文档介绍：`实现负载均衡的电力通信网络优化策略研究Research on Optimization Strategiesof Load Balancing in Electric work(申请博士学位)一级学科:电气工程学科专业:电气工程研究生:崔振辉指导教师:李林川教授天津大学电气与自动化工程学院二零一三年十二月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名:签字日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名:导师签名:签字日期:年月日签字日期:年月日摘要国内外经济、能源形式的深刻变化,给电网的发展带来新的机遇和挑战。近年来,智能电网的建设不断深入,现代电网信息化、自动化、互动化的特征愈发明显,为电网起着强力支撑作用的电力通信网络也随之发生着深刻的变革。随着信息通信技术与电力生产、经营的深度渗透,电网对电力通信网络的依赖性越来越强,通信网络的可靠性和传输性能也成为影响电网安全稳定运行的关键因素。随着网络拓扑的日益复杂、业务需求的逐步丰富,电力通信网络中的负载不均衡问题也愈发严重,部分核心节点或重要链路承载着大量的业务数据,一方面增加了网络的脆弱性;另一方面降低了网络资源的利用效率。传统的优化策略由于未考虑电力通信网络拓扑和业务流量的特殊属性,难以直接应用。本文依据电力通信网络的拓扑特性和业务流量属性,针对电力通信网络拓扑优化、业务流量分析和预测及路由优化问题进行了研究,主要内容包括以下几个方面:(1)在鲁棒性和脆弱性分析的基础上,提出了基于节点介数加矩阵的拓扑优化算法,主要针对网络中的薄弱环节进行拓扑优化。优化算法首先基于节点介数加矩阵生成优化链路集,然后通过增加有限数量的链路来实现优化目标,同时采用重复节点回避机制避免网络业务的过度集中。仿真实验表明,该算法能够有效增强网络抵御选择性攻击的能力,延缓网络的一次效能突降现象,同时可以提高关键节点的带宽利用效率,降低关键节点发生拥塞的几率,对电力通信网络拓扑的优化具有更强的针对性和更明显的效果。(2)基于ARIMA(Autoregressive Integrated Moving Average Model)模型提出了适用于电力通信网络流量特点的流量分析预测方法,对电力通信业务流量进行了分析和预测。按照ARIMA建模流程和方法,重点对生产数据业务和视频业务进行了流量分析与预测,通过数据预处理、确定模型参数、模型建立等几个步骤构建电力通信业务流量分析预测模型,并采用残差检验的方法对模型的适用性进行验证。仿真实验表明,本文提出的流量分析和预测方法充分考虑了流量自身变化趋势、周期性等因素,能够较好的适应电力通信业务流量特点,有效提高了模型拟合的精确度和预测的准确度。(3)提出了一种基于链路权重控制的可变等价多路径模型VECMP(VariableEqual-Cost Multi-Path),并基于改进遗传算法设计IGA-VECMP(Improved ic Algorithm for VariableEqual-Cost Multi-Path)求解算法,对VECMP模型进行求解。其中,VECMP模型基于链路权重可变原则,在传统ECMP模型的基础上引入链路状态控制因子????,依据节点配置比例,通过动态选择策略按照配置优先级为相应节点开通ECMP功能,从而实现网络负载的有效分担;IGA-VECMP算法通过对选择、交叉、变异三种遗传算子的优化改进,有效提升了VECMP模型的求解效率。仿真实验表明,本文提出的IGA-VECMP求解算法能够快速得到网络的最佳权重配置方案,实现网络负载的有效均衡,降低最大链路利用率,提升网络资源的利用效率,在电力通信网络路由优化领域具有广泛的应用价值。关键词:电力通信网络;负载均衡;拓扑优化;流量分析和预测;ARIMA;等价多路径ABSTRACTThe profound changes in economy and energyfield at home and abroad havebrought new opportunities and challenges to thedevelopmen