電力調度數(shù)據(jù)網(wǎng)傳輸特性分析

張樹豐　蔡輝　劉仕寧　陳霞飛

摘要：隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，各行各業(yè)對電力需求量逐漸的增多，給電力企業(yè)用電管理以及安全提出了更高的要求。電網(wǎng)調度工作是保證電網(wǎng)運行安全以及經(jīng)濟運行的關鍵，所以必須加強對調度安全管理以及風險控制，才能創(chuàng)建一個安全穩(wěn)定的用電環(huán)境，為社會的和諧發(fā)展做出貢獻。電力調度數(shù)據(jù)網(wǎng)的建設，能夠實現(xiàn)電網(wǎng)運行中各個設備、變電站、調度中心等相關數(shù)據(jù)信息的傳輸工作，對可靠性、安全性、實時性具有較高的要求。

關鍵詞：電力調度;數(shù)據(jù)網(wǎng);傳輸;特性

一、 電力調度數(shù)據(jù)網(wǎng)中數(shù)據(jù)傳輸模型和結構特征

電力調度數(shù)據(jù)主要由節(jié)點與鏈路這兩部分組成，其中節(jié)點主要由互聯(lián)網(wǎng)計算機或者是控制整個電力處理器組成，而鏈路是指兩個節(jié)點互相聯(lián)系的線路，一半在電力調度數(shù)據(jù)網(wǎng)傳輸時，都會以從高到低的形式進行傳輸[1]。在電力調度數(shù)據(jù)網(wǎng)傳輸過程中常常會出現(xiàn)數(shù)據(jù)擁塞率的現(xiàn)象發(fā)生，在這個網(wǎng)絡信息化的時代，網(wǎng)絡信息在運行過程中發(fā)生擁塞是一種正?，F(xiàn)象。但是這種現(xiàn)象在電力調度數(shù)據(jù)網(wǎng)傳輸過程中會直接影響電力系統(tǒng)的的安全性與穩(wěn)定性。

在電力調度數(shù)據(jù)網(wǎng)傳輸過程中還要注意電力調度的信息流向模擬，同時電力調度數(shù)據(jù)網(wǎng)的信息流向具有非常明顯的特點，其在運行時常常會以網(wǎng)絡分層的形式運行，如果不能按照指定要求操作還會直接影響電力調度數(shù)據(jù)網(wǎng)中其他的業(yè)務。另外，在信息流向模擬時，相關工作人員還會將其分成以下兩種：垂直信息流模式、隨機信息流模式。其中垂直信息流主要通過計算機系統(tǒng)調度核心層發(fā)出控制命令，并將這些傳輸命令轉移到相對的廠站中，讓相關工作人員都按照指定的要求進行工作;而隨機信息流模式常常與信息技術相結合，只有這樣才能將其中的特點體現(xiàn)出來，從而提高信息流向模擬的工作效率與質量。這種信息流向模擬在各個領域中都得到了廣泛的應用，保證各行業(yè)在發(fā)展過程中可以跟上社會發(fā)展的腳步，這對于電力行業(yè)來說也不例外[2]。電力行業(yè)在發(fā)展過程中所傳遞的數(shù)據(jù)信息常常通過電力調度網(wǎng)進行傳輸，并選擇一些選擇性較大的隨機信息流模式傳輸。

二、電力調度數(shù)據(jù)網(wǎng)的傳輸特性

為了分析電流數(shù)據(jù)調度網(wǎng)的傳輸特性，本文構建了兩個調度數(shù)據(jù)網(wǎng)結構，在與實際電力調度數(shù)據(jù)網(wǎng)系統(tǒng)相結合的基礎上構造具有典型結構的數(shù)據(jù)網(wǎng)系統(tǒng)，分別為星型結構和網(wǎng)狀結構。星型結構的電力調度數(shù)據(jù)網(wǎng)包括核心層、骨干層和接入層，接入層包括若干個發(fā)電廠核發(fā)電站，骨干層包括若干個樞紐變電站和地調節(jié)點，接入層和骨干層之間以雙軌結構進行連接，核心層包括備調節(jié)點和省調，核心層采用星型結構與骨干層相接。網(wǎng)狀結構的電力調度數(shù)據(jù)網(wǎng)的各層節(jié)點構成同樣包括核心層、骨干層和接入層，其接入方式與星型結構不同，通過網(wǎng)狀或環(huán)境的方式將各骨干層節(jié)點聯(lián)系起來之后，再以網(wǎng)狀方式將骨干層節(jié)點與核心層節(jié)點連接起來。

根據(jù)上文對電力調度數(shù)據(jù)網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸模型的分析，在隨機信息流模式和垂直信息流模式下，電力調度數(shù)據(jù)網(wǎng)的據(jù)傳輸過程是不同的。

在垂直信息流模式下，隨著節(jié)點產(chǎn)生數(shù)據(jù)包概率不斷增加，會到達一個臨界值。在到達臨界值以前，電力調度數(shù)據(jù)網(wǎng)的數(shù)據(jù)包擁塞率的狀態(tài)比較平穩(wěn)，而一旦到達臨界值，數(shù)據(jù)包用材率就會呈現(xiàn)出快速增長的狀態(tài)。網(wǎng)絡中信息負荷水平可以用節(jié)點產(chǎn)生數(shù)據(jù)包的概率來進行表征。也就是說，如果網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)處理能力大于信息負荷，則不會出現(xiàn)網(wǎng)絡擁塞的現(xiàn)象，數(shù)據(jù)包可以正常的到達目的節(jié)點，數(shù)據(jù)包擁塞率會維持在較低的水平上。而如果網(wǎng)絡的處理能力小于信息負荷水平，則隨著節(jié)點產(chǎn)生數(shù)據(jù)包概率不斷增加，網(wǎng)絡也會出現(xiàn)擁塞現(xiàn)象，擁塞率不斷提高[2]。網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)處理能力可以由節(jié)點產(chǎn)生數(shù)據(jù)包概率的臨界值來反映，臨界值越大，這網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)處理能力越強，反之則越弱。

根據(jù)實驗發(fā)現(xiàn)，星型結構在垂直信息流模式下的數(shù)據(jù)處理能力比網(wǎng)狀結構要強，傳輸性能更加優(yōu)越。節(jié)點介數(shù)可以對節(jié)點所承擔的數(shù)據(jù)處理量進行反應，對這兩種網(wǎng)絡的節(jié)點介數(shù)累積分布進行考察時發(fā)現(xiàn)，星型結構的分布比網(wǎng)狀結構更加均勻。網(wǎng)狀結構與星型結構相比數(shù)據(jù)包的集中程度更高，信息擁塞的情況更容易發(fā)生。

在隨機信息流模式下，星型結構的臨界值較高，數(shù)據(jù)處理能力網(wǎng)狀結構。在隨機留信息模式下新型結構能夠更好地對數(shù)據(jù)擁塞情況進行緩解。根據(jù)實驗發(fā)現(xiàn)，此時兩種結構有著比較相近的介數(shù)分布均勻情況。通過對比發(fā)現(xiàn)星型結構中的核心層節(jié)點擁有最大的介數(shù)，網(wǎng)狀結構則不然。由于核心層節(jié)點的數(shù)據(jù)處理能力最強，所以星型結構的數(shù)據(jù)處理能力高于網(wǎng)狀結構。

三、 電力調度數(shù)據(jù)網(wǎng)結構的脆弱性特點

3.1 靜態(tài)脆弱性

靜態(tài)脆弱性主要是指：在將部分節(jié)點去除之后，數(shù)據(jù)網(wǎng)更易受到網(wǎng)絡攻擊。如果數(shù)據(jù)網(wǎng)節(jié)點攻擊具有隨機性，那么雙星型及網(wǎng)狀結構連通水平并不會出現(xiàn)顯著變化。

反過來而言，若對數(shù)據(jù)網(wǎng)結構中的一些特殊節(jié)點，如大度數(shù)、大介數(shù)節(jié)點實施持續(xù)化攻擊處理，那么則會使得兩者連通水平持續(xù)降低。此種狀況出現(xiàn)的主要原因為：雙星型結構與無標度網(wǎng)絡較為趨近，所具備的網(wǎng)絡連通性較弱，相應的網(wǎng)絡結構也較為脆弱化，易遭受選擇性攻擊損傷。而網(wǎng)狀數(shù)據(jù)網(wǎng)中的節(jié)點與雙星型結構相比連接較為緊密，與小世界網(wǎng)絡較為趨近，因此其網(wǎng)絡結構牢固性更強，能夠抵抗一般強度的攻擊。

3.2 動態(tài)脆弱性

在實際網(wǎng)絡中的某部分節(jié)點、鏈路出現(xiàn)故障或是堵塞狀況時，極易因負荷重新配置而導致出現(xiàn)全新一輪的故障、堵塞狀況，進而致使連鎖故障出現(xiàn)。動態(tài)脆弱性便是對此類連鎖故障發(fā)生狀況展開分析討論。連鎖性故障可用此說明：在隨意選取初始故障點之后，將相應節(jié)點及其相關邊去除掉后，網(wǎng)絡中的最短路徑的分布會發(fā)生改變。在此時如果某部分節(jié)點的負荷量超出容量范疇，那么則會導致全新一輪負荷活動出現(xiàn)，并持續(xù)反復，進而導致連鎖故障出現(xiàn)。

如果將調度數(shù)據(jù)網(wǎng)中的部分節(jié)點去除掉，當雙星型結構網(wǎng)中出現(xiàn)節(jié)點故障，那么不會導致連鎖故障的出現(xiàn)。與此相比，網(wǎng)絡數(shù)據(jù)網(wǎng)結構的連鎖故障發(fā)生率更高，易導致出現(xiàn)極大的損失。由此可得，在無標度網(wǎng)絡中，連鎖故障的發(fā)生率較低，且要遠低于小世界網(wǎng)絡。需加強注意的是，如果在網(wǎng)狀數(shù)據(jù)網(wǎng)中出現(xiàn)了連鎖性障礙，那么一些易故障節(jié)點介數(shù)較高。此種狀況出現(xiàn)的主要原因是，在連鎖故障中，各節(jié)點發(fā)生故障會導致全新負荷重新配置，而高介數(shù)節(jié)點屬于數(shù)據(jù)傳輸活動中的樞紐點，因此易受到故障影響，故障發(fā)生率較高。

四、結語

現(xiàn)代大型互聯(lián)電網(wǎng)中，電力調度數(shù)據(jù)網(wǎng)占據(jù)著重要的位置。要實現(xiàn)電網(wǎng)調度的自動化，就必須建設與完善電力調度數(shù)據(jù)網(wǎng)。由于通信技術、信息技術的發(fā)展，電力系統(tǒng)業(yè)務量和業(yè)務規(guī)模的擴大，對電力數(shù)據(jù)調度網(wǎng)提出了更高的要求。本文對電力調度數(shù)據(jù)網(wǎng)的傳輸特性進行了研究，希望能夠切實提高電力數(shù)據(jù)調度網(wǎng)的可靠性與安全性。

參考文獻：

[1]吳丹，吳昊.電力調度數(shù)據(jù)網(wǎng)結構特性探究[J].中國高新技術企業(yè)，2015，（05）：150-151.

[2]蔣茂忠.電力調度數(shù)據(jù)網(wǎng)結構特性解析[J].科技與企業(yè)，2015，（19）：89.

[3]張姝麗，尚鵬，金燦燦.我國電力調度數(shù)據(jù)網(wǎng)結構的特征分析[J].科技傳播，2014，（13）：72-87.

[4]朱文斌.電力調度數(shù)據(jù)網(wǎng)傳輸系統(tǒng)研究[J].科技研發(fā)，2013，15（1）.

[5]趙淑茂.電力調度數(shù)據(jù)網(wǎng)傳輸特性分析[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟和信息化，2013，27（4）.