基于NFV的智能变电站通信网络管理系统研究
发布时间：2020-12-30 05:15
智能电网作为国家能源产业链中的重要环节,高度集成了先进的信息通信技术、传感测量技术、自动控制技术、分析决策技术和新能源电力技术以及电网基础设施,形成创新型、现代化的智能电网。变电站作为智能电网建设的重要节点,为智能电网提供了可靠的节点支撑和技术基础。目前变电站站内系统基本依据IEC61850标准的设计思想,利用以太网组网技术组建站内通信网络,实现过程层、间隔层以及站控层之间的数据交换。这种传统的通信网络结构是面向人工管理所设计的,其职能需要大量人为干预的通信网络管理实体才能得以实现,并且在这种组网方式下的通信网络结构不透明,信息传输不可视,从而导致缺乏先进有效的网络管理手段,造成通信网络设备专用,利用率低等问题。因此单纯依靠以太网技术很难支撑起整个变电站的运维。针对当前智能变电站通信网络架构不能很好地支撑未来网络的发展问题,网络功能虚拟化(NFV)作为一种新型网络架构的思想,其倡导的软件化和虚拟化将会突破现有网络的困境,为智能变电站的网络管理和业务的变革提供了有力工具。本文针对新一代智能变电站通信网络架构,结合NFV的思想,研究了一种基于NFV的智能变电站通信网络管理系统,主要内容包括...
【文章来源】：华北电力大学河北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
智能变电站网络功能虚拟化愿景
强智能变电站通信网络的信息传输的可靠性。通过引入上述网络专用技术，提高了通信的可靠性、稳定性和安全性，形成一个具有多种业务传送能力的综合通信平台，使其在承载综合业务的同时系统还可以在业务网络之间提供高强度的物理隔离，满足工业环境下信息安全隔离要求。2.2.2 自适应网络体系结构一个完整的 PON 结构是由用户侧的光网络单元（Optical Network Unit, ONU）、光分配网络(Optical Distribution Network, ODN)、网络侧的光线路终端(Optical LineTerminal, OLT)组成。如图 2-1 所示，智能站中的交换机和 OLT 部署在局端，提供面向无源光网络的光纤接口；无源器件光分路器部署在 OLT 和 ONU 之间，提供光传输通道；作为新一代智能站中重要组成部分的 ONU 和终端接入设备一并接入到用户侧，提供面向用户的多种业务接入，实现网络数据采集、数据通信功能。本文中 ONU 可以根据客户需求定制逻辑功能提供了两种设备形态，一种是插卡式 ONU，一种是外置盒式 ONU，前者集成在二次设备内是合并单元、保护装置的一部分；后者采用特定的电模块，提供标准的 GE/FE 电口接入。
自适应网络体系可以简化站内通信网络结构、消除通信网络的臃肿，同时增加中心交换机的网络负荷，减少全站交换机的数量，形成一个公用网络。其功能特性可以极大地提高网络的可操作性，减少变电站调试、改扩建的工作量，降低网络的成本，推进新一代智能变电站扩大示范工程的实施。2.3.1 业务隔离特性本设计中的自适应网络针对 IEC 61850 的所有业务的组成，提出了“共网共口”技术，该技术不仅具有灵活的接入能力还能严格保障通信稳定性，可以实时传递控制指令和采样数据又能高效传递文件数据。如图 2-2 所示，不同业务通过识别用户报文（SV/GOOSE/MMS）中的以太网类 TYPE 字段和设备 APPID 字段来划分为多个子网。其中不同的子网将 SV 报文、GOOSE 报文、MMS 报文进行安全隔离实现“共网技术”，不同业务报文使用同一以太网口进行数据传输实现“共口技术”。“共网共口”技术主要体现在 ONU 内部，SV、GOOSE、MMS 报文三种不同类型报文同时进入相同的队列资源和数据缓存空间， SV/GOOSE 在同种报文类型内部根据 APPID 字段对不同的细分流做入口限速。
【参考文献】：
期刊论文
[1]智能变电站二次回路可视化的设计与实现[J]. 尹相国,何楷,靳婷婷,张彬,王乐挺. 电气时代. 2018(11)
[2]基于波分复用的新一代智能变电站通信网络鲁棒性分析[J]. 余萍,王宁,李勇. 光通信技术. 2018(12)
[3]智能变电站站控层设备监测系统设计及应用[J]. 邓科,张海庭,孙振,李挺,王广民,王向宇. 电力系统保护与控制. 2018(19)
[4]面向状态检修的智能变电站二次设备公共信息模型扩展研究[J]. 叶远波,纪陵,黄太贵,孙月琴,杨小凡. 电力系统保护与控制. 2018(18)
[5]基于NFV和SDN的通信资源虚拟化及调度研究[J]. 夏洋,黄治华. 信息与电脑(理论版). 2018(17)
[6]智能变电站在线监测与故障定位系统的改进与应用[J]. 陈飞建,蒋政权,杨光,冷贵峰,王家军,胡定林. 计算机测量与控制. 2018(06)
[7]网络功能虚拟化技术的发展现状与面临的挑战[J]. 龚峰,程闻博. 新型工业化. 2018(06)
[8]基于EPON技术的智能变电站通信方案优化应用研究[J]. 朱玛,杜振华,章立宗,李勇,金乃正. 电力系统保护与控制. 2018(11)
[9]IEC 61850 2.0版标准在智能电厂中的应用[J]. 刘浏,黄蕾. 自动化应用. 2018(02)
[10]基于无缝冗余协议的智能变电站通信组网方式[J]. 许丹莉,文继锋,付艳兰,高红亮,李彦. 广东电力. 2017(12)
硕士论文
[1]对于NFV中MANO域的研究与实现[D]. 王帅.北京邮电大学 2018
[2]新一代智能变电站通信网络关键技术及性能研究[D]. 孙海波.华北电力大学 2018
[3]智能变电站技术及其设计应用研究[D]. 陈伟.山东大学 2017
[4]基于OpenStack的网络功能虚拟化应用节能研究[D]. 蒋亚秋.电子科技大学 2016
[5]基于SDN的负载均衡节能技术研究[D]. 姚晨.北京邮电大学 2015
本文编号：2947057
【文章来源】：华北电力大学河北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
智能变电站网络功能虚拟化愿景
强智能变电站通信网络的信息传输的可靠性。通过引入上述网络专用技术，提高了通信的可靠性、稳定性和安全性，形成一个具有多种业务传送能力的综合通信平台，使其在承载综合业务的同时系统还可以在业务网络之间提供高强度的物理隔离，满足工业环境下信息安全隔离要求。2.2.2 自适应网络体系结构一个完整的 PON 结构是由用户侧的光网络单元（Optical Network Unit, ONU）、光分配网络(Optical Distribution Network, ODN)、网络侧的光线路终端(Optical LineTerminal, OLT)组成。如图 2-1 所示，智能站中的交换机和 OLT 部署在局端，提供面向无源光网络的光纤接口；无源器件光分路器部署在 OLT 和 ONU 之间，提供光传输通道；作为新一代智能站中重要组成部分的 ONU 和终端接入设备一并接入到用户侧，提供面向用户的多种业务接入，实现网络数据采集、数据通信功能。本文中 ONU 可以根据客户需求定制逻辑功能提供了两种设备形态，一种是插卡式 ONU，一种是外置盒式 ONU，前者集成在二次设备内是合并单元、保护装置的一部分；后者采用特定的电模块，提供标准的 GE/FE 电口接入。
自适应网络体系可以简化站内通信网络结构、消除通信网络的臃肿，同时增加中心交换机的网络负荷，减少全站交换机的数量，形成一个公用网络。其功能特性可以极大地提高网络的可操作性，减少变电站调试、改扩建的工作量，降低网络的成本，推进新一代智能变电站扩大示范工程的实施。2.3.1 业务隔离特性本设计中的自适应网络针对 IEC 61850 的所有业务的组成，提出了“共网共口”技术，该技术不仅具有灵活的接入能力还能严格保障通信稳定性，可以实时传递控制指令和采样数据又能高效传递文件数据。如图 2-2 所示，不同业务通过识别用户报文（SV/GOOSE/MMS）中的以太网类 TYPE 字段和设备 APPID 字段来划分为多个子网。其中不同的子网将 SV 报文、GOOSE 报文、MMS 报文进行安全隔离实现“共网技术”，不同业务报文使用同一以太网口进行数据传输实现“共口技术”。“共网共口”技术主要体现在 ONU 内部，SV、GOOSE、MMS 报文三种不同类型报文同时进入相同的队列资源和数据缓存空间， SV/GOOSE 在同种报文类型内部根据 APPID 字段对不同的细分流做入口限速。
【参考文献】：
期刊论文
[1]智能变电站二次回路可视化的设计与实现[J]. 尹相国,何楷,靳婷婷,张彬,王乐挺. 电气时代. 2018(11)
[2]基于波分复用的新一代智能变电站通信网络鲁棒性分析[J]. 余萍,王宁,李勇. 光通信技术. 2018(12)
[3]智能变电站站控层设备监测系统设计及应用[J]. 邓科,张海庭,孙振,李挺,王广民,王向宇. 电力系统保护与控制. 2018(19)
[4]面向状态检修的智能变电站二次设备公共信息模型扩展研究[J]. 叶远波,纪陵,黄太贵,孙月琴,杨小凡. 电力系统保护与控制. 2018(18)
[5]基于NFV和SDN的通信资源虚拟化及调度研究[J]. 夏洋,黄治华. 信息与电脑(理论版). 2018(17)
[6]智能变电站在线监测与故障定位系统的改进与应用[J]. 陈飞建,蒋政权,杨光,冷贵峰,王家军,胡定林. 计算机测量与控制. 2018(06)
[7]网络功能虚拟化技术的发展现状与面临的挑战[J]. 龚峰,程闻博. 新型工业化. 2018(06)
[8]基于EPON技术的智能变电站通信方案优化应用研究[J]. 朱玛,杜振华,章立宗,李勇,金乃正. 电力系统保护与控制. 2018(11)
[9]IEC 61850 2.0版标准在智能电厂中的应用[J]. 刘浏,黄蕾. 自动化应用. 2018(02)
[10]基于无缝冗余协议的智能变电站通信组网方式[J]. 许丹莉,文继锋,付艳兰,高红亮,李彦. 广东电力. 2017(12)
硕士论文
[1]对于NFV中MANO域的研究与实现[D]. 王帅.北京邮电大学 2018
[2]新一代智能变电站通信网络关键技术及性能研究[D]. 孙海波.华北电力大学 2018
[3]智能变电站技术及其设计应用研究[D]. 陈伟.山东大学 2017
[4]基于OpenStack的网络功能虚拟化应用节能研究[D]. 蒋亚秋.电子科技大学 2016
[5]基于SDN的负载均衡节能技术研究[D]. 姚晨.北京邮电大学 2015
本文编号：2947057
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