|
基于虛擬局域網(wǎng)技術(shù)的智能電網(wǎng)建設(shè)研究
車?yán)凇?022/3/19 19:56:07
鄧詳
（江蘇省如東中等專業(yè)學(xué)校，江蘇南通，226400）
作者簡介：鄧詳，性別：男，出生年月：1971 年 4 月，江蘇如東，民族：漢，學(xué)歷：本科，職稱：講師，研究方向：信息化教育、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。
摘要：智能電網(wǎng)運(yùn)行期間伴隨著大量數(shù)據(jù)，對網(wǎng)絡(luò)傳輸與處理要求較高。為了滿足智能電網(wǎng)建設(shè)要求，選擇虛擬局域網(wǎng)技術(shù)作為研究工具，提出層次化智能電網(wǎng)建設(shè)研究。該方案分為3個層次，由外到內(nèi)，分別為接入層、匯聚層、核心層。其中，接入層與匯聚層之間的連接工具為端口，匯聚層與核心層之間的連接工具為交換機(jī)。測試結(jié)果顯示，本系統(tǒng)在安全性、穩(wěn)定性、通信擁堵3個方面，有效改善了智能電網(wǎng)性能。
關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；ZigBee網(wǎng)絡(luò)；快速以太網(wǎng)；虛擬局域網(wǎng)技術(shù)
0引言
傳統(tǒng)電網(wǎng)供電性能薄弱，能源利用率較低，并且存在環(huán)保問題[1]。智能電網(wǎng)的提出，打破了傳統(tǒng)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，通過改變傳統(tǒng)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，使其各方面性能得以改善[2]。這種新型電網(wǎng)引入了智能控制技術(shù)作為核心技術(shù)，借助現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)平臺，建立新的通信體系，為電網(wǎng)能源與信息管理創(chuàng)造了便利條件[3-4]。隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的快速發(fā)展，對于智能電網(wǎng)通信功能的建設(shè)要求逐漸提升，需要電網(wǎng)能夠按照一定邏輯關(guān)系傳送信息，支持雙向并行傳輸。目前，關(guān)于智能電網(wǎng)通信研究取得的成果不是很多，尚未形成完善的通信體系。為了實(shí)現(xiàn)這些建設(shè)需求，本文提出虛擬局域網(wǎng)技術(shù)（VLAN）的應(yīng)用研究，解決當(dāng)前智能電網(wǎng)的通信問題。
1智能電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及建設(shè)需求分析
傳統(tǒng)電網(wǎng)的管控以DMS系統(tǒng)（配電網(wǎng)管理系統(tǒng)）和EMS系統(tǒng)（能量管理系統(tǒng)）為主，對配電網(wǎng)現(xiàn)場作業(yè)情況進(jìn)行監(jiān)控。這種管控模式雖然實(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)作業(yè)信息的采集和設(shè)備作業(yè)狀態(tài)管控，但是獲取數(shù)據(jù)的實(shí)時性未能得以保障。智能電網(wǎng)的提出，改變了這種管控模式，強(qiáng)調(diào)有機(jī)整體管理體系，將用電和供電集中到一起，通過觀察負(fù)荷變化情況，判斷配電網(wǎng)作業(yè)狀態(tài)，并對設(shè)備作業(yè)加以管控[5]。為了實(shí)現(xiàn)智能管控，需要利用傳感器采集雙方負(fù)荷數(shù)據(jù)信息，分別在用電側(cè)、輸變電側(cè)和發(fā)電側(cè)布設(shè)傳感器，從而獲取較為全面負(fù)荷信息。將采集到的信息存儲至系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，作為智能電網(wǎng)信息系統(tǒng)支撐數(shù)據(jù)。根據(jù)此部分?jǐn)?shù)據(jù)變化情況，展開分析與決策工作，向電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施下達(dá)作業(yè)命令，從而保證配電網(wǎng)得以正常作業(yè)。
2虛擬局域網(wǎng)技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用
2.1虛擬局域網(wǎng)模型
本系統(tǒng)主要由3個層次組成，位于兩側(cè)的是接入口，信息進(jìn)入?yún)R聚層以后，經(jīng)過交換機(jī)處理，轉(zhuǎn)入核心層。在服務(wù)器的作用下，將電網(wǎng)信息發(fā)送給配電網(wǎng)管理中心，根據(jù)當(dāng)前反饋信息進(jìn)行判別，得到配電網(wǎng)設(shè)備作業(yè)狀態(tài)診斷結(jié)果。而后，通過交換機(jī)將診斷結(jié)果發(fā)送至端口，從接入層轉(zhuǎn)給執(zhí)行器。如圖1所示為系統(tǒng)虛擬局域網(wǎng)模型。
圖1系統(tǒng)虛擬局域網(wǎng)模型
該模型中，利用端口建立接入層和匯聚層通信連接，通過交換機(jī)實(shí)現(xiàn)匯聚層和核心層的數(shù)據(jù)傳送。其中，核心層位于虛擬局域網(wǎng)的中心，由服務(wù)器操控，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)、存儲等一系列操作。為了便于操控，本模塊在核心層設(shè)置了多個服務(wù)器，作為配電網(wǎng)管控工作室通信連接工具。為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)高效處理，利用交換機(jī)對數(shù)據(jù)加以處理，將采集到的數(shù)據(jù)信息和經(jīng)過診斷下達(dá)的作業(yè)命令信息進(jìn)行匯聚，在匯聚層生成匯聚結(jié)果。而匯聚層作為接入層和核心層通信連接的紐帶，主要起到中間匯聚互通作用。接入層連接設(shè)備包括數(shù)據(jù)采集和執(zhí)行器，直接參與到系統(tǒng)運(yùn)行當(dāng)中，可以將其看作系統(tǒng)作業(yè)的起始端，同時也可以將其看作系統(tǒng)作業(yè)終止端。
2.2虛擬局域網(wǎng)主干網(wǎng)技術(shù)的選取
本文設(shè)計的虛擬局域網(wǎng)作為系統(tǒng)通信架構(gòu)分割工具，將局域網(wǎng)拆分為3個層次，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)信息的高效傳輸。為了實(shí)現(xiàn)此設(shè)計方案功能，對主干網(wǎng)技術(shù)要求比較高。所以，合理選取主干網(wǎng)技術(shù)成為了局域網(wǎng)架構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵。目前，應(yīng)用比較多的通信技術(shù)有4種，相關(guān)信息如表1所示。
表1 主干網(wǎng)技術(shù)性能對比信息統(tǒng)計
表1中統(tǒng)計結(jié)果顯示，ATM通信網(wǎng)絡(luò)和工業(yè)以太網(wǎng)雖然支持高速率信息傳輸，但是開發(fā)成本較高，工作協(xié)議較為復(fù)雜，所以這兩種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不是首選對象。相比之下，快速以太網(wǎng)性價比很高，支持高帶寬作業(yè)，可以在很多種介質(zhì)中傳輸信息。ZigBee網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在短距離傳輸中應(yīng)用較多，節(jié)點(diǎn)工作穩(wěn)定性較高，2.4GHz頻段免費(fèi)作業(yè)，協(xié)議設(shè)置比較簡單，降低了系統(tǒng)通信模塊開發(fā)難度。因此，本（未完，下一頁）
|