面向智能电网的邻域网信息接入路由选择算法研究

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智能电网已经成为全球电力工业应对未来能源挑战的共同选择,实时可靠的信息接入网络是实现电力流、信息流和业务流高度融合的基础。其中,邻域网实现家域网终端用户和广域网电力单位之间的数据交换,为满足智能电网需求响应管理系统的信息交互提供高效的传输路由,是智能电网信息接入网络的关键环节。然而随着智能电网的高速发展,电网业务需求发生了巨大的变化,对信息接入的实时性、可靠性等服务质量(Quality of Service,QoS)性能提出了更高的要求,因此研究邻域网的信息接入路由选择问题具有重要的理论意义与应用价值。本文深入研究了智能电网的发展以及信息接入网络的架构和特性,详细介绍了邻域网信息接入的关键技术,分析了接入路由选择对电网业务信息传输的实时性和可靠性等服务质量的影响。在此基础上重点研究了各类路由选择算法,为提出有效的邻域网信息接入路由选择算法提供了理论基础。针对智能电网对业务信息接入的实时性、可靠性等特殊需求,本文在研究启发式算法的基础上,利用蚁群算法较强的全局搜索能力,结合模拟退火算法局部搜索能力强的特点,提出了基于蚁群-模拟退火的路由选择算法。该算法能够以较快的收敛速度寻到全局最优解,获得具有时延、丢包率保障的信息接入路由,满足邻域网业务信息接入的QoS需求;进一步考虑到大量业务信息通过智能电表进行接入导致的路由节点负载失衡问题,将负载因子引入目标函数中,结合信息素初值变参数控制和能见度变参数控制来解决负载均衡问题,有效避免了网络拥塞,保证智能电网信息接入网络的高效运行。通过仿真实验,验证了所提算法的有效性。
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