配用电物联网通信网络性能分析与优化策略.pdf

摘要

作为能源战略转型背景下配用电自动化系统的新形态，配用电物联网充分利用先进

信息通信技术实现海量异构业务数据的泛在接入和全方位感知，有效提升配用电系统的

智能化水平。通信网络作为配用电物联网不可或缺的重要组成部分，具有业务承载、信

息交互和资源管理等功能，是保障配电网安全稳定运行、故障快速响应和资源高效利用

的基础。

然而，现阶段缺少针对配用电物联网通信网络性能量化分析和优化的研究，通信网

络的实时性和可靠性等关键性能难以有效评估和改进，阻碍了配用电物联网通信网络的

建设规划和运行管理。为此，本文以配用电物联网通信网络为研究对象，针对通信网络

性能量化分析和优化策略展开研究。论文的主要工作如下：

（1）提出了一种基于OPNET的配用电物联网通信网络性能分析方法。结合配用电

物联网通信建模需求和OPNET建模机制，建立业务通信模型、通信设备模型和通信链

路模型，为量化分析配用电物联网通信网络性能提供了有效工具；以典型的智能配电台

区为研究案例，搭建配用电物联网通信网络仿真平台，设置不同场景进行通信网络性能

仿真分析，验证了所提通信网络模型和性能分析方法的有效性，相应的网络性能评价结

论为配用电物联网通信网络建设规划和运行管理提供科学的参考依据。

（2）提出了一种基于多属性决策的异构网络接入选择策略。针对面向配用电业务

终端的异构网络接入选择问题，引入多属性决策和效用函数等理论刻画配用电业务终端

和异构接入通信网之间的关系，利用最小二乘法和逼近理想解排序法等评估与业务终端

最适配的无线通信网络方案，充分发挥各类无线通信技术的优势，有效满足不同配用电

物联网业务的通信性能需求。

（3）提出了一种基于动态优先级的配用电物联网业务调度策略。综合考虑业务通

信价值和通信时效性，建立动态优先级因子评估配用电物联网业务数据包在边缘计算终

端缓存队列中的优先程度。结合业务抢占机制和抢占阈值，进行业务动态优先级调度，

在保障重要业务通信需求的同时，有效缓解海量业务数据接入边缘计算终端导致大量业

务数据包堆积和丢失的现象。

关键词：配用电物联网；通信网络；OPNET；异构网络接入策略；业务调度策略

I

ABSTRACT

Asanewformofpowerdistributionautomationsystemunderthebackgroundofenergy

strategictransformation,thepowerdistributionandconsumptionsInternetofThings(PDC-IoT)

makesfulluseofadvancedinformationandcommunicationtechnologytoachieveubiquitous

accessandall-roundperceptionofmassiveheterogeneousbusinessdata,effectivelyimproving

theintelligenceofthepowerdistributionsystem.AsanindispensablepartofPDC-IoT,the

communicationnetworkhasthefunctionsofcarryingthebusiness,exchanginginformationand

managingresources.Itisthebasisforensuringthesafeandstableoperationofthepower

distributionnetwork,thefastresponseoffailuresandtheefficientutilizationofresources.

However,atthisstage,thereisalackofresearchonthequantitativeanalysisand

optimizationoftheperf