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

趙梓帆 張鍇 崔鑫華 上官東霞 張軍亮 趙家龍

【摘 要】在當(dāng)今電力系統(tǒng)中，電網(wǎng)安全運(yùn)行的基礎(chǔ)條件即為調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，它是整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行條件的核心部分。調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)所得數(shù)據(jù)可以作為電力企業(yè)生產(chǎn)和管理的基礎(chǔ)依據(jù)，而自動(dòng)化的通信網(wǎng)是屬于計(jì)算機(jī)管理網(wǎng)的一部分。下文中針對(duì)具體供電企業(yè)為例分析電力企業(yè)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)及數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

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

1 引言

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平高的快速發(fā)展，廣大用電用戶(hù)對(duì)電力供應(yīng)的需求不斷提高。綜合數(shù)據(jù)平臺(tái)的建設(shè)是電力調(diào)度工作的重要革新，但在其建設(shè)和應(yīng)用的過(guò)程中，也出現(xiàn)了一系列新的問(wèn)題比如系統(tǒng)存在較多的獨(dú)立建設(shè)部門(mén)，系統(tǒng)建設(shè)難以達(dá)成一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。因此，有必要對(duì)電力調(diào)度綜合數(shù)據(jù)平臺(tái)的體系結(jié)構(gòu)和相關(guān)技術(shù)進(jìn)行探討，促進(jìn)平臺(tái)體系結(jié)構(gòu)優(yōu)化與運(yùn)行效率的提升。

2 電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)基本概述

目前隨著我國(guó)生活、生產(chǎn)與電力的需求不斷增多，電網(wǎng)的運(yùn)行結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，并且隨著電力的需求增多，電力系統(tǒng)運(yùn)行的難度也不斷增加。在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較大的數(shù)據(jù)信息，增加了電力運(yùn)行管理的困難。對(duì)于電力系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其中電力的發(fā)電環(huán)節(jié)、變電環(huán)節(jié)以及輸配電的環(huán)節(jié)看似獨(dú)立，實(shí)際上卻是互相聯(lián)系、互相作用，只有共同協(xié)調(diào)平衡才能夠保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行環(huán)境。對(duì)于電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，采用計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)作為基礎(chǔ)，通過(guò)虛擬的數(shù)據(jù)專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)將電力系統(tǒng)與運(yùn)行的各個(gè)環(huán)節(jié)聯(lián)系在一起，實(shí)現(xiàn)各個(gè)環(huán)節(jié)電力信息資源的共享，電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)不同，不僅可以更加方便地管理電力的運(yùn)行，還可以有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)電力輸送的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)的警示，靈活管理電力的抄表計(jì)費(fèi)，在電力系統(tǒng)的運(yùn)行中應(yīng)用廣泛。

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

3.1硬件設(shè)施技術(shù)

為確保電力調(diào)度的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)具備良好的安全性以及穩(wěn)定性，首先要確保連接鏈路能夠呈現(xiàn)出較好的安全可靠性，防止因?yàn)槟硞€(gè)連接點(diǎn)位置由故障或者缺陷出現(xiàn)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)整體癱瘓。這就要求對(duì)硬件設(shè)施技術(shù)做出更好的選擇和應(yīng)用，可以選擇鏈路自檢以及保護(hù)技術(shù)，繼而更為快速和準(zhǔn)確的將故障出現(xiàn)的位置找出，防止信息數(shù)據(jù)出現(xiàn)丟失的情況。目前，我國(guó)采用的鏈路保護(hù)技術(shù)多是雙向檢測(cè)形式的技術(shù)，避免在故障出現(xiàn)之后數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)整體運(yùn)行受到過(guò)大影響。

與此同時(shí)，為了提升數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)鏈路信息在傳輸過(guò)程具備更好的穩(wěn)定性以及速度，應(yīng)該確保電力網(wǎng)絡(luò)接入的情況十分可靠，利用雙向歸屬接入的方法，能夠有效保證網(wǎng)絡(luò)接入具備的安全性能夠符合要求。因?yàn)槲覀儑?guó)家在電力調(diào)度的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)方面所覆蓋的面積通常比較廣泛，而且會(huì)涉及到很多部門(mén)，因此在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)處在運(yùn)行狀態(tài)的時(shí)候，需要確保電力調(diào)度中心系統(tǒng)跟子系統(tǒng)之間能夠保持通暢的聯(lián)系。還要設(shè)置更加安全、可靠的網(wǎng)關(guān)結(jié)構(gòu)，防止在電力傳輸中有短路問(wèn)題出現(xiàn)。要盡量增加對(duì)網(wǎng)關(guān)數(shù)量的設(shè)置，增強(qiáng)針對(duì)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)安全性的設(shè)置，有效確保電力調(diào)度的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)能夠處在一個(gè)穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)當(dāng)中。

3.2網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)

數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的安全不僅需要依靠硬件設(shè)施對(duì)其進(jìn)行保護(hù)，還應(yīng)該結(jié)合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，例如拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)技術(shù)。通常應(yīng)該將雙平面形式的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼夹g(shù)融入到其中，也可以利用偏平形式的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼夹g(shù)。具體的選擇需要結(jié)合數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中骨干業(yè)務(wù)的實(shí)際情況，要是數(shù)據(jù)骨干網(wǎng)絡(luò)在業(yè)務(wù)方面比較多，對(duì)雙平面形式的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼夹g(shù)加以利用能夠有效降低業(yè)務(wù)處理難度，為數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行提供保障。而隨著我國(guó)電力調(diào)度的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在數(shù)量和規(guī)模上不斷的提升，所呈現(xiàn)的整體結(jié)構(gòu)層次也更加的復(fù)雜，因此利用偏平網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼夹g(shù)通常會(huì)取得更好的效果。

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

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

在實(shí)際的電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用過(guò)程中可以發(fā)現(xiàn)，很多電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不同，但是在實(shí)際的應(yīng)用中依然按照標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的層次分布設(shè)計(jì)，一般都是網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu)或者是雙星形狀的結(jié)構(gòu)。對(duì)于雙星形狀的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，主要是可以降低網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的布置，以中心地區(qū)的調(diào)節(jié)點(diǎn)作為核心的控制層，電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的骨干層與核心層之間聯(lián)系多為雙星形狀的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，而最外的接入信息采集層則是覆蓋整片地區(qū)的發(fā)電與變電廠。網(wǎng)狀的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是將省地區(qū)的電力調(diào)度中心作為核心層，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)相連成一個(gè)巨大的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而在骨干層的地方再將連接的節(jié)點(diǎn)與核心層構(gòu)成環(huán)狀。隨著電力業(yè)務(wù)的增多，電力調(diào)度數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)就不斷的增多，使得整體的電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)就更為復(fù)雜，電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜就會(huì)導(dǎo)致在實(shí)際的運(yùn)行中更難控制，這是電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜特性。

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

電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有靜態(tài)與動(dòng)態(tài)的脆弱特性。對(duì)于靜態(tài)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)脆弱特性來(lái)說(shuō)，主要是指在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中有些節(jié)點(diǎn)具有不同的攻擊破壞效果，但是這具有隨機(jī)性質(zhì)。電力調(diào)度的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)某些節(jié)點(diǎn)被外力破壞去除就會(huì)造成整體結(jié)構(gòu)的破壞，一般雙星形狀的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)比較容易被破壞，因?yàn)殡p星結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)網(wǎng)數(shù)是一種沒(méi)有標(biāo)度的網(wǎng)絡(luò)，一旦遭受到有選擇性的供給，其中的網(wǎng)絡(luò)連通性就會(huì)受到破壞，表現(xiàn)出極大的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)脆弱性。但是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)比較均勻緊密，所以對(duì)節(jié)點(diǎn)的攻擊破壞具有較強(qiáng)的防御性。

而電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)脆弱特性是指，一旦某一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障問(wèn)題，會(huì)導(dǎo)致整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的負(fù)荷變化分配，從而形成其他方面的故障，表現(xiàn)出動(dòng)態(tài)的脆弱性質(zhì)。在運(yùn)行的過(guò)程中，若是其中一個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，電力傳輸?shù)呢?fù)荷就需要重新分配，這就會(huì)形成新的故障，實(shí)際上就是連鎖反應(yīng)引起的連鎖故障。隨意選擇一個(gè)初始的故障點(diǎn)，刪除掉其連接的邊，這樣節(jié)點(diǎn)周?chē)呢?fù)荷就會(huì)隨著最短路徑的變化而產(chǎn)生變化的分布狀況，一旦出現(xiàn)某個(gè)節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷超過(guò)規(guī)定范圍，就會(huì)引起連鎖的故障發(fā)生，網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu)形成了一個(gè)小世界，一旦其中一個(gè)節(jié)點(diǎn)遭到破壞，整體的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)都會(huì)隨之發(fā)生故障，所以會(huì)發(fā)生較高的連鎖故障率。對(duì)于雙星結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，主要是一種無(wú)標(biāo)度的網(wǎng)絡(luò)，因而即使某一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障，也不會(huì)引起較多的連鎖故障。

4.3 電力調(diào)度網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的其他特性分析

電力調(diào)度網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)還具有即時(shí)性，通過(guò)電力調(diào)度進(jìn)行信息的傳輸，可以保障較快的速度。電力調(diào)度的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)可以對(duì)整個(gè)電力生產(chǎn)與傳輸?shù)倪^(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，保障了電力數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩煽啃?。此外，電力?shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)命令傳輸進(jìn)行，在信息傳達(dá)的過(guò)程中，保障了整體調(diào)度網(wǎng)絡(luò)的安全可靠性。現(xiàn)在電力數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的通信特性都是以數(shù)據(jù)處理為基礎(chǔ)，通過(guò)較小的寬帶實(shí)現(xiàn)整個(gè)電力的周期性傳輸，數(shù)據(jù)信息具有分層傳輸、分布采集、集中匯聚的特點(diǎn)。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，分析和探討電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)結(jié)構(gòu)特征不僅體現(xiàn)出可行性特征，同時(shí)還表現(xiàn)出一定現(xiàn)實(shí)意義，是電力企業(yè)以及電力領(lǐng)域良性發(fā)展的必然要求和重要前提。而為了優(yōu)化電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，不僅要求設(shè)計(jì)人員嚴(yán)格把握IP規(guī)劃程序以及路由設(shè)計(jì)程序，同時(shí)還需要嚴(yán)格把握網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)程序，通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)創(chuàng)建程序進(jìn)行不斷優(yōu)化，有效提升其實(shí)踐價(jià)值與效率，從而推動(dòng)電力企業(yè)實(shí)現(xiàn)良性發(fā)展目標(biāo)，為其帶來(lái)更多社會(huì)效益以及經(jīng)濟(jì)效率。

參考文獻(xiàn)：

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[2]張姝麗，尚鵬，金燦燦.我國(guó)電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的特征分析[J].科技傳播，2014，6（13）：72+87.

（作者單位：國(guó)網(wǎng)山西省電力公司陽(yáng)城縣供電公司）