面向智能电网的新型电力通信网动态多径路由研究

徐毅

【摘要】 现代社会对电力需求越来越大，但传统电网稳定性较差，故障率高，时常发生非计划性停电，已难以满足日益增长的用电需求。智能电网则能够提供高质量供电服务，容许各种不同发电形式的接入，且具有自愈能力，能够抵御攻击，电网稳定性和可靠性更强，推广智能电网具有重要意义。智能电网以集成的双向通信网络为基础，因此对电力通信网络有着一定要求。本文将针对智能电网的新型电力通信网络动态多径路由展开研究和分析，以促进我国智能电力发展。

【关键词】 智能电网 电力系统 通信系统 多径路由

电能是现代社会主要能源，对于推动经济发展和社会进步作出了巨大贡献。从现代电力发展来看，智能电网已成为现代电力发展主流方向。但智能电网的实现，离不开一个可靠的电力通信网络。电力系统自身具有较强复杂性和专业性，这就决定了电力通信系统的特殊性特点，不论通信骨干网，还是接入网，或是末端物联网都具有多样性特征，传统通信路由算法和模型显然已不能满足智能电力通信需求，新型电力通信动态多径路由则能够很好的解决智能电网通信问题。

一、智能电网的概念与特征

智能电网就是电网的智能化，通过将大量智能装置接入电力系统来实现智能化、自动化电网运行。智能电网建立在通信网络基础上，通过智能控制技术、传感技术、测量技术、设备技术、决策支持系统技术来实现电网的高效、可靠、安全、经济运行，从而降低供电损耗，提高供电质量，构建坚强智能电网。智能电网由：智能变电站、智能交互终端、智能配电网、智能发电系统、智能储能系统、智能调度系统、智能电能表等几大部分组成[1]。截止二零一五年，我国智能电网建设已初具规模，国内电力智能化、自动化水平有明显提高。

二、智能电网通信要求及通信网路由特点

通过前文对智能电网特征分析可以知道，智能电网具有一定特殊性与传统电网工作模式明显不同。智能电网需要以高效、双向、集成通信网络为基础，离不开完善的通信网络[2]。智能电网通信网络需对电能生产、输送、分配、消费等多种信息进行快速处理、传输、控制。电力通信网络根据传输信息和速率的不同，可分为：终端接入网络和骨干通信网络两大部分。通信基本业务需求有：图形业务、数据业务等等，具体根据系统要求不同也可能涉及到其他特殊业务，但基本业务需求内容相同。电力通信对通信质量有着较高要求，若通信质量差出现错误，将可能对供电质量造成影响，甚至导致电力系统出现误动，引起故障，造成非计划停电。智能电网通信网络根据电网布局可分为：线型和树型两种结构。通信中不仅业务量大，且通信节点多，业务联系密切，数据流向变化大，对实时性有着较高要求。由于电力通信的特殊性，决定着电力通信路由结构的特殊性，目前基本结构大多为星型控制结构。星型控制结构容易实现，控制简单，且易于维护和故障诊断，某一节点故障并不会造成整体网络瘫痪，网络稳定性好，中心节点压力小。具有较强可靠性和稳定性，有效改善了单一路由造成的网络脆弱性问题。

三、面向智能电网的新型电力通信网动态多径路由研究

1、动态多径路由算法。目前智能电网通信网的路由算法大多为静态路由算法，这种算法下往往路由表固定不变，而网络扩容时却需要整个路由表更新。这种情况下如通信节点过多，就会造成路由表庞大而复杂，十分利于快速寻址，将影响寻址速度。因此，为了实现快速寻址，提高路由性能，降低时延，应利用多级混合地质驱动寻址，进一步优化路由算法的寻址方式，加快寻址速度。

2、多级分层设计。智能电网具有较强复杂性，涉及到众多节点，整个通信网络就是一个有机的通信链路组合，节点涉及到：转接点、交换点、端节点等。为了满足电力生产、输出、分配、消费各环节中信息交换任务要求，实现动态多径路由寻址，应构建分层路由节点结构[3]。结构形式可分为：环形结构与星型结构。星型结构运算效率高，但大规模传递易出现拥堵，因此必须选择简明而高效的路由算法。环形结构通信延时性好，能够实现多条路径最快寻址，但稳定性有待提高，具体设计中应对主干线路和节点进行优化，从而保障整个系统的稳定性。

3、寻址策略。寻址策略影响着路由寻址速度和路由性能发挥，大节点寻址应明确各自物理位置，以物理地址作为寻址依据，即坐标路由寻址。大节点设置要根据系统复杂程度，具体分为：网络编号法和编址坐标法。通常每一设备点都要根据通信条件和通信速度进行编址，利用物理地址表达极坐标，以满足路由寻址需要。寻址策略设置中，要尽量减少参与路由路由的节点数量，从而提高处理速度和寻址速度，压缩路由表规模，降低故障率，解决拥堵问题。

结束语：新时代背景下电能需求越拉越大，传统电网模式已不能满足电力发展需求。智能电网的推广大大降低了供电成本，提高了供电质量。但智能电网实现需要以完善、可靠的电力通信网络为基础，而动态多径路由则大大提高了电力通信网络通信质量，加快了寻址速度，解决了单一路由的网络脆弱性问题。

参 考 文 献

[1]董雪源. 基于互联网技术的电力系统广域保护通信系统研究[D].西南交通大学，2012，13（11）：119-124.

[2]熊小萍. 电力系统广域通信网络可靠性分析及优化设计[D].广西大学，2014，11（14）：132-135.

[3]陈媛媛. 面向智能配电的无线融合网络关键问题研究[D].华北电力大学，2014，13（08）：129-136.