CN109286524A - 一种电力通信网络的风险管理装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电力通信网络的风险管理装置，包括：网络拓补模块，用于根据电力通信网络的实际架构建立电力通信网络的网络拓补模型，其中所述网络拓补模型包括节点和链路；关键节点确定模块，用于确定电力通信网络中的确定关键节点或/和确定关键节点组合；状态分析模块，用于对所述关键节点或/和关键节点组合进行状态分析，获取所述关键节点或/和关键节点组合的状态变化趋势；风险评估模块，根据所述状态分析模块的分析结果对电力通信网络进行风险等级评估。本发明能够实现自动获取电力通信网中的关键节点进行重点监测，实现电力通信网风险评估，准确性高，适应性强，适用于不同规模电力通信网的需要。

Description

一种电力通信网络的风险管理装置

技术领域

本发明涉及电力通信技术领域，特别是一种电力通信网络的风险管理装置。

背景技术

电力通信网连接着电力系统的各个环节，负责传输生产和管理信息，是电力系统的重要基础设施，对电网安全、稳定运行起着重要作用。对电力通信网风险进行管理，对降低通信风险和保障电网安全具有重要意义。目前风险管理技术普遍采用统计数据结合专家经验的方式来进行。

现有风险管理技术中，对关键设备、线路的选择需要人工进行设定，但电力通信网中往往结构复杂，线路、节点数量十分庞大，采用人工的方式对关键节点、线路的设定往往容易出现遗漏或准确性不高。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种电力通信网络的风险管理装置。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

一种电力通信网络的风险管理装置，包括：

网络拓补模块，用于根据电力通信网络的实际架构建立电力通信网络的网络拓补模型，其中所述网络拓补模型包括节点和链路；

关键节点确定模块，用于确定电力通信网络中的确定关键节点或/和确定关键节点组合；

状态分析模块，用于对所述关键节点或/和关键节点组合进行状态分析，获取所述关键节点或/和关键节点组合的状态变化趋势；

风险评估模块，根据所述状态分析模块的分析结果对电力通信网络进行风险等级评估。

优选地，所述节点包括电力通信网络中的设备，所述链路包括电力通信网络中设备间的线路连接。

优选地，所述关键节点确定模块包括：

关键节点确定单元，用于获取电力通信网络中的关键节点；

优选地，所述关键节点确定模块还包括：

关键节点组合确定单元，用于获取电力通信网络中的关键节点组合。

本发明的有益效果为：根据电力通信网的实际架构建立网络拓补模型，并根据确定其中的关键节点、关键节点组合，对其进行状态分析，获取关键节点、节点组合的状态数据并分析其状态变化趋势，根据该状态变化趋势进行电力通信网的风险等级评估，能够自动获取电力通信网中的关键节点进行重点监测，实现电力通信网风险评估，准确性高，适应性强，适用于不同规模电力通信网的需要。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1为本发明的框架结构图；

图2为本发明关键节点确定模块的框架结构图。

附图标记：

网络拓补模块1、关键节点确定模块2、状态分析模块3、风险评估模块4、关键节点确定单元21、关键节点组合确定单元22

具体实施方式

结合以下应用场景对本发明作进一步描述。

参见图1，其示出一种电力通信网络的风险管理装置，包括：

网络拓补模块1，用于根据电力通信网络的实际架构建立电力通信网络的网络拓补模型，其中所述网络拓补模型包括节点和链路；

关键节点确定模块2，用于确定电力通信网络中的确定关键节点或/和确定关键节点组合；

状态分析模块3，用于对所述关键节点或/和关键节点组合进行状态分析，获取所述关键节点或/和关键节点组合的状态变化趋势；

风险评估模块4，根据所述状态分析模块3的分析结果对电力通信网络进行风险等级评估。

优选地，所述节点包括电力通信网络中的设备，所述链路包括电力通信网络中设备间的线路连接。

优选地，所述装置还包括状态获取模块，与所述节点连接，用于采集所述节点的状态数据。

本发明上述实施方式，根据电力通信网的实际架构建立网络拓补模型，并根据确定其中的关键节点、关键节点组合，对其进行状态分析，获取关键节点、节点组合的状态数据并分析其状态变化趋势，根据该状态变化趋势进行电力通信网的风险等级评估，能够自动获取电力通信网中的关键节点进行重点监测，实现电力通信网风险评估，准确性高，适应性强，适用于不同规模电力通信网的需要。

优选地，参见图2，所述关键节点确定模块2包括：

关键节点确定单元21，用于获取电力通信网络中的关键节点；

优选地，所述关键节点确定模块2还包括：

关键节点组合确定单元22，用于获取电力通信网络中的关键节点组合。

本发明上述实施方式，根据节点在电力通信网中的位置、重要程度等信息获取电力通信网中的关键节点，以便装置对其进行重点监测；同时，当电力通信网中某些节点因故障或维护需要停机或暂停运作时，与该节点相应的一些其他节点的重要程度可能会变高，为保证电力通信网的正常运行，某些节点便不能同时停止工作；因此，通过关键节点组合确定单元22获取关键的节点组合，以便装置在当节点组合中的一个节点需要暂停工作时，重点监测包括该节点的关键节点组合中的另外的节点，从而准确地判断判断电力通信网的实际风险评级。

在一种场景中，电力通信网中A节点发生停机时其功能可由B节点来代替实现，但A节点和B节点若同时停机则导致传输链路断裂，因此由A节点和B节点组成了该电力通信网的关键节点组合，当A节点或B节点其中一个发生停机时，另外一个节点的关键程度将会大大提高，因此装置应在此时对该另外一个节点进行重点监测，并根据该节点的状态评定电力通信网的风险等级。

优选地，所述关键节点确定单元21进一步包括：

获取电力通信网路中每个节点的重要程度值Z_x，其中Z_x的获取函数为：

式中，Z_x表示节点的重要程度值，n_r表示向节点x传输数据的节点总数，n表示电力通信网络中总的节点数量，表示其他节点周期内向节点x传输的平均数据量之和，D′_x表示节点x的介数，n_s表示从节点x接收传输数据的节点总数，表示节点x周期内向其他节点传输的平均数据量之和，ω_r和ω_s分别表示节点接收因子权重和传输因子权重，表示节点x的最大数据处理效率，v_x表示节点x当前的数据处理效率；

将重要程度值大于设定的阈值的节点标记为关键节点。

本发明上述实施方式，采用上述的方式确定电力通信网中的关键节点，能够根据节点对数据的传输和接收量来判断该节点在电力通信网中的重要程度，并采用自定义的重压程度获取函数来对节点的重要度进行量化，能够准确地判断出电力通信网中的重要节点。

优选地，所述关键节点组合确定单元22进一步包括：

1)将电力通信网中的不同节点组合成节点组合，并获取所述节点组合不同属性的属性值，根据该属性值构造属性值矩阵

其中s_xv表示节点组合x的属性v的属性值，n_o表示系统中节点组合的数量，m_o表示属性的数量，其中所述属性包括下列中的一项或多项：节点组合中节点的介数指标、节点组合中节点间链路的介数指标、网络中节点平均距离指标、连通规模指标、网络失效度指标等；

并对所述属性值矩阵进行规范化处理，获取规范化属性值矩阵其中，

2)获取不同节点组合之间的重要程度，构成重要程度矩阵其中u_xy表示节点组合x相对于节点组合y的重要性之比，其中其中D(x)表示节点组合x的介数；其中节点组合的介数为组成该节点组合的元素的加权介数之和；

3)获取节点组合的综合重要程度分数其中的获取函数为：

式中，表示节点组合x的综合重要程度分数，表示优化权重集合，该优化权重集合由下列自定义优化模型获取：

根据上述自定义优化模型，利用二次规划法求解自定义优化模型，获取各属性对应的最优权重集合ω⁰；

4)将综合重要程度分数大于设定的阈值的节点组合标记为关键节点组合。

其中，所述网络中节点平均距离指标，表示电力通信网络中所述节点组合断开后节点间的平均距离变化量；

所述连通规模指标，表示电力通信网络中所述节点组合断开或移除后的最大网络连通区域规模的变化量；

所述网络失效度指标，表示电力通信网络中所述节点组合断开或移除后出现被孤立节点的数量。

本发明上述实施方式，采用上述的方式判断电力通信网中的关键节点组合，首先对节点进行组合，并且对组合后的节点组合进行整体判断，采用不同的指标评定该节点组合的重要程度，通过自定义综合重要程度分数函数来对节点组合的重要程度进行量化，避免了人为设定权重的主观性，能够准确地获取电力通信网中的关键节点组合，为装置进一步对电力通信网的风险评级奠定了基础。

优选地，所述状态分析模块3，用于对所述关键节点或关键节点组合进行状态分析，获取所述关键节点或关键节点组合的状态变化趋势，进一步包括：

1)初始化滑动时间窗的宽度为m，并设定拟合函数模型为：y(t)＝α(t-t₀)+β

2)获取所述关键节点或关键节点组合的状态监测数据；

3)当获取的状态监测数据数目达到m时，根据所述拟合函数模型对该m个状态监测数据采用最小二乘法获取该时间窗的拟合函数其中k＝1,2,…,m，t₁表示该数据窗开始的时刻，t₀₁＝t₁，β₀₁表示根据拟合函数获取的t₀₁时刻状态监测数据；

4)采用获取的拟合函数拟合后续获取的状态监测数据，并计算累计和，其中采用的自定义累积和函数为：

式中，F(t₁+KΔt)表示t₁+kΔt时刻的数据累积和，y′(t₁+jΔt)表示t₁+jΔt时刻的实际获取的状态监测数据，表示t₁+jΔt时刻根据拟合函数获取的状态监测数据预测，K＝m’+1，m’表示当前时间窗的宽度；

5)如果累积和小于设定的阈值，则扩大数据窗的宽度，并继续拟合后续获取的状态监测数据，并输出更新后的拟合函数；如果累积和大于设定的阈值，则输出该时间窗的状态监测数据拟合函数，并跳转到步骤1采用新的时间窗获取当前时间的状态变化趋势；

所述风险评估模块4进一步包括，根据所述输出的拟合函数的斜率α判断该状态监测数据的变化趋势并确定电力通信网路的风险评级。

优选地，所述状态监测数据包括发送数据量、接收数据量、节点运行状态信息等。

本发明上述实施方式，采用上述的方式对目标关键节点/关键节点组合的状态信息进行趋势分析，首先对状态趋势进行提取，根据采集到的状态监测数据，准确地获取该目标关键节点/关键节点组合的趋势变化，对具有相同变化趋势的数据进行集中处理，能够准确地判断趋势的变化，并进一步根据趋势的变化来判断该目标关键节点/关键节点组合的运行状态，从而对电力通信网进行风险评估，准确度高。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当分析，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (5)

1.一种电力通信网络的风险管理装置，其特征在于，包括：

网络拓补模块，用于根据电力通信网络的实际架构建立电力通信网络的网络拓补模型，其中所述网络拓补模型包括节点和链路；

关键节点确定模块，用于确定电力通信网络中的确定关键节点或/和确定关键节点组合；

状态分析模块，用于对所述关键节点或/和关键节点组合进行状态分析，获取所述关键节点或/和关键节点组合的状态变化趋势；

风险评估模块，根据所述状态分析模块的分析结果对电力通信网络进行风险等级评估。

2.根据权利要求1所述的一种电力通信网络的风险管理装置，其特征在于，所述节点包括电力通信网络中的设备，所述链路包括电力通信网络中设备间的线路连接。

3.根据权利要求1所述的一种电力通信网络的风险管理装置，其特征在于，所述关键节点确定模块包括：

关键节点确定单元，用于获取电力通信网络中的关键节点；和/或

关键节点组合确定单元，用于获取电力通信网络中的关键节点组合。

4.根据权利要求3所述的一种电力通信网络的风险管理装置，其特征在于，所述关键节点确定单元进一步包括：

获取电力通信网路中每个节点的重要程度值Z_x，其中Z_x的获取函数为：

式中，Z_x表示节点的重要程度值，n_r表示向节点x传输数据的节点总数，n表示电力通信网络中总的节点数量，表示其他节点周期内向节点x传输的平均数据量之和，D′_x表示节点x的介数，n_s表示从节点x接收传输数据的节点总数，表示节点x周期内向其他节点传输的平均数据量之和，ω_r和ω_s分别表示节点接收因子权重和传输因子权重，表示节点x的最大数据处理效率，v_x表示节点x当前的数据处理效率；

将重要程度值大于设定的阈值的节点标记为关键节点。

5.根据权利要求3所述的一种电力通信网络的风险管理装置，其特征在于，所述关键节点组合确定单元进一步包括：

1)将电力通信网中的不同节点组合成节点组合，并获取所述节点组合不同属性的属性值，根据该属性值构造属性值矩阵

其中s_xv表示节点组合x的属性v的属性值，n_o表示系统中节点组合的数量，m_o表示属性的数量，其中所述属性包括下列中的一项或多项：节点组合中节点的介数指标、节点组合中节点间链路的介数指标、网络中节点平均距离指标、连通规模指标、网络失效度指标等；

并对所述属性值矩阵进行规范化处理，获取规范化属性值矩阵其中，

2)获取不同节点组合之间的重要程度，构成重要程度矩阵其中u_xy表示节点组合x相对于节点组合y的重要性之比，其中其中D(x)表示节点组合x的介数；其中节点组合的介数为组成该节点组合的元素的加权介数之和；

3)获取节点组合的综合重要程度分数其中的获取函数为：

式中，表示节点组合x的综合重要程度分数，表示优化权重集合，该优化权重集合由下列自定义优化模型获取：

根据上述自定义优化模型，利用二次规划法求解自定义优化模型，获取各属性对应的最优权重集合ω⁰；

4)将综合重要程度分数大于设定的阈值的节点组合标记为关键节点组合。