趙梓帆 張鍇 崔鑫華 上官東霞 張軍亮 趙家龍

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

隨著國民經(jīng)濟水平高的快速發(fā)展，廣大用電用戶對電力供應的需求不斷提高。綜合數(shù)據(jù)平臺的建設是電力調(diào)度工作的重要革新，但在其建設和應用的過程中，也出現(xiàn)了一系列新的問題比如系統(tǒng)存在較多的獨立建設部門，系統(tǒng)建設難以達成一個統(tǒng)一的標準規(guī)范。因此，有必要對電力調(diào)度綜合數(shù)據(jù)平臺的體系結(jié)構(gòu)和相關(guān)技術(shù)進行探討，促進平臺體系結(jié)構(gòu)優(yōu)化與運行效率的提升。

2 電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡基本概述

目前隨著我國生活、生產(chǎn)與電力的需求不斷增多，電網(wǎng)的運行結(jié)構(gòu)更為復雜，并且隨著電力的需求增多，電力系統(tǒng)運行的難度也不斷增加。在運行過程中會產(chǎn)生較大的數(shù)據(jù)信息，增加了電力運行管理的困難。對于電力系統(tǒng)來說，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)看似獨立，實際上卻是互相聯(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)定運行環(huán)境。對于電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡來說，采用計算機的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)作為基礎，通過虛擬的數(shù)據(jù)專用網(wǎng)絡將電力系統(tǒng)與運行的各個環(huán)節(jié)聯(lián)系在一起，實現(xiàn)各個環(huán)節(jié)電力信息資源的共享，電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡不同，不僅可以更加方便地管理電力的運行，還可以有效地實現(xiàn)對電力輸送的靜態(tài)與動態(tài)的警示，靈活管理電力的抄表計費，在電力系統(tǒng)的運行中應用廣泛。

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

3.1硬件設施技術(shù)

為確保電力調(diào)度的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡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，防止因為某個連接點位置由故障或者缺陷出現(xiàn)，導致數(shù)據(jù)網(wǎng)絡整體癱瘓。這就要求對硬件設施技術(shù)做出更好的選擇和應用，可以選擇鏈路自檢以及保護技術(shù)，繼而更為快速和準確的將故障出現(xiàn)的位置找出，防止信息數(shù)據(jù)出現(xiàn)丟失的情況。目前，我國采用的鏈路保護技術(shù)多是雙向檢測形式的技術(shù)，避免在故障出現(xiàn)之后數(shù)據(jù)網(wǎng)絡整體運行受到過大影響。

與此同時，為了提升數(shù)據(jù)網(wǎng)絡鏈路信息在傳輸過程具備更好的穩(wěn)定性以及速度，應該確保電力網(wǎng)絡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)絡接入具備的安全性能夠符合要求。因為我們國家在電力調(diào)度的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡方面所覆蓋的面積通常比較廣泛，而且會涉及到很多部門，因此在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡處在運行狀態(tài)的時候，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題出現(xiàn)。要盡量增加對網(wǎng)關(guān)數(shù)量的設置，增強針對數(shù)據(jù)網(wǎng)絡節(jié)點安全性的設置，有效確保電力調(diào)度的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡能夠處在一個穩(wěn)定的運行狀態(tài)當中。

3.2網(wǎng)絡應用技術(shù)

數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的安全不僅需要依靠硬件設施對其進行保護，還應該結(jié)合網(wǎng)絡技術(shù)，例如拓撲結(jié)構(gòu)技術(shù)。通常應該將雙平面形式的網(wǎng)絡拓撲技術(shù)融入到其中，也可以利用偏平形式的網(wǎng)絡拓撲技術(shù)。具體的選擇需要結(jié)合數(shù)據(jù)網(wǎng)絡中骨干業(yè)務的實際情況，要是數(shù)據(jù)骨干網(wǎng)絡在業(yè)務方面比較多，對雙平面形式的網(wǎng)絡拓撲技術(shù)加以利用能夠有效降低業(yè)務處理難度，為數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的運行提供保障。而隨著我國電力調(diào)度的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡節(jié)點在數(shù)量和規(guī)模上不斷的提升，所呈現(xiàn)的整體結(jié)構(gòu)層次也更加的復雜，因此利用偏平網(wǎng)絡拓撲技術(shù)通常會取得更好的效果。

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

4.1 電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的復雜特性分析

在實際的電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡應用過程中可以發(fā)現(xiàn)，很多電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)不同，但是在實際的應用中依然按照標準的網(wǎng)絡標準進行網(wǎng)絡的層次分布設計，一般都是網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu)或者是雙星形狀的結(jié)構(gòu)。對于雙星形狀的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)來說，主要是可以降低網(wǎng)絡節(jié)點的布置，以中心地區(qū)的調(diào)節(jié)點作為核心的控制層，電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的骨干層與核心層之間聯(lián)系多為雙星形狀的網(wǎng)絡結(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)狀的拓撲結(jié)構(gòu)是將省地區(qū)的電力調(diào)度中心作為核心層，每一個節(jié)點相連成一個巨大的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，從而在骨干層的地方再將連接的節(jié)點與核心層構(gòu)成環(huán)狀。隨著電力業(yè)務的增多，電力調(diào)度數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)節(jié)點就不斷的增多，使得整體的電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)就更為復雜，電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的復雜就會導致在實際的運行中更難控制，這是電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的復雜特性。

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

電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)具有靜態(tài)與動態(tài)的脆弱特性。對于靜態(tài)的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)脆弱特性來說，主要是指在網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)中有些節(jié)點具有不同的攻擊破壞效果，但是這具有隨機性質(zhì)。電力調(diào)度的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)某些節(jié)點被外力破壞去除就會造成整體結(jié)構(gòu)的破壞，一般雙星形狀的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)比較容易被破壞，因為雙星結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)網(wǎng)數(shù)是一種沒有標度的網(wǎng)絡，一旦遭受到有選擇性的供給，其中的網(wǎng)絡連通性就會受到破壞，表現(xiàn)出極大的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)脆弱性。但是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)比較均勻緊密，所以對節(jié)點的攻擊破壞具有較強的防御性。

而電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的動態(tài)脆弱特性是指，一旦某一個節(jié)點發(fā)生故障問題，會導致整體網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的負荷變化分配，從而形成其他方面的故障，表現(xiàn)出動態(tài)的脆弱性質(zhì)。在運行的過程中，若是其中一個節(jié)點出現(xiàn)故障，電力傳輸?shù)呢摵删托枰匦路峙?，這就會形成新的故障，實際上就是連鎖反應引起的連鎖故障。隨意選擇一個初始的故障點，刪除掉其連接的邊，這樣節(jié)點周圍的負荷就會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)某個節(jié)點的負荷超過規(guī)定范圍，就會引起連鎖的故障發(fā)生，網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu)形成了一個小世界，一旦其中一個節(jié)點遭到破壞，整體的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)都會隨之發(fā)生故障，所以會發(fā)生較高的連鎖故障率。對于雙星結(jié)構(gòu)來說，主要是一種無標度的網(wǎng)絡，因而即使某一個節(jié)點發(fā)生故障，也不會引起較多的連鎖故障。

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

電力調(diào)度網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)系統(tǒng)還具有即時性，通過電力調(diào)度進行信息的傳輸，可以保障較快的速度。電力調(diào)度的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)系統(tǒng)可以對整個電力生產(chǎn)與傳輸?shù)倪^程進行實時的監(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)通過網(wǎng)絡的自動命令傳輸進行，在信息傳達的過程中，保障了整體調(diào)度網(wǎng)絡的安全可靠性?，F(xiàn)在電力數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的通信特性都是以數(shù)據(jù)處理為基礎，通過較小的寬帶實現(xiàn)整個電力的周期性傳輸，數(shù)據(jù)信息具有分層傳輸、分布采集、集中匯聚的特點。

5 結(jié)束語

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，同時還表現(xiàn)出一定現(xiàn)實意義，是電力企業(yè)以及電力領域良性發(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)，不僅要求設計人員嚴格把握IP規(guī)劃程序以及路由設計程序，同時還需要嚴格把握網(wǎng)絡節(jié)點專業(yè)設計程序，通過對國內(nèi)電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)創(chuàng)建程序進行不斷優(yōu)化，有效提升其實踐價值與效率，從而推動電力企業(yè)實現(xiàn)良性發(fā)展目標，為其帶來更多社會效益以及經(jīng)濟效率。

參考文獻：

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[2]張姝麗，尚鵬，金燦燦.我國電力調(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：國網(wǎng)山西省電力公司陽城縣供電公司）