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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
（接上頁）系統(tǒng)設(shè)計(jì)，選擇ZigBee和快速以太網(wǎng)技術(shù)作為通信模塊開發(fā)工具�？紤]到配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積較大，所以本研究選擇簇—樹狀結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)樹狀信息采集網(wǎng)，以太網(wǎng)的布設(shè)，打造為星型體系。利用交換機(jī)作為通信工具，建立信息采集網(wǎng)絡(luò)與核心區(qū)網(wǎng)關(guān)的通信連接。
2.3智能電網(wǎng)功能設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
2.3.1核心層
該層次位于系統(tǒng)的中間位置，起到了系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的控制功能。本系統(tǒng)選取Catalyst 6509作為該層次交換機(jī)，利用該設(shè)備建立核心層與匯聚層的通信連接，具體功能主要體現(xiàn)在3個方面：1）建立與外網(wǎng)的通信連接，例如internet網(wǎng)絡(luò)訪問端口配置；2）信息交換，通過交換部分信息，完成路由器配置，為系統(tǒng)通信作業(yè)奠定基礎(chǔ)；3）建立與匯聚層的通信連接，采用接口通信技術(shù)，完成VLAN配置。關(guān)于核心層網(wǎng)絡(luò)的配置如下：
Hostname C6508 //利用交換機(jī)設(shè)置主機(jī)名稱，該設(shè)備下達(dá)的命令將被轉(zhuǎn)送至配電網(wǎng)現(xiàn)場設(shè)備
Enabel sectet ****** //用戶自行設(shè)置網(wǎng)絡(luò)操控密碼
Spanning-tree optimize bpdu transmission //優(yōu)化搜索傳輸體系，以bpdu生成樹作為優(yōu)化工具
Spanning-tree extend system-id //開啟id特征驗(yàn)證，使得系統(tǒng)得以支持MAC地址訪問
Dotlx system-auth-cotrol //開啟端口訪問認(rèn)證，交換機(jī)識別用戶id
！ //開啟VLAN端口配置
VLAN 100 //設(shè)置端口號
Name **** //設(shè)置端口名稱
2.3.2匯聚層
該層次位于系統(tǒng)的中間位置，作為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)工具，通過綁定機(jī)器MAC，設(shè)置交換機(jī)IP地址，建立訪問關(guān)聯(lián)關(guān)系，通過創(chuàng)建該層次與相鄰兩個層次的接口訪問方式。一般情況下，分別為兩個層次的訪問行為設(shè)置不同的訪問語句。其中，上行端口連接訪問語句為interface Gigabit Ethernet 0/1，下行端口連接訪問語句為interface Gigabit Ethernet 0/N。當(dāng)系統(tǒng)開啟作業(yè)模式時，根據(jù)數(shù)據(jù)采集、發(fā)送等作業(yè)要求，運(yùn)行端口訪問語句，開通系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)訪問通道。
2.3.3接入層
該層次是配電網(wǎng)作業(yè)狀態(tài)輸入端口，與傳感器建立連接，獲取設(shè)備作業(yè)狀態(tài)信息。為了完善系統(tǒng)接入層網(wǎng)絡(luò)通信體系，本研究采用兩種通信模式，提出網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)計(jì)方案。其中，ZigBee網(wǎng)絡(luò)作為系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)布設(shè)工具，工業(yè)以太網(wǎng)作為信號匯總傳輸工具。關(guān)于ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的布設(shè)，按照節(jié)點(diǎn)類別的不同，分別在信息采集終端和協(xié)調(diào)器兩個位置布設(shè)。根據(jù)信息采集需求，在配電網(wǎng)作業(yè)現(xiàn)場布設(shè)采集節(jié)點(diǎn)，所有節(jié)點(diǎn)采集結(jié)果將通過協(xié)調(diào)器處理匯總至終端節(jié)點(diǎn)，而后通過CC2530模塊發(fā)送至配電網(wǎng)管理中心。以下為CC2530模塊工作流程：
第一步：開啟模塊初始化處理，CC2530模塊及其外圍電路設(shè)備均進(jìn)入初始化狀態(tài)；
第二步：協(xié)議棧初始化；
第三步：查找網(wǎng)絡(luò)ip地址，同時申請加入該網(wǎng)絡(luò)；
第四步：判斷當(dāng)前是否成功加入網(wǎng)絡(luò)，如果成功加入，則進(jìn)入第五步，反之，返回第三步；
第五步：接受命令數(shù)據(jù)；
第六步：采集數(shù)據(jù)；
第七步：發(fā)送傳感器采集到的數(shù)據(jù)；
第八步：判斷當(dāng)前數(shù)據(jù)是否發(fā)送成功，如果成功，則轉(zhuǎn)入第九步，反之，返回第七步；
第九步：進(jìn)入睡眠模式。
3系統(tǒng)測試分析
3.1測試內(nèi)容
本次測試將智能電網(wǎng)結(jié)構(gòu)投入到某配電網(wǎng)中心，對系統(tǒng)運(yùn)行安全性、穩(wěn)定性、擁堵情況進(jìn)行測試。本次測試選取6個節(jié)點(diǎn)作為測點(diǎn)，測試系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)遭受攻擊情況，記錄安全性信息；測試系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集、發(fā)送連續(xù)性，記錄穩(wěn)定性信息；測試負(fù)荷變化情況，觀察是否達(dá)到上限，記錄電網(wǎng)運(yùn)行擁堵信息。如果達(dá)到上限值持續(xù)時間超過5s，則認(rèn)為電網(wǎng)運(yùn)動網(wǎng)絡(luò)通道出現(xiàn)了擁堵情況。
3.2測試結(jié)果分析
搭建系統(tǒng)硬件環(huán)境，運(yùn)行系統(tǒng)軟件程序，測試系統(tǒng)作業(yè)性能，結(jié)果如表2、表3、表4所示。
表2 智能電網(wǎng)運(yùn)行安全性測試結(jié)果
試驗(yàn)序號 節(jié)點(diǎn)1 節(jié)點(diǎn)2 節(jié)點(diǎn)3 節(jié)點(diǎn)4 節(jié)點(diǎn)5 節(jié)點(diǎn)6
1 01 02 01 01 01 02
2 02 01 02 01 01 02
3 01 01 02 01 01 01
表2中，“01”代表未（未完，下一頁）
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