電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特性分析

婁博聞

摘要：電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)是互聯(lián)性電網(wǎng)的一種，有效推動(dòng)著電力調(diào)度自動(dòng)化的快速發(fā)展。近年來(lái)，有關(guān)電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的數(shù)據(jù)安全問(wèn)題逐漸凸出來(lái)，一些重要的電力調(diào)度數(shù)據(jù)信息都要依靠該信息網(wǎng)進(jìn)行加密傳輸，同時(shí)為相關(guān)數(shù)據(jù)網(wǎng)管理人員提出了更高的管理要求，要求管理者能夠深入了解電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的基本原則和作用，熟悉電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)及其特性，從而更好地利用數(shù)據(jù)網(wǎng)，充分體現(xiàn)其實(shí)際價(jià)值。本文主要就對(duì)電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行分析和探討。

關(guān)鍵詞：電力調(diào)度；數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；特性

1電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)研究現(xiàn)狀

在電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)受到學(xué)術(shù)界廣泛關(guān)注的同時(shí)，研究方向也逐漸清晰，主要包含兩個(gè)方面的內(nèi)容：①?lài)@電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行分析，主要研究數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的魯棒性在電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)中發(fā)揮的重要作用，在這一領(lǐng)域的研究中，一般應(yīng)用復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)理論來(lái)分析結(jié)構(gòu)特性。②對(duì)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的安全性進(jìn)行研究，主要是從信息安全的角度出發(fā)，如果電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的信息安全受到影響，整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況也必定受到影響，為了提高信息的安全性，一般都需要在信息應(yīng)用中加密，或者采用防火墻保護(hù)的措施。

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)在承載不同業(yè)務(wù)的過(guò)程逐漸表現(xiàn)出多層次和多方位的特點(diǎn)，因此數(shù)據(jù)網(wǎng)必須具備較高的信息傳輸性能。近年來(lái)開(kāi)發(fā)出的EMS（能量管理系統(tǒng)）等監(jiān)控業(yè)務(wù)具有較高的實(shí)時(shí)性，在滿足調(diào)度信息交互的同時(shí)，保證調(diào)度命令高效可靠。其中涉及到的生產(chǎn)管理類(lèi)業(yè)務(wù)具有數(shù)據(jù)流量的隨機(jī)特性，在不同的單位之間傳輸政務(wù)和生產(chǎn)管理的相關(guān)信息，因此必須避免調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)出現(xiàn)信息擁堵，避免對(duì)業(yè)務(wù)的正常運(yùn)作造成影響，危害電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

2電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的主要技術(shù)

2.1電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的硬件設(shè)施技術(shù)

為了保證電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的安全穩(wěn)定性，就要保證連接鏈路的可靠安全性，避免由于某一個(gè)連接節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障缺陷問(wèn)題導(dǎo)致整個(gè)電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的故障，我們要選擇使用硬件設(shè)施的技術(shù)，可以是鏈路的自我檢測(cè)與保護(hù)技術(shù)，可以快速而準(zhǔn)確地找到故障的確切位置，避免出現(xiàn)電力信息數(shù)據(jù)丟失的現(xiàn)象。目前在鏈路的保護(hù)技術(shù)中，多采用一些雙向檢測(cè)的保護(hù)技術(shù)，防止故障發(fā)生對(duì)電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行產(chǎn)生影響。同時(shí)為了提高電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的鏈路信息傳輸?shù)陌踩€(wěn)定性與速度，我們還要保證電力網(wǎng)絡(luò)的接入具備良好的安全可靠性，采用雙向的歸屬接入技術(shù)，可以保障網(wǎng)絡(luò)接入的安全性。

2.2電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)

電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的安全不僅要靠硬件的設(shè)施保護(hù)技術(shù)，還需要應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，比如說(shuō)電力調(diào)度網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)技術(shù)，可以采用雙平面的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼夹g(shù)，也可以選擇扁平化的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼夹g(shù)。這要根據(jù)實(shí)際的電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的骨干業(yè)務(wù)情況進(jìn)行選擇，若是電力調(diào)度數(shù)據(jù)骨干網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)比較多，一般就采用雙平面的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼夹g(shù)，不僅可以降低業(yè)務(wù)處理的難度，還可以有效地保證電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。而伴隨著電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的不斷增加，整體結(jié)構(gòu)層次更加復(fù)雜，所以采用扁平方式的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼夹g(shù)往往更能優(yōu)化電力的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

3電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的特性分析

3.1電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性

電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)主要分為兩種，即網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和雙星型結(jié)構(gòu)。從結(jié)構(gòu)參數(shù)的對(duì)比結(jié)果分析，實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，二者在分支節(jié)點(diǎn)的連接上都非常緊密，數(shù)據(jù)傳輸?shù)难訒r(shí)和跳數(shù)都相對(duì)較低，可體現(xiàn)出較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性。另外，受到骨干層調(diào)節(jié)點(diǎn)易聚集的影響，使得數(shù)據(jù)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的聚集度常處在較高的狀態(tài)。

從度數(shù)累積分布的對(duì)比結(jié)果分析，雙星型結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)網(wǎng)是一個(gè)無(wú)標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)。一旦網(wǎng)絡(luò)規(guī)模有所增長(zhǎng)，節(jié)點(diǎn)度數(shù)將有所改變，最終導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)度數(shù)呈現(xiàn)出不均勻分布的趨勢(shì)。網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)網(wǎng)中，多數(shù)節(jié)點(diǎn)的度數(shù)偏差都不會(huì)太大，雖然節(jié)點(diǎn)度數(shù)分布也不均勻，但要比無(wú)標(biāo)度結(jié)構(gòu)的不均勻程度低。從介數(shù)累計(jì)的對(duì)比結(jié)果分析，雙星型結(jié)構(gòu)的介數(shù)累計(jì)分布呈直線狀態(tài)，說(shuō)明分布缺乏均勻性。在其運(yùn)行中，省調(diào)節(jié)點(diǎn)和地調(diào)節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的搜集傳遞，作為中樞部分，其介數(shù)較高應(yīng)屬正常，但其余的節(jié)點(diǎn)的介數(shù)并不高，數(shù)據(jù)傳輸量也較小。相比之下，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的核心層包含著很多節(jié)點(diǎn)，數(shù)據(jù)傳輸多由骨干層負(fù)責(zé)，負(fù)荷比較均衡，所以其內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的分布比較均勻。

3.2電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的脆弱性

3.2.1靜態(tài)脆弱性。所謂的靜態(tài)脆弱性，指的是部分接點(diǎn)被除去后網(wǎng)絡(luò)對(duì)數(shù)據(jù)網(wǎng)的攻擊性更強(qiáng)，網(wǎng)絡(luò)的安全性降低。如果數(shù)據(jù)網(wǎng)接點(diǎn)的攻擊性強(qiáng)那么網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和雙星型結(jié)構(gòu)的連通水平也就不會(huì)產(chǎn)生明顯變化；相反，如果持續(xù)性攻擊數(shù)據(jù)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的大度數(shù)、大介數(shù)節(jié)點(diǎn)，那么會(huì)大大降低兩者之間的聯(lián)通水平。這組要是因?yàn)殡p星型數(shù)據(jù)網(wǎng)結(jié)構(gòu)和無(wú)標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)更加相似，有著較低的網(wǎng)絡(luò)連通性，脆弱的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，安全性比較低。相比于雙星型數(shù)據(jù)網(wǎng)，網(wǎng)狀數(shù)據(jù)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)更加緊密，和小世界網(wǎng)絡(luò)相類(lèi)似，有著較為穩(wěn)固的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可以有效地抵抗一般的我網(wǎng)絡(luò)攻擊。

3.2.2動(dòng)態(tài)脆弱性。在電力調(diào)度中，如果在某個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)生了擁堵的現(xiàn)象或者出現(xiàn)了系統(tǒng)故障，那么就容易導(dǎo)致重新分配負(fù)荷的現(xiàn)象出現(xiàn)，進(jìn)而出現(xiàn)連鎖效應(yīng)，導(dǎo)致新一輪的連鎖故障發(fā)生。連鎖故障，是初始故障接點(diǎn)任意選擇，將相應(yīng)接點(diǎn)及其相連的邊刪除，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中最短的路徑出現(xiàn)一定的變化。如果在此時(shí)出現(xiàn)部分接點(diǎn)超負(fù)荷的情況，可能會(huì)重新分配負(fù)荷，但是同時(shí)會(huì)造成新故障的出現(xiàn)。如果將部分節(jié)點(diǎn)除去，可能會(huì)出現(xiàn)連鎖故障。雙星型結(jié)構(gòu)網(wǎng)在刪除部分節(jié)點(diǎn)之后通常不會(huì)出現(xiàn)連鎖故障，損壞更多的數(shù)據(jù)網(wǎng)。所以，連鎖故障不會(huì)輕易出現(xiàn)在無(wú)標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)中，更容易發(fā)生在小世界網(wǎng)絡(luò)。

結(jié)語(yǔ)

總之，電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特性比較復(fù)雜，我們應(yīng)該研究電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與其安全穩(wěn)定性之間的聯(lián)系，從而保證電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

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