黃 東,楊 涌(中國科學院重慶綠色智能技術研究院,重慶 400714)
智能電網的異構網絡設計研究
黃東,楊涌
(中國科學院重慶綠色智能技術研究院,重慶 400714)
隨著信息技術的快速發展,智能電網的信息傳輸要求越來越高,為使智能電網中的信息高效傳輸,本文提供相關異構網絡的設計策略以供研究。
智能電網;異構網絡;物聯網
智能電網的設計和管理與通信網絡技術的結合,不僅僅是通信網絡技術在智能電網中的應用,也將是推動高電壓輸變電智能監測與管理技術變革的動力,并促進通信技術在智能電網中的繼續深化應用與發展[1]。因此須建立智能化、規范化和統一化,具有包含智能電網多狀態參數的采集、存儲、計算、分析、聯網、信息交換及自治協同能力,滿足智能電網的組網及通信規范要求[2-3]。
智能電網中輸變電設備智能監測與管理的通信網絡技術和狀態信息整合的設計,主要包括通信網絡模型與接口體系、通訊處理、通訊協議、數據建模以及傳感器技術和傳感網絡、感知標簽、全球定位系統等方面的技術研究和標準化體系[4-6]。智能電網中異構網絡的高效設計將改變監測裝置孤立運行,孤立診斷,資源不能共享,監測的數據沒有得到充分的利用的現狀,為實現集中的、多級的、遠程的數字設備運行狀態監控與管理系統提供無縫支撐[7]。
而要將異構網絡技術成功應用于智能電網中,必須要解決輸變電設備異構網絡的體系構架問題,并建立相應的通信模型和接口體系,這其中包括輸變電設備完備信息模型的建立、通訊標準的選取與設計、監測傳感網絡的構架等,同時還要考慮信息接入安全防范、入侵檢測、網絡管理等多平臺復雜管理問題[8]。
建立異構網絡的信息模型,首先需設計協議架構的參考模型,包括:網絡功能實體定義和接口;協議棧的層次定義;軟件和硬件實現體系;然后提供異構網絡在各協議層面的互操作和融合;支持異構網絡之間頻譜資源的共享和各網絡協議層的互操作性(物理層設備識別、幀結構、接入控制、網絡路由、網絡管理)[9]。
建立基于智能電網的通信網絡架構,需適應多種IED、多傳輸制式的異構通信網絡的需求,通過由IED終端設備、通信關口設備和相關通信線路組成的通信實體,從多個方面開展頂層設計研究。
[1]HyUnSeokKim,JungHyunOh,andJinYoungChoi.2006. AnalysisoftheRFIDSecurityProtocolforSecureSmartHomeNetwork[C].2006InternationalConferenceonHybridInformationTechnology.
[2]ATZORIL,IERAA,MORABITOG.TheIntemetofThings:Asurvey[z] .ComputerNetworks(2010),doi:10.1016/j.comnet.2010.05.010.
[3]JangSuPark,ImYeongLee.2006.RFIDAuthenticationProtocolUsingIDSynchronizationInsecureCommunication[C].2006InternationalConferenceonHybridInformationTechnology.
[4]陳濟,郭創新,劉波,周恒俊,范斗.基于公共信息模型的自適應統一編碼體系設計[J].電網技術.2010(02).
[5]龐清樂,高厚磊,杜強,吳遠波,劉凱.面向智能配電網的保護與控制方法[J].電力系統保護與控制.2010(21).
[6]VehbiCG,LuBin,GerhardPS.Opportunitiesandchallengesofwirelesssensornetworksinsmartgrid.IEEETransactionsonIndustrialElectronics.2010.
[7]I.Toma,E.Simperl,GrahamHench.Ajointroadmapforsemantictechnologiesandtheinternetofthings.ProceedingsoftheThirdSTIRoadmappingWorkshop.2009.
[8]SamadiP,Mohsenlan-radA,SchoberR,etal.Optimalrealtimepricingalgorithmbasedonutilitymaximizationforsmartgrid.2010firstIEEEInternationalConferenceonSmartGridCommunications.2010.
[9]MolderinkA,BakkerV,BosmanMGC,etal.Managementandcontrolofdomesticsmartgridtechnology.IEEETrans.SmartGrid.2010.
黃東(1981-),男,重慶人,高級工程師,博士,研究方向:網絡架構設計和信息安全。