输变电设备物联网通信网络结构及拓扑分析

为了满足输变电设备物联网复杂信息流传输需求,提出了一种信息通信网络结构。信息结构上采用IEC61850分布式结构,实现主备倒换;在通信网络中,采用2级分层网络结构分别实现接入控制和流量控制。设计输变电设备网络拓扑结构,采用有线、无线异构网络方案来提升网络系统可靠性并为资产巡检提供业务通道。结果表明:选择异构冗余的双星型网络作为汇聚层的组网方案,可支持由15个智能传感器与3个主智能电子设备(IED)构成的变电站监测网络;该组网支持主IED设备之间的主备倒换且倒换时间≤18 s。因此,以IEC 61850为基础分层的双网异构网络结构可满足全景信息等应用要求。     

多媒体应用的分布式动态信道选择算法

在异构无线网络上支持多媒体应用是一个普遍和具有挑战的问题.对异构网络下不同用户传输不同的多媒体应用提出了一种分布式动态信道选择算法.不同于以前的研究很少考虑多媒体用户的应用层需求,算法考虑了不同多媒体用户有不同的传输速率需求、不同的效用函数和不同的时延阀值等.为了有效地分布式管理可用信道资源,通过对优先级虚拟队列进行优...     

基于业务优先级和SRLG的电力需求响应业务调度优化算法

为降低电力通信网多优先级业务传输的失效概率,提高系统可靠性,提出一种基于业务优先级和共享风险链路组(shared risk link groups,SRLG)的电力需求响应调度优化算法。根据电力通信网业务的分类,将需求响应业务进行业务优先级的分区定位,提出电力需求响应业务传输的信用值整形机制(credit-basedshaper,CBS),对不同优先级业务的传输调度机制进行描述。考虑电力通信网的共享风险链路组,对不同优先级业务调度路径的选择进行优化,实现所选路径的高可靠性。仿真结果表明,所提算法可以有效降低需求响应业务调度路径的SRLG综合失效概率和风险,平均节点处理时延较小,很好地保证了需求响应业务传输的可靠性和安全性。     

计及通信资源优化的电力线载波通信路由算法研究

基于电力线载波技术的用电信息采集系统实现全网信息可交互,为负荷需求侧响应、预付费管理、配变监测分析等业务的数据和控制指令提供必要的通信通道,是电力系统实现智能化的关键技术之一。随着电网规模的增大、业务类型和数据量的增多,无论是窄带载波还是宽带载波都将呈现出信道资源紧张,传输能力下降的问题。为保障用电信息采集数据的准确可靠传输,基于业务区分服务模型,本文提出一种计及通信资源优化的电力线载波通信路由算法。算法实现了对不同类型业务的快速分组和传输路径区分计算。根据电力线载波通信网络当前资源现状,同时考虑不同业务类型的QoS需求而制定多目标函数,使业务能够全局优化使用通信资源,在一次路由中满足多服务质量需求。通过实验仿真,证明了本文所提出算法在优化网络资源方面具有较优性,并能够有效避免网络拥塞和传输数据丢失的发生。     

智能配电网中异构无线网络负载均衡算法

为提高智能配电通信业务的服务质量,在智能配电通信网接入层建立了异构网络模型,并对智能配电通信业务进行优先级划分,进而提出一种基于物元分析的异构无线网络负载均衡算法。构造了待评价物元模型,并结合熵权法得到的各指标权重,获取各备选网络关于各个等级的关联度,选择关联度最大的等级描述当前网络质量。针对不同优先级业务,按照优先级从高至低依次将其接入到当前网络等级最优的网络,为不同优先级业务提供有差别的服务。仿真结果表明,该算法在有效均衡异构网络间负载的同时,能够降低配电通信业务的阻塞率,为智能配电通信业务提供可靠、经济、高效的服务。     

面向智能配电的异构融合通信网络动态负载均衡

为提高智能配电通信业务的服务质量,建立了面向智能配电的异构网络模型,并结合智能配电自动化系统的发展目标,分析了各类型通信业务的服务质量(quality of service,QoS)需求,进而设计了一种包括重载网络业务转移与新业务接入控制的动态负载均衡算法。算法首先根据候选网络的负载水平,以及对实时和非实时业务的QoS保证程度,将重载小区的适量业务向重叠覆盖的轻载小区转移;其次通过遗传算法获得最优业务接入方案,为不同优先级的新到业务提供有差别的服务。以某市一座35kV变电站到10kV变压器的覆盖范围为例,构建异构网络模型进行仿真,仿真结果证明了所提模型与算法的合理性和有效性,该模型为智能配电通信网络的构建和业务的调度提供参考。     

面向智能电力巡检的高可靠低时延移动边缘计算技术

移动边缘计算为满足巡检机器人爆发式增长的通信和计算需求提供了一种有前景的架构,巡检机器人可将采集的高清视频传输到临近的边缘服务器进行数据处理和设备状态研判。然而,全局信息缺失、电池容量受限、高可靠低时延通信约束等对任务卸载优化提出了挑战。考虑对任务卸载而言至关重要的信道选择问题。基于强化学习和李雅普诺夫优化,提出了一种联合能量感知、高可靠低时延通信感知和任务优先级感知的信道选择算法。该算法在全局信息未知的情况下,动态优化信道选择策略,在最大程度满足长期能耗与高可靠低时延通信约束的同时实现巡检机器人效用最大化。并利用变电站实测数据得到的信道模型和电磁干扰模型对所提算法进行性能评估,其结果验证了该算法在真实场景中的有效性和可靠性。     

面向区域能量调控的信息时效性保障与数据价值提升策略

针对新型电力系统中区域能量调控业务的传输与处理问题,首先,介绍新型电力系统多流融合模型,以信息流的高效传输与价值流的及时释放促进能源流的有序配置。其次,建立电力通信耦合网络以及电力弹性光网络系统模型,并设置在保障信息时效性前提下最大化数据价值的优化问题。最后,提出可在线执行的信息时效性保障与数据价值提升策略,结合Lyapunov优化、匹配理论与交替方向乘子法算法,实现电力弹性光网络频谱资源与调控主站计算资源的联合优化配置。仿真结果表明,所提方法可在保障调控信息时效性的前提下,通过网络资源的优化配置提升调控业务数据价值。     

一种基于改进型THP编码的需求响应信息传输优化方法

未来大规模需求响应（DR）的常态化实施下,无线接入作为电网末端海量终端重要、便捷的接入方式之一。为提高DR通信系统的传输性能,在DR发送端利用信道状态信息对数据流进行预处理,来提高信道增益,并联合考虑信道噪声和数据流之间的干扰,提出了改进型THP算法在DR传输中的应用。经仿真结果分析,该方法在不同业务负载条件下均具有良好的系统误码率（BER）性能,尤其在信道条件较好时表现出明显的优势,同时该算法并未引入过多计算开销。     

变电站信息综合传输中的流量控制实现

为了解决变电站信息综合传输中的流量冲突问题，提出了依据实时侦测的网络资源状况信息，对站内传输的各类数据信息进行有效的流量控制，使系统在充分利用网络资源的情况下，能对不同服务质量(QoS)要求的信息业务提供不同的服务带宽，实现信息的综合传输。阐述了变电站信息源端自侦测的流量控制原理：采用扩展Ping方式采集网络资源状况信息；并通过简单统计算法对采集数据进行实时分析，做出网络资源状况评估；依据资源状况评估等级，变电站中各信息源端依据业务类型的QoS分级实施相应的流量控制措施。实例系统仿真结果表明，该方式可以有效地解决变电站信息综合传输中的各类数据业务流量冲突的问题，保障敏感信息的可靠实时传输。     

传感器观测服务中异构感知数据的接入与管理

传感器观测服务（SOS）是传感器网络整合框架（SWE）的核心服务之一,用于管理多源传感器观测数据,并向终端用户提供数据服务。开放地理信息联盟（OGC ）制定了向SOS插入观测数据和从SOS获取观测数据的规范,但SOS不具备自适应处理不同接入方式、不同数据传输协议的异构传感器的能力。当通过SOS管理多源传感器观测数据时,必须接入传感器、解析来自该传感器的观测数据,并将其转换为满足SOS规范的数据格式。设计了一种异构传感器观测数据接入SOS的技术方案,从传感器注册、接入网选型、数据接收与解析、插入文档生成与数据插入等方面论述了方案的实现过程。以穿戴式心率监测传感器监测数据接入为例实现了心率监测传感器监测数据在SOS中的管理,表明该技术方案具有可行性,为异构传感器接入SOS奠定了基础。     

QoS-aware dynamic bandwidth allocation algorithm for Gigabit-capable PONS

The Gigabit-capable passive optical network (GPON) technology is being considered as a promising solution for the next-generation broadband access network. Since the network topology of the GPON is point-tomultipoint, a media access control called dynamic bandwidth allocation (DBA) algorithm is an important factor for determining the performance of the GPON. In this paper, we propose a new DBA algorithm to effectively and fairly allocate bandwidths among end users. This DBA algorithm supports differentiated services—a crucial requirement for a converged broadband access network with heterogeneous traffic. In this article we first reviewed the signaling and configuration of the DBA, and then proposed a new DBA scheme that implemented QoS-based priority for this need to maximally satisfy the requirements of all optical network units (ONUs) and provide differentiated services. Analyses and simulation results show that the new algorithm can improve the bandwidth utilization and realize the fairness for both different ONUs and services.     

基于无线局域网的变电站在线监测系统设计

无线局域网的广泛利用大大推动了变电站的数字化建设。通过对基于无线局域网的监测管理系统的研究,提出了基于无线局域网的变电站在线检测系统的设计方案。分析了无线局域网的协议标准选取,设计了高效的现场组网方案,实现了本地无线局域网的搭建以及后继的现场信息远程传输。     

移动网络下流媒体传输拥塞控制机制的研究

在移动网络环境下,实现流媒体数据的传输已经得到非常广泛的应用。由于经典的TCP友好速率控制机制,在网络发生拥塞时,将无线误码丢包误认为拥塞丢包,会降低网络传输速率,导致网络利用率过度降低。如何保证移动网络环境下流媒体发送端正确区分拥塞丢包和无线链路丢包,实现网络传输速率的准确调整是个很重要的研究课题。本文分析了TFRC协议以及AIMD等拥塞控制机制在该数据传输问题中的适用性,提出了在TFRC协议基础上的一种改进的M TFRC协议,添加了丢包区分算法,可以准确区分丢包类型。通过NS2分析仿真,验证了M TFRC相比TFRC提高了网络吞吐量,维持较高的网络利用率,从而保证移动网络环境下流媒体服务质量。     

基于GSO算法的无线监测网络拓扑优化方法

针对目前无线监测网络拓扑优化模型复杂,难以求解的问题,提出基于GSO算法的无线监测网络拓扑优化方法。首先建立无线单跳网络和多跳网络能耗模型,并以能耗最小为目标,建立多约束的无线监测网络拓扑优化模型,对配电终端监测范围、节点簇间的距离和感知范围等网络拓扑元素进行优化;然后采用GSO优化算法对所提网络拓扑优化模型进行求解,该算法不依赖于初始状态,收敛性好,可有效解决模型难以求解的问题。理论和仿真证明,该优化模型通过拓扑优化可有效降低能耗,且采用GSO算法求解该模型具有速度快和精度高等优越性。     

无线商用通信网在电力调度系统中的应用

为了满足分散于边远山区的变电站、小型火力发电厂等通信站点对小数据量、实时交互、低投资成本通信业务的需求,文章介绍了一个由多家单位共同开发的、利用联通无线网络(IX)进行电力行业数据传输的综合性数据平台。该平台充分利用CDMA网络覆盖的广泛、安全、可靠性,通过先进的智能分包传输、16位冗余校验和通道数据加密等技术,确保了系统高性能无线接入的实现。目前,系统已在淄博和高清供电公司成功试运行,并通过技术鉴定,为国内领先水平。文章对该平台的总体设计思想、3个重要组成部分的功能实现、系统安全措施分别进行了较为详细地论述。     

多模无线通信技术在应急指挥系统中的应用

针对无线通信网络覆盖范围小、稳定性差、带宽低等问题,提出一种基于多模自适应无线通信技术的移动应急指挥系统设计方法.方法采用WiFi、多模3G以及卫星通信三模自适应通信技术,可同时接入CDMA2000、WCDMA和TD-SCDMA三种3G网络,利用多路同传、负载均衡策略实现多种异构无线通信网络的融合.采用此技术对移动应急...     

贝叶斯网络在数字化变电站信息传输可靠性研究中的应用

在数字化变电站中,变电站信息传输的可靠性影响着变电站自动化和电力系统运行的可靠性。根据采样值信号、跳闸信号和文件数据三类数据信息建立变电站信息传输可靠性模型的贝叶斯网络,分别对星形和环形两种数字化变电站网络结构下的信息传输进行可靠性分析,使用贝叶斯特有的双向推理技术计算可靠性指标和系统失效时三类数据信息传输及元件的失效度,计算结果能够用来确定变电站信息传输的薄弱环节。     

电力物联网建设环境下可充电无线传感器网络能效与路由优化策略

电力物联网的建设可以全方位提高电力系统各个环节信息感知的深度和广度,实时监测和掌控各环节重要设备的运行参数,提升电力系统的分析、预警、自愈及灾害防范能力;传感器件是对电力物联网各环节信息进行深度掌握最关键的环节,然而,复杂的工作环境增加了更换传感器件电池以及人工维护的难度,网络节点供能成为制约电力物联网发展的关键问题;针对此,本文根据电力物联网建设形势下智能巡检的场景特点,选择对具备较强抗电磁环境干扰能力的磁共振充电方式,设计了面向电力物联网的可充电无线传感器网络架构,研究传感器节点的能量管理策略,提出变电站智能巡检场景下可充电WSN的负载均衡路由优化算法,并通过仿真验证在可充电条件下提升无线传感器网络工作寿命的有效性,解决传感器节点能量受限的难题,从而提升传感网络的可靠性和稳定性,为电力智能巡检的开展创造有利条件。