基于电网影响因子的电力通信网关键节点识别 王凯

http://www.chinaqking.com 期刊门户-中国期刊网2018/5/8来源:《电力设备》2017年第36期文/王凯
[导读]摘要:随着智能电网建设的推进,作为电力系统通信专网的电力通信网承载的业务不断增多,网络结构随之越加复杂化。

        (国网四川省电力公司德阳市蓥华供电分公司  四川什邡  618400)
        摘要:随着智能电网建设的推进,作为电力系统通信专网的电力通信网承载的业务不断增多,网络结构随之越加复杂化。网络关键节点识别在电力通信网运行管理中具有很高的指导意义,研究表明,无标度网络5%-10%的关键节点受到攻击并失效后,整个网络将会全面崩溃。通过保护或备份关键节点,能够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。
        关键词:电网影响因子;电力通信网;关键节点识别
        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。因此从类别因素和负荷因素两个方面分析节点的电网影响因子,电网影响因子评价体系如图1所示。其中,本文将电力通信网节点所处场所统称为“站点”,包括:调度中心、变电站和电厂等类型。
        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,如500kV变电站比220kV变电站等级高,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,如表1所示。


        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。重要电力用户是指在国家或者一个地区(城市)的社会、政治、经济生活中占有重要地位,对其中断供电将可能造成人身伤亡、较大环境污染、较大政治影响、较大经济损失、社会公共秩序严重混乱的用电单位或对供电可靠性有特殊要求的用电场所。重要电力用户名单由供电企业根据地方人民政府有关部门确定的重要电力用户的行业范围及用电负荷特性提出,经县级以上地方人民政府有关部门批准后,报电力监管机构备案。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)。
        根据电力用户用电管理相关文件规定,部分重要用户等级划分标准如表2所示。
         (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,得到节点负荷因素评价准则如表3所示。


        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。
        结束语
        本文从电力通信网的行业背景出发,提出电网影响因子的概念,根据电力通信网节点所处的电网站点在电网中的地位及作用分析节点的地位和影响,即根据节点所在站点的类别因素和负荷因素分析节点权重。
        参考文献:
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        [2]周漩,张凤鸣,李克武,等.利用重要度评价矩阵确定复杂网络关键节点[J].物理学报,2012,61(5):1-7.