基于NFV的智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-30 05:15
智能電網(wǎng)作為國(guó)家能源產(chǎn)業(yè)鏈中的重要環(huán)節(jié),高度集成了先進(jìn)的信息通信技術(shù)、傳感測(cè)量技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、分析決策技術(shù)和新能源電力技術(shù)以及電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施,形成創(chuàng)新型、現(xiàn)代化的智能電網(wǎng)。變電站作為智能電網(wǎng)建設(shè)的重要節(jié)點(diǎn),為智能電網(wǎng)提供了可靠的節(jié)點(diǎn)支撐和技術(shù)基礎(chǔ)。目前變電站站內(nèi)系統(tǒng)基本依據(jù)IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)思想,利用以太網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)組建站內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)過程層、間隔層以及站控層之間的數(shù)據(jù)交換。這種傳統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是面向人工管理所設(shè)計(jì)的,其職能需要大量人為干預(yù)的通信網(wǎng)絡(luò)管理實(shí)體才能得以實(shí)現(xiàn),并且在這種組網(wǎng)方式下的通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不透明,信息傳輸不可視,從而導(dǎo)致缺乏先進(jìn)有效的網(wǎng)絡(luò)管理手段,造成通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備專用,利用率低等問題。因此單純依靠以太網(wǎng)技術(shù)很難支撐起整個(gè)變電站的運(yùn)維。針對(duì)當(dāng)前智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)不能很好地支撐未來網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展問題,網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(NFV)作為一種新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的思想,其倡導(dǎo)的軟件化和虛擬化將會(huì)突破現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的困境,為智能變電站的網(wǎng)絡(luò)管理和業(yè)務(wù)的變革提供了有力工具。本文針對(duì)新一代智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),結(jié)合NFV的思想,研究了一種基于NFV的智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng),主要內(nèi)容包括...
【文章來源】:華北電力大學(xué)河北省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:59 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
智能變電站網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化愿景
強(qiáng)智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)的信息傳輸?shù)目煽啃。通過引入上述網(wǎng)絡(luò)專用技術(shù),提高了通信的可靠性、穩(wěn)定性和安全性,形成一個(gè)具有多種業(yè)務(wù)傳送能力的綜合通信平臺(tái),使其在承載綜合業(yè)務(wù)的同時(shí)系統(tǒng)還可以在業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)之間提供高強(qiáng)度的物理隔離,滿足工業(yè)環(huán)境下信息安全隔離要求。2.2.2 自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)一個(gè)完整的 PON 結(jié)構(gòu)是由用戶側(cè)的光網(wǎng)絡(luò)單元(Optical Network Unit, ONU)、光分配網(wǎng)絡(luò)(Optical Distribution Network, ODN)、網(wǎng)絡(luò)側(cè)的光線路終端(Optical LineTerminal, OLT)組成。如圖 2-1 所示,智能站中的交換機(jī)和 OLT 部署在局端,提供面向無源光網(wǎng)絡(luò)的光纖接口;無源器件光分路器部署在 OLT 和 ONU 之間,提供光傳輸通道;作為新一代智能站中重要組成部分的 ONU 和終端接入設(shè)備一并接入到用戶側(cè),提供面向用戶的多種業(yè)務(wù)接入,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)通信功能。本文中 ONU 可以根據(jù)客戶需求定制邏輯功能提供了兩種設(shè)備形態(tài),一種是插卡式 ONU,一種是外置盒式 ONU,前者集成在二次設(shè)備內(nèi)是合并單元、保護(hù)裝置的一部分;后者采用特定的電模塊,提供標(biāo)準(zhǔn)的 GE/FE 電口接入。
自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)體系可以簡(jiǎn)化站內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、消除通信網(wǎng)絡(luò)的臃腫,同時(shí)增加中心交換機(jī)的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷,減少全站交換機(jī)的數(shù)量,形成一個(gè)公用網(wǎng)絡(luò)。其功能特性可以極大地提高網(wǎng)絡(luò)的可操作性,減少變電站調(diào)試、改擴(kuò)建的工作量,降低網(wǎng)絡(luò)的成本,推進(jìn)新一代智能變電站擴(kuò)大示范工程的實(shí)施。2.3.1 業(yè)務(wù)隔離特性本設(shè)計(jì)中的自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)針對(duì) IEC 61850 的所有業(yè)務(wù)的組成,提出了“共網(wǎng)共口”技術(shù),該技術(shù)不僅具有靈活的接入能力還能嚴(yán)格保障通信穩(wěn)定性,可以實(shí)時(shí)傳遞控制指令和采樣數(shù)據(jù)又能高效傳遞文件數(shù)據(jù)。如圖 2-2 所示,不同業(yè)務(wù)通過識(shí)別用戶報(bào)文(SV/GOOSE/MMS)中的以太網(wǎng)類 TYPE 字段和設(shè)備 APPID 字段來劃分為多個(gè)子網(wǎng)。其中不同的子網(wǎng)將 SV 報(bào)文、GOOSE 報(bào)文、MMS 報(bào)文進(jìn)行安全隔離實(shí)現(xiàn)“共網(wǎng)技術(shù)”,不同業(yè)務(wù)報(bào)文使用同一以太網(wǎng)口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸實(shí)現(xiàn)“共口技術(shù)”!肮簿W(wǎng)共口”技術(shù)主要體現(xiàn)在 ONU 內(nèi)部,SV、GOOSE、MMS 報(bào)文三種不同類型報(bào)文同時(shí)進(jìn)入相同的隊(duì)列資源和數(shù)據(jù)緩存空間, SV/GOOSE 在同種報(bào)文類型內(nèi)部根據(jù) APPID 字段對(duì)不同的細(xì)分流做入口限速。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]智能變電站二次回路可視化的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 尹相國(guó),何楷,靳婷婷,張彬,王樂挺. 電氣時(shí)代. 2018(11)
[2]基于波分復(fù)用的新一代智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)魯棒性分析[J]. 余萍,王寧,李勇. 光通信技術(shù). 2018(12)
[3]智能變電站站控層設(shè)備監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J]. 鄧科,張海庭,孫振,李挺,王廣民,王向宇. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2018(19)
[4]面向狀態(tài)檢修的智能變電站二次設(shè)備公共信息模型擴(kuò)展研究[J]. 葉遠(yuǎn)波,紀(jì)陵,黃太貴,孫月琴,楊小凡. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2018(18)
[5]基于NFV和SDN的通信資源虛擬化及調(diào)度研究[J]. 夏洋,黃治華. 信息與電腦(理論版). 2018(17)
[6]智能變電站在線監(jiān)測(cè)與故障定位系統(tǒng)的改進(jìn)與應(yīng)用[J]. 陳飛建,蔣政權(quán),楊光,冷貴峰,王家軍,胡定林. 計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制. 2018(06)
[7]網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與面臨的挑戰(zhàn)[J]. 龔峰,程聞博. 新型工業(yè)化. 2018(06)
[8]基于EPON技術(shù)的智能變電站通信方案優(yōu)化應(yīng)用研究[J]. 朱瑪,杜振華,章立宗,李勇,金乃正. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2018(11)
[9]IEC 61850 2.0版標(biāo)準(zhǔn)在智能電廠中的應(yīng)用[J]. 劉瀏,黃蕾. 自動(dòng)化應(yīng)用. 2018(02)
[10]基于無縫冗余協(xié)議的智能變電站通信組網(wǎng)方式[J]. 許丹莉,文繼鋒,付艷蘭,高紅亮,李彥. 廣東電力. 2017(12)
碩士論文
[1]對(duì)于NFV中MANO域的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 王帥.北京郵電大學(xué) 2018
[2]新一代智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)及性能研究[D]. 孫海波.華北電力大學(xué) 2018
[3]智能變電站技術(shù)及其設(shè)計(jì)應(yīng)用研究[D]. 陳偉.山東大學(xué) 2017
[4]基于OpenStack的網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化應(yīng)用節(jié)能研究[D]. 蔣亞秋.電子科技大學(xué) 2016
[5]基于SDN的負(fù)載均衡節(jié)能技術(shù)研究[D]. 姚晨.北京郵電大學(xué) 2015
本文編號(hào):2947057
【文章來源】:華北電力大學(xué)河北省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:59 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
智能變電站網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化愿景
強(qiáng)智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)的信息傳輸?shù)目煽啃。通過引入上述網(wǎng)絡(luò)專用技術(shù),提高了通信的可靠性、穩(wěn)定性和安全性,形成一個(gè)具有多種業(yè)務(wù)傳送能力的綜合通信平臺(tái),使其在承載綜合業(yè)務(wù)的同時(shí)系統(tǒng)還可以在業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)之間提供高強(qiáng)度的物理隔離,滿足工業(yè)環(huán)境下信息安全隔離要求。2.2.2 自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)一個(gè)完整的 PON 結(jié)構(gòu)是由用戶側(cè)的光網(wǎng)絡(luò)單元(Optical Network Unit, ONU)、光分配網(wǎng)絡(luò)(Optical Distribution Network, ODN)、網(wǎng)絡(luò)側(cè)的光線路終端(Optical LineTerminal, OLT)組成。如圖 2-1 所示,智能站中的交換機(jī)和 OLT 部署在局端,提供面向無源光網(wǎng)絡(luò)的光纖接口;無源器件光分路器部署在 OLT 和 ONU 之間,提供光傳輸通道;作為新一代智能站中重要組成部分的 ONU 和終端接入設(shè)備一并接入到用戶側(cè),提供面向用戶的多種業(yè)務(wù)接入,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)通信功能。本文中 ONU 可以根據(jù)客戶需求定制邏輯功能提供了兩種設(shè)備形態(tài),一種是插卡式 ONU,一種是外置盒式 ONU,前者集成在二次設(shè)備內(nèi)是合并單元、保護(hù)裝置的一部分;后者采用特定的電模塊,提供標(biāo)準(zhǔn)的 GE/FE 電口接入。
自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)體系可以簡(jiǎn)化站內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、消除通信網(wǎng)絡(luò)的臃腫,同時(shí)增加中心交換機(jī)的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷,減少全站交換機(jī)的數(shù)量,形成一個(gè)公用網(wǎng)絡(luò)。其功能特性可以極大地提高網(wǎng)絡(luò)的可操作性,減少變電站調(diào)試、改擴(kuò)建的工作量,降低網(wǎng)絡(luò)的成本,推進(jìn)新一代智能變電站擴(kuò)大示范工程的實(shí)施。2.3.1 業(yè)務(wù)隔離特性本設(shè)計(jì)中的自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)針對(duì) IEC 61850 的所有業(yè)務(wù)的組成,提出了“共網(wǎng)共口”技術(shù),該技術(shù)不僅具有靈活的接入能力還能嚴(yán)格保障通信穩(wěn)定性,可以實(shí)時(shí)傳遞控制指令和采樣數(shù)據(jù)又能高效傳遞文件數(shù)據(jù)。如圖 2-2 所示,不同業(yè)務(wù)通過識(shí)別用戶報(bào)文(SV/GOOSE/MMS)中的以太網(wǎng)類 TYPE 字段和設(shè)備 APPID 字段來劃分為多個(gè)子網(wǎng)。其中不同的子網(wǎng)將 SV 報(bào)文、GOOSE 報(bào)文、MMS 報(bào)文進(jìn)行安全隔離實(shí)現(xiàn)“共網(wǎng)技術(shù)”,不同業(yè)務(wù)報(bào)文使用同一以太網(wǎng)口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸實(shí)現(xiàn)“共口技術(shù)”!肮簿W(wǎng)共口”技術(shù)主要體現(xiàn)在 ONU 內(nèi)部,SV、GOOSE、MMS 報(bào)文三種不同類型報(bào)文同時(shí)進(jìn)入相同的隊(duì)列資源和數(shù)據(jù)緩存空間, SV/GOOSE 在同種報(bào)文類型內(nèi)部根據(jù) APPID 字段對(duì)不同的細(xì)分流做入口限速。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]智能變電站二次回路可視化的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 尹相國(guó),何楷,靳婷婷,張彬,王樂挺. 電氣時(shí)代. 2018(11)
[2]基于波分復(fù)用的新一代智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)魯棒性分析[J]. 余萍,王寧,李勇. 光通信技術(shù). 2018(12)
[3]智能變電站站控層設(shè)備監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J]. 鄧科,張海庭,孫振,李挺,王廣民,王向宇. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2018(19)
[4]面向狀態(tài)檢修的智能變電站二次設(shè)備公共信息模型擴(kuò)展研究[J]. 葉遠(yuǎn)波,紀(jì)陵,黃太貴,孫月琴,楊小凡. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2018(18)
[5]基于NFV和SDN的通信資源虛擬化及調(diào)度研究[J]. 夏洋,黃治華. 信息與電腦(理論版). 2018(17)
[6]智能變電站在線監(jiān)測(cè)與故障定位系統(tǒng)的改進(jìn)與應(yīng)用[J]. 陳飛建,蔣政權(quán),楊光,冷貴峰,王家軍,胡定林. 計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制. 2018(06)
[7]網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與面臨的挑戰(zhàn)[J]. 龔峰,程聞博. 新型工業(yè)化. 2018(06)
[8]基于EPON技術(shù)的智能變電站通信方案優(yōu)化應(yīng)用研究[J]. 朱瑪,杜振華,章立宗,李勇,金乃正. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2018(11)
[9]IEC 61850 2.0版標(biāo)準(zhǔn)在智能電廠中的應(yīng)用[J]. 劉瀏,黃蕾. 自動(dòng)化應(yīng)用. 2018(02)
[10]基于無縫冗余協(xié)議的智能變電站通信組網(wǎng)方式[J]. 許丹莉,文繼鋒,付艷蘭,高紅亮,李彥. 廣東電力. 2017(12)
碩士論文
[1]對(duì)于NFV中MANO域的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 王帥.北京郵電大學(xué) 2018
[2]新一代智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)及性能研究[D]. 孫海波.華北電力大學(xué) 2018
[3]智能變電站技術(shù)及其設(shè)計(jì)應(yīng)用研究[D]. 陳偉.山東大學(xué) 2017
[4]基于OpenStack的網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化應(yīng)用節(jié)能研究[D]. 蔣亞秋.電子科技大學(xué) 2016
[5]基于SDN的負(fù)載均衡節(jié)能技術(shù)研究[D]. 姚晨.北京郵電大學(xué) 2015
本文編號(hào):2947057
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