طراحي شبكه ارتباطي بي‌سيم قابل اطمينان براي شبكه هوشمند برق با استفاده از برنامه‌ريزي خطي

Designing Reliable Wireless Communication Network for Smart Grid Using Linear Programing

ويژگي‌هاي متناقض شبكه هوشمند برق همچون گستردگي در پهناي شهر و نيازمندي‌هايي مثل قابليت اطمينان بالا (بالاتر از 0.98) و تاخير كم (در حد ثانيه و ميلي ثانيه)، طراحي شبكه ارتباطي براي آن را با پيچيدگي زيادي مواجه كرده است. هدف اين پژوهش در نظر گرفتن نيازمندي قابليت اطمينان براي طراحي شبكه ارتباطي شبكه هوشمند برق است. ايده اين مقاله براي كاهش پيچيدگي، تقسيم مسيله به دوقسمت و حل تكرارشونده آن است به‌طوري كه در قسمت اول با استفاده از يك مسيله مبتني بر برنامه‌ريزي خطي، يك شبكه از روترها براي پوشش كل گره‌هاي شبكه هوشمند برق ساخته شده و در قسمت دوم با حل تكرارشونده مسيله دوم، روترهاي افزونه به شبكه ارتباطي اضافه شود. مسيله دوم ضمن متعادل كردن درجه‌ روترها در گراف شبكه، سعي دارد بيشترين يال را به آن اضافه كند تا از اين طريق قابليت اطمينان شبكه بيشينه شود. نتايج شبيه‌سازي‌ها نشان مي‌دهد كه روش پيشنهادي مي‌تواند در زمان قابل قبول قابليت اطمينان شبكه را به مقدار مورد نظر برساند.

The challenging characteristics of Smart Grid such as the vast size of covered area and tight requirements of reliability (higher than 0.98) and delay (in terms of second and millisecond) impede the procedure of communication network designing. This paper investigates the problem of network designing subject to the reliability constraint. The main contribution is dividing the problem into two sub-problem, Primary Topology Design Sub-problem (PTDS) and Reliability Assurance Sub-problem (RAS). In PTDS a primary network of routers is devised to cover all network nodes using linear programming and RAS makes the primary topology reliable by adding more routers through a repetitive procedure. The main idea of RAS is balancing degrees of nodes in the network graph. Results show that the provided approach devises a fairly optimal network in an acceptable time.