面向智能電網的新型電力通信網動態多徑路由研究

徐毅

【摘要】 現代社會對電力需求越來越大，但傳統電網穩定性較差，故障率高，時常發生非計劃性停電，已難以滿足日益增長的用電需求。智能電網則能夠提供高質量供電服務，容許各種不同發電形式的接入，且具有自愈能力，能夠抵御攻擊，電網穩定性和可靠性更強，推廣智能電網具有重要意義。智能電網以集成的雙向通信網絡為基礎，因此對電力通信網絡有著一定要求。本文將針對智能電網的新型電力通信網絡動態多徑路由展開研究和分析，以促進我國智能電力發展。

【關鍵詞】 智能電網 電力系統 通信系統 多徑路由

電能是現代社會主要能源，對于推動經濟發展和社會進步作出了巨大貢獻。從現代電力發展來看，智能電網已成為現代電力發展主流方向。但智能電網的實現，離不開一個可靠的電力通信網絡。電力系統自身具有較強復雜性和專業性，這就決定了電力通信系統的特殊性特點，不論通信骨干網，還是接入網，或是末端物聯網都具有多樣性特征，傳統通信路由算法和模型顯然已不能滿足智能電力通信需求，新型電力通信動態多徑路由則能夠很好的解決智能電網通信問題。

一、智能電網的概念與特征

智能電網就是電網的智能化，通過將大量智能裝置接入電力系統來實現智能化、自動化電網運行。智能電網建立在通信網絡基礎上，通過智能控制技術、傳感技術、測量技術、設備技術、決策支持系統技術來實現電網的高效、可靠、安全、經濟運行，從而降低供電損耗，提高供電質量，構建堅強智能電網。智能電網由：智能變電站、智能交互終端、智能配電網、智能發電系統、智能儲能系統、智能調度系統、智能電能表等幾大部分組成[1]。截止二零一五年，我國智能電網建設已初具規模，國內電力智能化、自動化水平有明顯提高。

二、智能電網通信要求及通信網路由特點

通過前文對智能電網特征分析可以知道，智能電網具有一定特殊性與傳統電網工作模式明顯不同。智能電網需要以高效、雙向、集成通信網絡為基礎，離不開完善的通信網絡[2]。智能電網通信網絡需對電能生產、輸送、分配、消費等多種信息進行快速處理、傳輸、控制。電力通信網絡根據傳輸信息和速率的不同，可分為：終端接入網絡和骨干通信網絡兩大部分。通信基本業務需求有：圖形業務、數據業務等等，具體根據系統要求不同也可能涉及到其他特殊業務，但基本業務需求內容相同。電力通信對通信質量有著較高要求，若通信質量差出現錯誤，將可能對供電質量造成影響，甚至導致電力系統出現誤動，引起故障，造成非計劃停電。智能電網通信網絡根據電網布局可分為：線型和樹型兩種結構。通信中不僅業務量大，且通信節點多，業務聯系密切，數據流向變化大，對實時性有著較高要求。由于電力通信的特殊性，決定著電力通信路由結構的特殊性，目前基本結構大多為星型控制結構。星型控制結構容易實現，控制簡單，且易于維護和故障診斷，某一節點故障并不會造成整體網絡癱瘓，網絡穩定性好，中心節點壓力小。具有較強可靠性和穩定性，有效改善了單一路由造成的網絡脆弱性問題。

三、面向智能電網的新型電力通信網動態多徑路由研究

1、動態多徑路由算法。目前智能電網通信網的路由算法大多為靜態路由算法，這種算法下往往路由表固定不變，而網絡擴容時卻需要整個路由表更新。這種情況下如通信節點過多，就會造成路由表龐大而復雜，十分利于快速尋址，將影響尋址速度。因此，為了實現快速尋址，提高路由性能，降低時延，應利用多級混合地質驅動尋址，進一步優化路由算法的尋址方式，加快尋址速度。

2、多級分層設計。智能電網具有較強復雜性，涉及到眾多節點，整個通信網絡就是一個有機的通信鏈路組合，節點涉及到：轉接點、交換點、端節點等。為了滿足電力生產、輸出、分配、消費各環節中信息交換任務要求，實現動態多徑路由尋址，應構建分層路由節點結構[3]。結構形式可分為：環形結構與星型結構。星型結構運算效率高，但大規模傳遞易出現擁堵，因此必須選擇簡明而高效的路由算法。環形結構通信延時性好，能夠實現多條路徑最快尋址，但穩定性有待提高，具體設計中應對主干線路和節點進行優化，從而保障整個系統的穩定性。

3、尋址策略。尋址策略影響著路由尋址速度和路由性能發揮，大節點尋址應明確各自物理位置，以物理地址作為尋址依據，即坐標路由尋址。大節點設置要根據系統復雜程度，具體分為：網絡編號法和編址坐標法。通常每一設備點都要根據通信條件和通信速度進行編址，利用物理地址表達極坐標，以滿足路由尋址需要。尋址策略設置中，要盡量減少參與路由路由的節點數量，從而提高處理速度和尋址速度，壓縮路由表規模，降低故障率，解決擁堵問題。

結束語：新時代背景下電能需求越拉越大，傳統電網模式已不能滿足電力發展需求。智能電網的推廣大大降低了供電成本，提高了供電質量。但智能電網實現需要以完善、可靠的電力通信網絡為基礎，而動態多徑路由則大大提高了電力通信網絡通信質量，加快了尋址速度，解決了單一路由的網絡脆弱性問題。

參 考 文 獻

[1]董雪源. 基于互聯網技術的電力系統廣域保護通信系統研究[D].西南交通大學，2012，13（11）：119-124.

[2]熊小萍. 電力系統廣域通信網絡可靠性分析及優化設計[D].廣西大學，2014，11（14）：132-135.

[3]陳媛媛. 面向智能配電的無線融合網絡關鍵問題研究[D].華北電力大學，2014，13（08）：129-136.