电网站点在电网中的地位及作用存在较大区别。定义电网影响因子，用于分析电力通信网节点在电网所处地位和影响力。电力通信网络节点所在站点中有不同类别，如调度中心、变电站、电厂等，这些站点在电网中存在电压等级或管理等级以及规模大小的区别，其等级的高低能直接反映站点在电网的影响程度：另外，站点负荷因素，包括站点或其服务范围内的负荷等级和负荷大小，能间接衡量站点在电网的影响程度。

1、站点类别。电力通信网节点所在站点包括调度中心、变电站以及电厂等类型，同类站点还区分电压等级或管理等级，影响力大，500kV 变电站属于网调(区域电网调度中心)管辖，220kV 变电站则受中调省级电网调度中心管辖，站点等级是站点在电网中的地位的直接反映：另外，站点规模同样影响节点地位，如变电站以规模大小分为枢纽站、区域站与终端站，不同规模的变电站功能与作用不同，相应的地位也不同，同时，调度中心所管辖站点规模大小也能区分调度中心的影响程度。 因此，从站点等级、站点规模两个因素评价节点所在站点类别因素。为客观评价站点类别因素，根据电力企业生产管理相关规定，建立电力通信网节点所处站点类别因素评价准则。

2、站点负荷

（1）负荷等级，对于直接服务电力用户的变电站或者间接服务电力用户的调度节点、省级生产单位以及省直调电厂等节点，所服务的用户重要程度对于节点的影响力具有较大影响， 因此根据电力负荷所服务的电力用户等级区分站点负荷等级。按照国家相关规定，电力用户分为重要电力用户和其他电力用户。根据供电可靠性的要求及中断供电危害程度，重要用户可以分为特级、一级、二级重要电力用户和临时性重要电力用户。特级重要用户是指在管理国家事务中具有特别重要作用， 中断供电将可能危害国家安全的电力用户： 一级重要用户是指中断供电将可能产生重大影响或损失的电力用户； 二级重要用户是指中断供电将可能产生较大影响及损失的电力用户：临时性重要电力用户，是指需要临时特殊供电保障的电力用户大型水利枢纽、隧道施工、重大活动临时保电用户。

（2）负荷大小，站点负荷的大小是站点影响程度的重要参考指标。电网中站点的负荷大小并非固定值，其随着电网负荷变化而变化，但是站点在电网中的负荷相对大小则是相对稳定的，因此利用站点在电网所占负荷比例评价站点负荷大小。站点或其管辖范围完全故障并对外停电将会产生电网减供负荷 即电网在事故发生期间的实际负荷最大减少量。根据节点所在站点或其管辖范围 完全故障并对外停电造成的电网减供负荷事故等级差别作为评价节点负荷大小因素的评价标准，综合负荷等级因素。

二、电力通信网关键节点识别

在电力通信网中，重要节点与网络中的其他重要节点连接的紧密程度越高，网络拓扑结构越合理，网络相对越可靠。 传统方法往往缺乏考虑网络应用背景，忽略节点自身在网络应用环境中的影响程度，如电力通信网节点所处的电网站点在电网中的地位及作用。 定义节点聚合系数，表示一个节点距离其他节点并考虑节点权重的加权平均最短距离。 网络节点权重是描述节点脱离于网络环境的自身地位和作用属性的指标。考虑电力通信网的应用背景，将电网影响因子作为节点权重的评价指标。网络中节点之间的最短路径描述节点之问距离，网络平均最短距离反映网络节点之间的紧密程度，可用于衡量网络整体连接可靠性。但是，平均最短距离仅仅从拓扑角度考虑，忽略了节点之间的权重区别。聚合系数考虑节点之间的区别，能用于衡量节点与不同权重节点之间的平均距离，权重值大的重要节点在该节点周边的分布越密集，则该节点的聚合系数越高。聚合系数的性质在电力通信网中具有实际的应用价值，如调度中心承担着电力系统的监视与控制任务，需处理大量电力业务信息，重要节点在调度中心周边的分布越密集，电力通信网络拓扑相对越合理，网络可靠性越高，运行风险越低。节点聚合系数描述了节点的重要性及其与重要节点的连接状况，能反映节点在网络拓扑中的地位。 节点聚合系数能够结合网络应用背景识别网络的关键节点，并通过保护或者备份关键节点，提高电力通信网抵抗攻击的能力，增强网络抗毁性，加强网络防护能 力，从而降低网络运行风险。节点的重要性以及重要节点连接情况都可通过节点聚合系数进行直观体现，节点在网络拓扑中的地位也可借助节点聚合系数进行真实反映。 节点聚合系数主要作为关键内容存在于网络应用背景的识别网络当中，并且实现对关键节点的最大限度保护与备份。 电信网络抵抗攻击的能力会有所提升，主要是通过强化网络抗毁性的手段促使网络防护能力有所加强，将网络 运行风险降至在最低范围之内。

在电网影响因子概念时我们必须提高率电力通信网行业背景的重视程度，并且客观分析电力通信网结所处的地位以及作用。在此基础上所。定义的聚合系数指标可实现对重要节点分布密集状况的客观分析，直观体现出各个节点在网络拓普中的重要性。通过仿真我们可以发现，在区分网络拓扑中节点位置相似的节点重要性时，算法所起到的作用不可替代，并且促使其应用价值得到最大限度的发挥。

参考文献：

[1]师超，苏蓉，何光层．基于重要节点和环境因素的电力通信网可靠性研究[J]．电力设备管理，2019，36(9)：36—37．

[2]樊冰，郑陈熹，唐良瑞．基于多属性决策的电力通信网的节点重要度计算方法[J]．电力系统保护与控制，2020，48(9)：68-76．

[3]汪洋，丁慧霞，李卓桐．基于节点重要度的电力通信网可靠性保障方法研究[J]．电力信息与通信技术，2020，18(10)：1—6．

[4]杨海峰．大型船舶电力通信网络安全智能预警系统[J]．舰船科学技术，2019，41(16)：106—108．

[5]吴润泽，吴万旭，李莉．基于节点影响力的电力通信网拓扑结构诊断[J]．电力系统保护与控制，2019，47(10)：147—155．

[6]胡文建，王长宁，杨宇皓．基于网络内在特征的电力通信网探测站点选择算法[J]．河北电力技术，2020，39(1)：34—37．62．