基于電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)傳輸特性分析

高小芊　寇霄宇　何宇雄　苑晉沛

摘 要：電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的安全性和可靠性直接影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，這是由于電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)承載著大量關(guān)鍵信息的交互任務(wù)，基于此，文章建立了電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸模型，并圍繞該模型對電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的傳輸特性進行了深入分析，希望由此得出的結(jié)論能夠為相關(guān)業(yè)內(nèi)人士帶來一定啟發(fā)。

關(guān)鍵詞：電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)；信息擁堵；基尼系數(shù)

中圖分類號：TM734 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）04-0175-02

Abstract： The security and reliability of the power dispatching data network directly affect the stable operation of the power system， because the power dispatching data network carries a large number of key information of the interaction task. Based on this， in this paper， the data transmission model of power dispatching data network is established， and the transmission characteristics of power dispatching data network are deeply analyzed around the model， in the hope that the conclusions can bring some inspiration to the relevant industry.

Keywords： power dispatching data network； information congestion； Gini coefficient

前言

作為大型互聯(lián)電網(wǎng)的重要組成，電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)直接關(guān)系著電網(wǎng)調(diào)度自動化的實現(xiàn)。隨著近年來通信技術(shù)和信息技術(shù)的快速發(fā)展，我國電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)在規(guī)模、承載的業(yè)務(wù)量方面均實現(xiàn)了長足發(fā)展，其本身的重要性也在不斷提升，而為了在電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)發(fā)展過程中較好保證其安全性與可靠性，正是本文就電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)傳輸特性展開具體研究的原因所在。

1 電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸模型

1.1 數(shù)據(jù)傳輸模型

為提升本文研究質(zhì)量和針對性，本文將電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)抽象為一個由節(jié)點和鏈路構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)模型，鏈路和節(jié)點的具體內(nèi)涵如下所示：（1）節(jié)點。電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)中的節(jié)點指的是聯(lián)網(wǎng)的通信控制處理機和主計算機，其主要具備存儲轉(zhuǎn)發(fā)功能、發(fā)包功能。（2）鏈路。電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)中的鏈路指的是2個節(jié)點間承載信息流的線路或信道，本文研究不考慮鏈路的容量限制。

結(jié)合調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膭討B(tài)行為，本文得出了以下模型：

該模型表示的是調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸過程中節(jié)點i的緩存區(qū)在時刻t存儲數(shù)據(jù)包的數(shù)量，該模型中的Li（t-1）、xji（t）、Ki分別是指時刻t-1節(jié)點i緩存區(qū)的數(shù)據(jù)包總量、時刻t節(jié)點i從節(jié)點j接受的數(shù)據(jù)包數(shù)量、單位時間節(jié)點i轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包數(shù)量?？紤]到我國電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)多采用分層設(shè)計原則、路由器差異化配置，因此假設(shè)電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)各層Ki比為10：5：1，該比值對應(yīng)核心層、骨干層、接入層節(jié)點，這一比值的確定是由于三者的數(shù)據(jù)處理能力大小排序為核心層>骨干層>接入層[1]。

1.2 數(shù)據(jù)包擁塞率

作為通信網(wǎng)絡(luò)中的常見現(xiàn)象，信息擁塞的發(fā)生意味著數(shù)據(jù)流量超過網(wǎng)絡(luò)處理能力，而如果電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)出現(xiàn)信息擁堵，電力系統(tǒng)業(yè)務(wù)往往會受到較為嚴重的影響，因此數(shù)據(jù)包擁堵率這一信息擁堵的表現(xiàn)必須在研究中得到重視，這里的數(shù)據(jù)包擁堵率指的是電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)各節(jié)點滯留數(shù)據(jù)包總量與數(shù)據(jù)包總數(shù)量的比值，結(jié)合上述模型即可將數(shù)據(jù)包擁塞率表示為：

1.3 信息流向模擬

網(wǎng)絡(luò)分層、具體業(yè)務(wù)類別直接影響電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)信息流向，一般來說廣域測量、EMS等監(jiān)控任務(wù)會賦予電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)信息流向“垂直”特征，本文將這類特征的出現(xiàn)稱之為垂直信息流模式。而對于辦公信息、生產(chǎn)管理信息的傳輸來說，由于這類業(yè)務(wù)的信息流向具備明顯隨機性且信息交換量較大，本文將其稱為隨機信息流模式。

結(jié)合上述認知，本文將垂直信息流模式中網(wǎng)絡(luò)任意數(shù)據(jù)包i起始節(jié)點和目的節(jié)點滿足條件定義為：

1.4 數(shù)據(jù)傳輸仿真流程

結(jié)合上述分析，本文確定了電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的傳輸特性仿真流程，即：“輸入網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，設(shè)置？姿→設(shè)置Ts，初始化時間t=1→初始化i=1→是否模擬垂直信息流模式？→i是否屬于集合J或集合H→節(jié)點i產(chǎn)生新數(shù)據(jù)包且目的節(jié)點滿足式（3）→模擬隨機信息流模式節(jié)點i產(chǎn)生新數(shù)據(jù)包且目的節(jié)點滿足式（4）→根據(jù)節(jié)點i與目的節(jié)點最短路徑，為其選擇下一傳輸節(jié)點→判斷轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包是否達到目的節(jié)點→是否所有節(jié)點完成發(fā)包和存儲轉(zhuǎn)發(fā)→時間t=t+1→t是否大于Ts→計算？濁”。

2 電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的傳輸特性

參考實際系統(tǒng)構(gòu)造星型結(jié)構(gòu)的電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)，其中星型結(jié)構(gòu)的電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)由省調(diào)和備調(diào)節(jié)點構(gòu)成核心層、10個地調(diào)節(jié)點和15個樞紐變電站構(gòu)成骨干層、78個變電站和15個發(fā)電廠構(gòu)成接入層，均采用雙歸結(jié)構(gòu)與骨干層相連；網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)構(gòu)成與星型結(jié)構(gòu)的電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)相似，但其骨干層節(jié)點首先與環(huán)形或網(wǎng)狀相連，圖1為星型結(jié)構(gòu)的電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)。

2.1 垂直信息流模式模擬

結(jié)合上述研究開展垂直信息流模式模擬，即可得出電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)？濁與？姿之間的關(guān)系，而結(jié)合二者關(guān)系展開深入分析可以發(fā)現(xiàn)，？姿的增加會造成？濁的變大，而這種影響存在著一個臨界值？姿c，？濁的增加會以臨界值分為平穩(wěn)狀態(tài)和快速增長狀態(tài)，本文研究設(shè)定？姿c=0.05，由此即可確定？濁與？姿的關(guān)系為：

因此可以斷定？姿c在一定程度上反映電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理能力，？姿c的數(shù)值越大代表電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)緩解數(shù)據(jù)擁堵能力越強。

而在圍繞星型結(jié)構(gòu)的電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)開展的仿真分析中不難發(fā)現(xiàn)，二者？姿c的值分別為？姿c=0.78、？姿c=0.34，由此可判斷垂直信息流模式下星型結(jié)構(gòu)的電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)在緩解數(shù)據(jù)擁堵方面的表現(xiàn)更為優(yōu)秀，而本文研究認為這種情況的出現(xiàn)是由于該結(jié)構(gòu)的電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)包通過最短路徑進行傳輸。進一步分析垂直信息流模式下電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)節(jié)點介數(shù)累積分布，即可采用基尼系數(shù)分析兩種結(jié)構(gòu)電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)，二者的基尼系數(shù)分別為0.2378、0.3777，由此可斷定基尼系數(shù)較大的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)節(jié)點介數(shù)分布不均勻，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)因具備較高數(shù)據(jù)包集中程度而更容易發(fā)生信息擁塞。

2.2 隨機信息流模式模擬

開展隨機信息流模式下的仿真模擬得出？濁與？姿之間的關(guān)系，即可得出星型與網(wǎng)狀兩種結(jié)構(gòu)電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的？姿c分別為0.19、0.13，由此可見星型結(jié)構(gòu)的電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)在緩解數(shù)據(jù)擁塞方面所具備的優(yōu)勢，能夠更好緩解信息擁塞，這也是兩種結(jié)構(gòu)介數(shù)分布近似但星型結(jié)構(gòu)優(yōu)勢明顯的原因所在。

3 結(jié)束語

星型結(jié)構(gòu)的電力調(diào)度數(shù)據(jù)傳輸模型應(yīng)用效果較為優(yōu)秀。而在此基礎(chǔ)上，本文確定的數(shù)據(jù)包擁塞率可清楚判斷信息擁塞程度、星型結(jié)構(gòu)傳輸性能較為優(yōu)秀、核心層節(jié)點對電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)傳輸特性影響明顯，則證明了研究的價值。因此，在相關(guān)理論研究和實踐探索中，本文內(nèi)容能夠發(fā)揮一定參考作用。

參考文獻：

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[2]王海明.電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)傳輸特性分析[J].山東工業(yè)技術(shù)，2017（01）：179.endprint