Key Link Identification Algorithm for Power Communication Network Based on Primary and Backup Routes

JIANG Wanchang; WANG Tao; ZHENG Guonan; GUO Jian

doi:10.7500/AEPS20230708002

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

Key Link Identification Algorithm for Power Communication Network Based on Primary and Backup Routes

Application Research | 更新时间：2025-06-16

- Key Link Identification Algorithm for Power Communication Network Based on Primary and Backup Routes
- Automation of Electric Power Systems Vol. 48, Issue 10, Pages: 203-215(2024)
- 作者机构：
  
  1.东北电力大学计算机学院，吉林省吉林市 132012
  2.吉林省智能电网信息技术工程实验室（东北电力大学），吉林省吉林市 132012
  3.国家电网内蒙古东部电力有限公司信息通信公司，内蒙古自治区呼和浩特市 010010
  4.吉电集团有限公司丰满配电施工处，吉林省吉林市 132011
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  Jilin Provincial Science and Technology Development Plan of China(20230203140SF)
- DOI：10.7500/AEPS20230708002
  CLC：
- Received：08 July 2023，
  
  Revised：2023-10-21，
  
  Published Online：05 January 2024，
  
  Published：25 May 2024
- 稿件说明：
移动端阅览
姜万昌,王涛,郑国男等.基于主备路由的电力通信网关键链路识别算法[J].电力系统自动化,2024,48(10):203-215.

JIANG Wanchang,WANG Tao,ZHENG Guonan,et al.Key Link Identification Algorithm for Power Communication Network Based on Primary and Backup Routes[J].Automation of Electric Power Systems,2024,48(10):203-215.
姜万昌,王涛,郑国男等.基于主备路由的电力通信网关键链路识别算法[J].电力系统自动化,2024,48(10):203-215. DOI： 10.7500/AEPS20230708002.

JIANG Wanchang,WANG Tao,ZHENG Guonan,et al.Key Link Identification Algorithm for Power Communication Network Based on Primary and Backup Routes[J].Automation of Electric Power Systems,2024,48(10):203-215. DOI： 10.7500/AEPS20230708002.

摘要

随着电网智能化的发展，电力通信网络结构日趋复杂，业务数量日益增多。为识别电力通信网关键链路，提出基于主备路由的电力通信网关键链路识别算法。首先，根据各业务重要度、带宽以及主备路由分布情况，在电力通信网络模型基础上融入电路模型，得到网络服务层和传输层的初始可靠性。然后，根据链路失效后对原本流经失效链路的业务重新分配路由后的网络服务层和传输层可靠性的下降程度，计算链路重要度。最后，设计关键链路识别算法，根据链路重要度值识别关键链路。在中国内蒙古自治区东部某市和江苏省某市电力通信网进行仿真实验，并与不同关键链路识别算法进行对比分析，验证所提算法的合理性。

Abstract

With the development of power grid intelligence

the structure of power communication networks is becoming more complex and the number of services is increasing. In order to identify the key link in the power communication network

a key link identification algorithm is proposed for power communication networks based on the primary and backup routing. Firstly

according to the importance of each service

bandwidth and the distribution of primary and backup routes

the circuit model is integrated into the power communication network model to obtain the initial reliability of the network service layer and the transmission layer. Secondly

the link importance is calculated according to the reliability decline of the network service layer and transmission layer by the re-routing of flow-through services after link failure. Finally

the key link identification algorithm is designed to identify key links based on the values of link importance. Simulation experiments are carried out in the power communication networks of a city in eastern Inner Mongolia Autonomous Region and a city in Jiangsu Province

and the rationality of the proposed algorithm is verified by comparison and analysis with different key link identification algorithms.

关键词

Keywords

references

田云飞，彭玲艳，程紫运，等 . 基于最短路径敏感度的光网络关键链路识别［J］. 光通信研究， 2020 （ 2 ）： 11 - 15 .

TIAN Yunfei ， PENG Lingyan ， CHENG Ziyun ， et al . Key link identification of power optical network based on shortest path sensitivity ［J］. Study on Optical Communications ， 2020 （ 2 ）： 11 - 15 .

孙伟，朱世睿，杨建平，等 . 基于图卷积网络的微电网拓扑辨识［J］. 电力系统自动化， 2022 ， 46 （ 5 ）： 71 - 81 .

SUN Wei ， ZHU Shirui ， YANG Jianping ， et al . Topology identification of microgrid based on graph convolutional network ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2022 ， 46 （ 5 ）： 71 - 81 .

YU S Q ， WANG Y Q ， LI J X ， et al . An improved differential evolution framework using network topology information for critical nodes detection ［J］. IEEE Transactions on Computational Social Systems ， 2023 ， 10 （ 2 ）： 448 - 457 .

LIU X ， LIU Q ， PENG D L ， et al . Service risk analysis for power communication over optical transport networks based on link failure ［C］// 2017 16th International Conference on Optical Communications and Networks （ICOCN）， August 7-10 ， 2017 ， Wuzhen， China ： 1 - 3 .

WANG Y ， SHI Z ， KANG Z M ， et al . Research on importance evaluation method of power communication network node based on node damage resistance ［J］. Journal of Physics： Conference Series ， 2019 ， 1168 ： 032138 .

MA W J ， FANG J Y ， WU J J . Analyzing robustness of complex networks against incomplete information ［J］. IEEE Transactions on Circuits and Systems Ⅱ： Express Briefs ， 2022 ， 69 （ 5 ）： 2523 - 2527 .

王子欣，苗世洪，郭舒毓，等 . 基于复杂系统理论的电力通信耦合网络模型构建及节点重要度评估方法［J］. 高电压技术， 2022 ， 48 （ 1 ）： 84 - 94 .

WANG Zixin ， MIAO Shihong ， GUO Shuyu ， et al . Construction of power communication coupling network model and node importance evaluation method based on complex system theory ［J］. High Voltage Engineering ， 2022 ， 48 （ 1 ）： 84 - 94 .

樊冰，郑陈熹，唐良瑞，等 . 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 .

FAN Bing ， ZHENG Chenxi ， TANG Liangrui ， et al . Node importance evaluation method of electric power communication network based on multi-attributes decision making ［J］. Power System Protection and Control ， 2020 ， 48 （ 9 ）： 68 - 76 .

ZHAO M ， WU M Q ， QIAO L L ， et al . Evaluation of cross-layer network vulnerability of power communication network based on multi-dimensional and multi-layer node importance analysis ［J］. IEEE Access ， 2022 ， 10 ： 67181 - 67197 .

李亚群 . 基于SDN的电力通信网风险评估算法研究［D］. 北京：华北电力大学， 2021 .

LI Yaqun . Research on risk assessment algorithm of power communication network based on SDN ［D］. Beijing ： North China Electric Power University ， 2021 .

FAN B ， TAN H T ， LI Y Q . Critical link identification algorithm for power communication networks in SDN architecture ［J］. International Journal of Critical Infrastructure Protection ， 2023 ， 40 ： 100584 .

林文钦，周钊正，卓秀者，等 . 考虑主备路由的电力通信网关键链路识别算法［J］. 电力信息与通信技术， 2021 ， 19 （ 9 ）： 120 - 126 .

LIN Wenqin ， ZHOU Zhaozheng ， ZHUO Xiuzhe ， et al . A critical link identification algorithm considering work and backup routing for power communication networks ［J］. Electric Power Information and Communication Technology ， 2021 ， 19 （ 9 ）： 120 - 126 .

王丽丹 . 电力通信网业务与节点重要性分析与研究［J］. 电子测试， 2022 ， 36 （ 10 ）： 60 - 62 .

WANG Lidan . Analysis and research on the importance of business and node of power communication network ［J］. Electronic Test ， 2022 ， 36 （ 10 ）： 60 - 62 .

贾惠彬，胡子函，吴堃，等 . 基于时间敏感网络的变电站通信网络最大时延计算方法［J］. 电力系统自动化， 2023 ， 47 （ 1 ）： 192 - 199 .

JIA Huibin ， HU Zihan ， WU Kun ， et al . Calculation method for maximum time delay of substation communication network based on time-sensitive networking ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2023 ， 47 （ 1 ）： 192 - 199 .

樊冰，曾瑛，唐良瑞 . 基于信息熵的电力通信网脆弱性评价方法［J］. 电子与信息学报， 2014 ， 36 （ 9 ）： 2138 - 2144 .

FAN Bing ， ZENG Ying ， TANG Liangrui . Vulnerability assessment of power communication network based on information entropy ［J］. Journal of Electronics & Information Technology ， 2014 ， 36 （ 9 ）： 2138 - 2144 .

高会生，王娟，曹旺斌 . 电力通信光缆业务承载水平的量化评估［J］. 无线电工程， 2021 ， 51 （ 10 ）： 1142 - 1149 .

GAO Huisheng ， WANG Juan ， CAO Wangbin . Quantitative evaluation of service carrying capacity of power communication optical cable ［J］. Radio Engineering ， 2021 ， 51 （ 10 ）： 1142 - 1149 .

严康，陆艺丹，于宗超，等 . 配电网用户侧异构电力物联设备运行安全管控分析［J］. 电力系统自动化， 2023 ， 47 （ 8 ）： 53 - 61 .

YAN Kang ， LU Yidan ， YU Zongchao ， et al . Analysis on operation security management and control for user-side heterogeneous power Internet-of-Things devices in distribution network ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2023 ， 47 （ 8 ）： 53 - 61 .

HOSSEINI GHAZVINI S M ， GHAFFARPOUR RAHBAR A ， ALIZADEH B . Load balancing， multipath routing and adaptive modulation with traffic grooming in elastic optical networks ［J］. Computer Networks ， 2020 ， 169 ： 107081 .

李建坡，张庆华，张展图，等 . 基于拥塞控制的无线传感器网络能耗优化路由算法［J］. 东北电力大学学报， 2020 ， 40 （ 4 ）： 69 - 74 .

LI Jianpo ， ZHANG Qinghua ， ZHANG Zhantu ， et al . Congestion control and energy optimization routing algorithm for wireless sensor networks ［J］. Journal of Northeast Electric Power University ， 2020 ， 40 （ 4 ）： 69 - 74 .

祁兵，叶欣，李彬，等 . 区分电力业务保护质量的链路故障差异化保护策略［J］. 电力系统自动化， 2020 ， 44 （ 11 ）： 181 - 188 .

QI Bing ， YE Xin ， LI Bin ， et al . Differential protection strategy of link fault for distinguishing protection quality of power business ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2020 ， 44 （ 11 ）： 181 - 188 .

ZHANG J ， ZHU K Y ， ZANG H ， et al . Availability-aware provisioning strategies for differentiated protection services in wavelength-convertible WDM mesh networks ［J］. ACM Transactions on Networking ， 2007 ， 15 （ 5 ）： 1177 - 1190 .

KONG P Y . Routing in communication networks with interdependent power grid ［J］. ACM Transactions on Networking ， 2020 ， 28 （ 4 ）： 1899 - 1911 .

姚卓磊，黄文焘，余墨多，等 . 智能配电网电力-通信灾害故障动态协调恢复方法［J］. 电力系统自动化， 2022 ， 46 （ 19 ）： 87 - 94 .

YAO Zhuolei ， HUANG Wentao ， YU Moduo ， et al . Dynamic coordinated recovery method of power-communication disaster fault in intelligent distribution network ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2022 ， 46 （ 19 ）： 87 - 94 .

李彬，卢超，景栋盛，等 . 负载与风险联合均衡的电力通信网路由优化算法［J］. 中国电机工程学报， 2019 ， 39 （ 9 ）： 2713 - 2723 .

LI Bin ， LU Chao ， JING Dongsheng ， et al . An optimized routing algorithm with load and risk joint balance in electric communication network ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2019 ， 39 （ 9 ）： 2713 - 2723 .

Views

下载量

CSCD

Alert me when the article has been cited

提交

Tools

Publicity Resources

Robust Optimization Method of Communication Network to Improve Resilience of Cyber-Physical Power System

Routing Optimization Strategy for Power Communication Network with Shared Risk Link Group and Risk Balance

分组传送网承载电力多业务的隔离性与关联性分析

Related Author

Luo XU

Qinglai GUO

Hongbin SUN

Xinzhan LIU

Ziyun CHENG

Dongsheng JING

Yi SUN

Bin LI

Related Institution

Department of Electrical Engineering, Tsinghua University

Power Dispatching and Control Center of Guangdong Power Grid Co., Ltd.

State Key Laboratory of Power System and Generation Equipment, Tsinghua University

School of Electrical and Electronic Engineering, North China Electric Power University

Information and Communication Branch, Suzhou Power Supply Company

⁰