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(yùn)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(duì)電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的傳輸特性進(jìn)行了深入分析，希望由此得出的結(jié)論能夠?yàn)橄嚓P(guān)業(yè)內(nèi)人士帶來(lái)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(hào)：TM734 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：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(dòng)化的實(shí)現(xiàn)。隨著近年來(lái)通信技術(shù)和信息技術(shù)的快速發(fā)展，我國(guó)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(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)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(guò)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(kāi)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(duì)性，本文將電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)抽象為一個(gè)由節(jié)點(diǎn)和鏈路構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)模型，鏈路和節(jié)點(diǎn)的具體內(nèi)涵如下所示：（1）節(jié)點(diǎn)。電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)中的節(jié)點(diǎn)指的是聯(lián)網(wǎng)的通信控制處理機(jī)和主計(jì)算機(jī)，其主要具備存儲(chǔ)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(gè)節(jié)點(diǎn)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?dòng)態(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(guò)程中節(jié)點(diǎn)i的緩存區(qū)在時(shí)刻t存儲(chǔ)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(shí)刻t-1節(jié)點(diǎn)i緩存區(qū)的數(shù)據(jù)包總量、時(shí)刻t節(jié)點(diǎn)i從節(jié)點(diǎn)j接受的數(shù)據(jù)包數(shù)量、單位時(shí)間節(jié)點(diǎn)i轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包數(shù)量?？紤]到我國(guó)電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)多采用分層設(shè)計(jì)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(duì)應(yīng)核心層、骨干層、接入層節(jié)點(diǎn)，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?yàn)楹诵膶?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(jiàn)現(xiàn)象，信息擁塞的發(fā)生意味著數(shù)據(jù)流量超過(guò)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(huì)受到較為嚴(yán)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(diǎn)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(lái)說(shuō)廣域測(cè)量、EMS等監(jiān)控任務(wù)會(huì)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(duì)于辦公信息、生產(chǎn)管理信息的傳輸來(lái)說(shuō)，由于這類業(yè)務(wù)的信息流向具備明顯隨機(jī)性且信息交換量較大，本文將其稱為隨機(jī)信息流模式。

結(jié)合上述認(rèn)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(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)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(shí)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(diǎn)i產(chǎn)生新數(shù)據(jù)包且目的節(jié)點(diǎn)滿足式（3）→模擬隨機(jī)信息流模式節(jié)點(diǎn)i產(chǎn)生新數(shù)據(jù)包且目的節(jié)點(diǎn)滿足式（4）→根據(jù)節(jié)點(diǎn)i與目的節(jié)點(diǎn)最短路徑，為其選擇下一傳輸節(jié)點(diǎn)→判斷轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包是否達(dá)到目的節(jié)點(diǎn)→是否所有節(jié)點(diǎn)完成發(fā)包和存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)→時(shí)間t=t+1→t是否大于Ts→計(jì)算？濁”。

2 電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的傳輸特性

參考實(shí)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(diǎn)構(gòu)成核心層、10個(gè)地調(diào)節(jié)點(diǎn)和15個(gè)樞紐變電站構(gòu)成骨干層、78個(gè)變電站和15個(gè)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(diǎn)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(kāi)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(kāi)深入分析可以發(fā)現(xiàn)，？姿的增加會(huì)造成？濁的變大，而這種影響存在著一個(gè)臨界值？姿c，？濁的增加會(huì)以臨界值分為平穩(wěn)狀態(tài)和快速增長(zhǎng)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(qiáng)。

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(kāi)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(rèn)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(guò)最短路徑進(jìn)行傳輸。進(jìn)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(diǎn)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(diǎn)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(jī)信息流模式模擬

開(kāi)展隨機(jī)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(jiàn)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(shì)，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(shì)明顯的原因所在。

3 結(jié)束語(yǔ)

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(diǎn)對(duì)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(jià)值。因此，在相關(guān)理論研究和實(shí)踐探索中，本文內(nèi)容能夠發(fā)揮一定參考作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]何劍峰，羅豫，王宇飛.電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)仿真建模及路由協(xié)議攻擊影響[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)（理學(xué)版），2017，63（02）：163-171.

[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