SDN在电力骨干通信网中的应用研究

电力通信网为电力生产及管理业务提供基础保障,面对全球能源互联网创新业务需求的冲击,现有电力骨干通信网面临着极大的挑战。研究软件定义网络(Software Defined Network,SDN)技术的特点和优势,分析SDN技术对传统光网络造成的直接或间接影响,以及SDN技术在电力骨干通信网的应用场景,最后提出基于SDN的光网络控制平面的具体实现方案。     

基于SDN技术的数据中心基础网络构建

软件定义网络 (SDN)是一种能够对控制与转发进行分离的技术,将 SDN 应用于数据中心,可实现资源的自动、灵活配置,满足数据中心网络的应用需求.文章介绍了 SDN 技术和 SDN 体系构架,探讨了基于 SDN 技术的数据中心基础网络构建,重点研究了控制器与转发设备,最后分析了基于SDN 技术的数据中心网络功能。     

基于SDN的电力通信网络关键技术综述

随着智能电网和能源互联网的不断深入发展和推进,云计算、数据仓库、数据挖掘以及虚拟化等技术在电力行业的成熟应用,现有电网已无法满足业务的需求。软件定义网络(software defined network,SDN)作为新兴网络架构实现了控制功能和数据转发功能的解耦,是未来电力通信网络架构的选择之一。文中通过对SDN网络原理的论述,详细讨论了基于SDN的电力通信网络需要解决的关键技术,主要包括网架性能、安全性、时延、可扩展性、链路可靠性、容错性和兼容性,最后展望了软件定义网络相关技术在电力系统中的应用领域。     

基于SDN的下一代能源互联网通信网络体系研究

能源互联网作为未来智能电网的发展方向,受到国际社会的广泛关注。首先,以建设能有效支撑未来能源互联网可靠运行的下一代电力通信网络体系为目的,针对传统电力通信网体系架构及业务承载模式进行研究,结合未来能源互联网需求特点,探究以传统电力通信网为前身的下一代能源互联网通信网络体系所具有的特点;其次,创新性地引入软件定义网络(software defined networking,SDN)思想,结合SDN灵活、高效、可编程的优势,分析基于SDN的能源互联网通信体系的可行性;最后,从网络架构、网络设计关键问题,网络性能优化3个方面,对基于SDN的下一代能源互联网通信网络体系进行全面研究。     

智能配用电通信网络的研究

随着智能电网的不断发展,各种新型配用电业务层出不穷,现有配用电通信网络架构不能很好地满足未来配用电业务灵活性、开放性的要求。对新兴的智能配用电业务在通信网络方面的需求进行了分析。提出了基于SDN技术并结合网络虚拟化与融合网关技术的智能配用电通信网络方案,研究了网络的基本架构和涉及的关键技术,最后,对SDN技术在配用电业务中的拓展应用进行了展望。     

SDN技术在智能电网中的应用

构建坚强智能电网是我国的战略性选择,同时迅速发展的通信技术有利于提高现有电力通信网能力,从而更好的满足坚强智能电网需求。从智能电网需求出发,以电力通信网为切入点,结合软件定义网络技术(software defined network,SDN)的优势和特点,提出引入SDN技术提升电力通信网性能。并结合应用场景分析,说明SDN技术能够提升电力通信网性能,使其更好满足智能电网的需求;展现SDN在智能电网中的应用前景。     

基于EPOCHS平台的智能配电网通信系统仿真

快速、可靠、集成的通信系统是实现智能配电网的关键环节。在当前配电自动化通信系统分析的基础上,对智能配电网通信需求及其业务流量建模,提出了基于IP通信网络的智能配电网通信体系结构。在电力和通信同步仿真(EPOCHS)平台上建立了智能配电网通信仿真模型,仿真研究了多种数据流业务背景下一种基于通用面向对象变电站事件(GOOSE)的馈线自动化算法通信交互过程,仿真结果表明所提通信体系结构能够满足智能配电网的通信需求。     

电力物联网立体异构通信网络协同编排技术研究

采用空-天-地协同的立体通信架构可满足电力物联网广覆盖、大连接的通信需求，但多层异构的通信网络存在结构复杂、节点分散、运维困难等问题。基于SDN（软件定义网络）控制逻辑集中的理念，提出了基于协同编排系统的电力物联网立体异构通信网络协同控制方案。开展了协同编排系统的设计需求分析并完成其功能设计。针对协同编排系统的核心功能需求，提出了改进的基于Q学习的流量调度方法。仿真结果表明，所提方法可提升异构通信网络的流量吞吐能力和负载均衡能力。     

智能化配电网管理系统通信模式的研究

为适应＂数字信息时代＂的步伐,智能化配电网将成为今后的发展方向,而智能化配电网的核心之一就是各种信息的可靠准确传输,因此,采用何种技术和方案构建高效率、高质量、高可靠的通信网络承载智能化配电网各种业务信息,已成为急需研究的问题。文章通过对智能化配电网的基本结构和通信需求的分析,结合智能化配电网各种新业务对通信网提出的新要求,阐述了配电网通信系统规划的原则和步骤,论证了各种最新通信技术和通信装备在智能化配电网通信系统中应用的可行性和经济性,提出了配电网通信网络应采用层次化的组网结构,充分利用现有通信资源,积极采用最新通信技术和最新通信装备,为配电网各项业务提供安全性保障和高质量服务。     

基于SDN与NFV的电力5G网络切片差异化资源分配方案

基于SDN与NFV技术框架,以满足电力多业务差异化需求为目标,设计了面向大规模采集类业务、低时延电力工控业务、移动大带宽巡检类业务等场景的电力5G网络切片方案;建立了从电力业务需求到网络切片通信、计算资源的映射模型,揭示了两者之间的作用机理与转换关系.以电力多业务传输带宽、时延以及计算资源需求为约束条件,建立了电力5G多业务网络切片运行经济性最优数学模型,提出网络切片通信与计算资源的联合分配算法,实现了电力网络切片资源高效、经济利用.     

配电网用户侧异构电力物联设备运行安全管控分析

随着配电网用户侧异构电力物联设备(UPID)接入电力系统的规模进一步扩大,给电力系统带来了一种新型的安全威胁——需求侧操控攻击。在此背景下,电力系统有必要对配电网UPID进行运行安全管控。为此,将软件定义网络（SDN）融入电力信息物理系统,提出一种针对配电网UPID控制指令的动态路由策略。首先,针对海量的设备数据,在各变电站部署边缘计算服务器;其次,考虑控制指令关联运行功率、动态信用以及电力系统网架结构等因素,构建一种三阶段的动态路由策略;最后,利用SDN控制器对控制指令实现就地控制。仿真结果表明,所提基于SDN的动态路由策略通过拒绝转发低信用的控制指令可有效避免大规模配电网UPID异常动作给电力系统带来的恶意影响,为电力系统抵御需求侧操控攻击提供一种解决思路和实施方案。     

基于IEC 61850的智能配电通信网络仿真平台设计

可靠性、实时性、双向性是智能配电网通信系统必须满足的要求。在当前智能配电网通信系统分析的基础上,基于最新的IEC 61850标准,对智能配电网业务流量以及通信需求进行建模。在开源的多协议网络仿真软件 OMNeT++平台上建立了智能配电网通信网络仿真模型。仿真研究了在加入大量的分布式能源以及电动汽车等数据流量业务的背景下,过程层IED和站控层配电子站之间的通信交互过程,对比分析了在不同带宽、不同业务流量背景下IED和配电子站进行信息交互过程的传输时延。     

基于5G通信技术的配电网精准控制端到端承载方案研究

5G通信技术具有大带宽、低时延、高可靠性、服务化网络架构等优势,被认为是解决智能电网、智能交通、工业4.0等控制类应用场景通信需求的新型无线通信技术。从配电网精准控制保护业务底层原理出发,通过分析保护装置差动电流触发故障隔离控制指令机制、保护业务规约报文与传输模式、装置热稳定性等,精确定义配电网差动保护业务通信模式、传输带宽、接收时延、时间同步和网络安全防护等通信需求;结合5G通信技术最新标准化进程,开展面向配电网差动保护业务端到端网络组网方案、安全认证等方面的设计,并通过承载实验验证了方案的技术可行性。     

智能配电网通信网络建设原则分析

针对配电网通信网络现状存在的问题,分析智能配电网通信网业务需求,结合智能配电网通信技术,提出智能配电通信网络建设原则,为智能配电通信网络规划设计和实施提供参考。     

基于边缘计算的主动配电网信息物理系统

主动配电网支撑着分布式能源、储能设施和主动负荷的广泛接入,实现了能量流和信息流的高度融合控制,也是信息物理高度融合的智能化基础设施。CPS是主动配电网智能化的发展方向,该文结合主动配电网源—荷互联互通、泛在感知与智能控制的需求,分析了边缘计算技术与主动配电网和CPS的相似之处和融合方式;参考PTN网络的PE-P-CE结构,提出基于边缘计算的主动配电网的PTN物理架构模型;进一步构建了基于边缘计算的分层自治协同的主动配电网CPS管控模型。围绕边缘计算的敏捷联接、业务实时性、数据优化、应用智能、安全与隐私保护等的关键需求,提出了基于边缘计算CROSS指标管控模型评价体系。     

地下综合管廊风险分析预警系统

设计了一种地下综合管廊风险分析预警系统,其中感知层基于传感器网络,通信层采用基于CC2650芯片的软件定义网络(SDN)自组网技术,应用层以华为云可视化平台为数据展示平台.系统实现了地下综合管廊的自动化采集、智能化传输和信息化管理.     

新型配电网多元业务与多模通信适配性评估方法

随着新型电力系统发展快速推进，分布式新能源、储能、电动汽车等新业务将大规模接入配电网，适合的通信技术是支撑业务传输、保障配电网安全可靠运行的重要手段。文章对新型电力系统背景下配电网业务的传输需求与可用通信手段的技术性能进行梳理，提出了考虑接入、覆盖、经济、可靠、安全的多维度评价指标体系；其次，提出了基于贝叶斯最优最劣(Bayesian best-worst method, BBWM)和折中解决方法(measurement alternatives and ranking according to compromise solution, MARCOS)的主客观赋权适配性综合分析模型；最后对中压、低压配电网典型业务与通信技术开展适配性分析，进而提出配电网全业务与通信技术适配体系。     

面向软件定义网络的配电边缘计算终端优化部署方法

为增强配用电物联网的业务支撑能力以及节省经济成本,提出了一种面向软件定义网络(software defined network, SDN)的配电边缘计算终端优化部署方法。电力无线专网基站具有丰富的数据流与业务流,利用无线基站站址部署配电边缘计算终端具有显著的优势。首先,介绍了面向软件定义网络的配用电物联网边缘计算架构,建立了配用电物联网的业务、智能终端和边缘计算终端等要素模型。进一步,考虑边缘计算终端、智能终端以及SDN控制器的通信方式约束、边缘计算终端的服务延时和硬件配置约束,以年均设备成本和年均运行成本之和为目标,建立了配电边缘计算终端优化部署模型。最后,基于多场景的算例仿真结果验证了所提方法的有效性。     

支撑电力业务规划的软件定义网络控制器时延性能分析

引入集中控制理念的软件定义网络(SDN)技术为网络的智能化提供了新的思路,但也同时在业务的端到端传输时延中引入了控制时延。详细阐述了SDN架构下,硬件资源和流表下发模式对控制时延的影响,在仿真环境和实际测试中,开展了两种流表下发模式下端到端时延对比和应用系统控制时延对比。从数据分析中可以得出Reactive模式拥有较高的自动化程度与灵活性,但会引入高控制时延,Proactive模式的控制时延很低,但需要人工干预和预配置。基于对比结论,结合现网业务承载方式,建议电力通信网中涉及路由的承载方式可采用SDN技术进行优化,通过预配置业务路径,以Proactive模式保障实时性,同时支持Reactive模式,应对复杂网络的灵活性需求。     

西安地区智能电网通信传输网架建设规划

分析了西安地区主、配网通信网络现状,结合智能电网需求,提出采用智能光设备组建MESH网络的主网架优化方案。分析了配用电网对通信系统的要求,对配用电网通信方式、电力线通信、无源光网络(EPON)技术原理及组网特点进行探讨,结合地区配电网接入需求,提出面向用户侧的通信采用电力线载波宽带和窄带技术融合的一体化方案,配电网接入层采用基于EPON技术的分层组网方案,满足了智能电网对通信传输的需求。