技术摘要：
本发明公开了一种配电网通信结构优化方法，包括如下步骤：基于智能电子设备与主站服务器协调控制方案，对信息‑物理融合的配电网进行信息系统的通信失效分析；结合故障处理过程，分析信息系统故障对物理系统的故障影响；根据通信失效分析结果及故障影响分析结果构建配  全部
背景技术：
配电网是电力系统向用户供应和分配电能的重要环节，其可靠性日益受到用户和 供电企业的重视。为了解电网可靠性发展趋势，确定可靠性投资方向。随着智能电网战略的 推进，各类智能设备、信息通信技术、传感技术等在电网中的应用逐步深化，电网由传统的 物理系统，逐渐发展为信息系统和物理系统深度融合的“二元复合系统”，即“信息-物理融 合系统”(cyber  physical  system，CPS)。由信息安全诱因而导致的严重电网安全事故开始 频繁出现，引起了学术界和工程界的广泛关注，可见，电网运行可靠不仅依赖于物理系统， 也逐渐开始与信息系统密不可分。因此，配电网的通信结构如何选取就显得至关重要。 对现有配电网信息系统与物理系统之间关系的研究主要集中于信息元件损坏和 数据传输延时的影响分析，且一般用故障的统计概率参与可靠性计算，对于不同类型信息 故障的后果分析较为笼统。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种配电网通信结构优化方 法，针对不同网络结构以及不同信息元件对配电网可靠性的影响，构建考虑故障处理过程 信息系统连通性和准确性的信息物理融合可靠性评估模型，进行配电网可靠性评估，过程 简易且精度高，进而选取配电网通信结构。 为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的： 一种配电网通信结构优化方法，所述方法包括如下步骤： 基于智能电子设备与主站服务器协调控制方案，对信息-物理融合的配电网进行 信息系统的通信失效分析； 结合故障处理过程，分析信息系统故障对物理系统的故障影响； 根据通信失效分析结果及故障影响分析结果构建配电网可靠性评估模型； 基于所述配电网可靠性评估模型对配电网进行可靠性评估； 根据可靠性评估结果选取配电网通信结构。 进一步地，所述信息系统的通信失效分析包括如下步骤： 由信息元件损坏所导致的静态传输失效分析； 因信息传输过程的随机扰动所导致的动态传输失效分析； 结合所述静态传输失效分析和动态传输失效分析的结果，对信息系统的通信失效 进行分析判定。 进一步地，所述静态传输失效分析的方法包括如下步骤： 分析智能电子设备到主站服务器的最小路集； 分析最小路集中各通信路径的连通状态； 4 CN 111581760 A 说　明　书 2/7 页 根据所述连通状态，判断是否发生静态传输失效。 进一步地，所述动态传输失效分析方法包括如下步骤： 分析所述主干网中通信路径的传输延时； 分析所述接入网中通信路径的传输延时； 根据所述传输延时，分析信息系统的通信路径传输延时状态； 对信息系统的数据传输进行传输错误分析； 根据所述传输延迟状态和传输错误，判断信息系统的动态传输是否失效。 进一步地，分析信息系统故障对物理系统的故障影响的方法包括如下步骤： 结合所述通信失效分析，基于信息量测功能，进行故障定位分析，确定故障点； 基于开关遥控功能，对所述故障点进行故障隔离和故障恢复分析，以获取故障影 响分析结果。 进一步地，所述故障定位分析的方法包括： 若信息系统正常，则判断故障点位于从电源侧到末梢方向最后一个经历了故障电 流的开关所连接的区段； 若信息系统异常，则故障定位包括以下情况： 1)若信息系统接收到的故障电流信号能构成完整的故障电流路径，则故障定位与 所述信息系统正常时分析方法相同； 2)若信息系统接收到的故障电流信号不能构成完整的故障电流路径或构成两条 不同的故障电流路径，则对这组故障电流信号进行状态分析，在多组可行解中进行全局寻 优，得出最接近于配电网实际故障状态的完整电流路径，并采用遗传算法判断故障点位置； 3)若信息系统异常，且接收不到任何电流信号，则无法判断故障点的位置。 进一步地，对故障点进行故障隔离获取故障影响分析结果的方法包括： 1)若故障点定位正确，则故障隔离包括以下情况： ①若开关动作成功，则故障正确隔离； ②若开关动作失败，信息系统将往开关动作失败的一侧搜寻可控开关，导致故障 范围扩大； 2)若故障点定位错误，则故障隔离包括以下情况： ①若开关动作成功，由于故障隔离范围不包含原故障点，故障未有效隔离，当进行 供电恢复操作时，对故障进行二次定位和隔离； ②若开关动作失败，则故障隔离包括以下情况： 若故障隔离范围不包含故障点，故障未有效隔离，当进行供电恢复操作时，对故障 进行二次定位和隔离； 若故障隔离范围包含故障点，在供电恢复时不发生断路器跳闸，导致故障范围扩 大。 进一步地，对故障点进行故障恢复获取故障影响分析结果的方法包括： 根据信息系统的通信状态，对所述停电时间进行分析。 进一步地，信息-物理融合的配电网可靠性评估模型以系统平均停电时间和期望 缺供电量作为可靠性指标，并采用序贯蒙特卡洛模拟法进行配电网可靠性评估。 进一步地，所述系统平均停电时间为： 5 CN 111581760 A 说　明　书 3/7 页 所述期望缺供电量为： 式中，Pi为系统在通信状态i的概率；Ni、Ti、Ci分别为系统在通信状态i的停电用户 数、停电时间、负荷损失量；R为系统所有状态的集合。 与现有技术相比，本发明所达到的有益效果： 本发明基于配电网智能电子设备与主站服务器协调控制方案，结合故障处理过 程，分析信息系统故障对物理系统的故障影响，对信息物理融合配电网进行可靠性评估，配 电网可靠性评估结果更加精确，供电单位可根据可靠性评估结果，进行配电网通信结构优 化选取，指导电力通信系统的规划和日常运行工作； 考虑信息量测功能和开关遥控功能的不同失效类型情况下，对考虑故障处理过程 中信息系统连通性和准确性的信息物理融合配电网进行可靠性评估，简化计算过程，配电 网可靠性评估结果更加精确。 附图说明 图1为本发明实施例提供的一种配电网通信结构优化方法的流程图； 图2为本发明实施例中信息物理融合的配电网结构示意图； 图3为本发明实施例中基于信息系统连通性和准确性的配电网可靠性评估流程示 意图； 图4为本发明实施例中IEEE33节点标准配电系统测试系统； 图5为本发明实施例中通信正常与失效的系统可靠性指标图； 图6为本发明实施例中信息系统不同网络结构的系统可靠性指标图； 图7为本发明实施例中不同类型信息元件故障的系统平均停电时间图。