国网上海市电力公司经济技术研究院 田荣,刘冰洁,虞婧,等:基于分布式哈希表标识的配电数据网路由优化方法研究

学术   科技   2024-11-18 17:10   北京  

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引文信息


田荣,刘冰洁,虞婧,等.基于分布式哈希表标识的配电数据网路由优化方法研究[J].电力信息与通信技术,202422(8)71-78

TIAN Rong,LIU Bingjie,YU Jing,et al.Research on distribution data network routing optimization method based on distributed hash table identification[J].Electric Power Information and Communication Technology,2024,22(8):71-78(in Chinese)



01

研究背景


“碳达峰、碳中和”重大战略提出以来,能源电力行业积极响应,持续推进以新能源为主体的新型电力系统建设。光伏、风电等新能源的广泛接入为用户侧可控消纳能力提升带来挑战,也对电力通信网的业务承载能力提出更高要求,传统以能量传递为主要目的电网正向“能量-信息”耦合方向发展。随着源网荷储协同互动等新兴电力业务的发展,电力通信流量激增,现有电力通信网带宽扩容至少5倍方可满足未来业务发展需求,此外源网 荷储协同互动需在毫秒级到分钟级多个时间尺度实现电网能量调度响应,由此衍生的网络带宽瓶颈与业务性能恶化问题日益突出。为有效支撑新型电力系统多能互补协调,电力通信网业务路由优化已成为行业研究热点。


02

主要创新点


1)为应对海量配电终端接入的路由存储开销问题,本文提出一种基于分布式哈希表(distributed hash table,DHT)标识的配电数据网路由优化方法,首先分析工业以太网构建的配电数据网低存储开销的技术需求。配电网工业以太网典型拓扑结构如图1所示。
图1  配电网工业以太网典型拓扑结构
2)然后通过引入DHT存储设备接入信息和Chord快速查找哈希表等策略,设计基于DHT标识的低存储开销的路由优化方法,基本设计思想如图2所示。
图2  基于DHT标识的路由优化方法基本设计思想
3)最后通过实验仿真验证所提方法性能的有效性。实验仿真结果表明,所提方法具有存储开销小、额外时延小、额外信道占用比例小等优点,如表1、表2、图3所示。
表1  2种方法路由开销分析
表2  路由时延开销统计 
图3  3个环节信道占用时长对比

03
解决的问题和意义


针对配电数据网海量终端设备接入导致的工业以太网路由存储开销过大的问题,本文提出了一种基于DHT标识的配电数据网路由优化方法。仿真结果表明本路由方法在不影响时延和信道占用的前提下,极大地减小了网络的路由存储开销,满足配电数据网海量终端设备接入的低时延、低存储开销需求。后续拟针对各工业以太网交换机的哈希值分布不均匀且接入终端数量不均匀开展研究。





作者介绍

田荣

田荣(1989),女,工程师,主要研究方向为通信自动化专业管理。

刘冰洁(1993),女,工程师,主要研究方向为通信自动化专业管理。

虞婧(1994),女,助理工程师,主要研究方向为系统通信设计。

梁恩民(1999),男,硕士研究生,主要研究方向为电力系统通信与需求响应资源协同调度技术。

陆俊(1976),男,副教授,通信作者,主要研究方向为电力系统信息通信和智能用电,lujun@ncepu.edu.cn。

龚钢军(1974),男,教授,博士生导师,主要研究方向为电力系统通信与资源分配。


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