面向能源互联网广域测量系统的SDN应用技术研究

发布时间：2018-10-24 08:56

【摘要】：应用软件定义网络(Software Defined Network, SDN)技术研究能源互联网广域测量系统具有重要意义。本文针对广域测量系统(Wide-area Monitoring System,WAMS )通信网络的发展需求,提出基于SDN的WAMS通信系统架构,并解决了 SDN控制器在电网中部署位置的问题,为WAMS网络中控制器的部署提供理论依据。首先,本文从多业务扩展、实时性、安全性和可靠性等方面,分析能源互联网场景下WAMS对通信网的需求,以此提出传统通信网面临的挑战。然后分析SDN在网络应用中的特点,挖掘其在满足WAMS对通信网性能需求方面的优势,并结合SDN数控分离,可集中化控制的特点优势,提出基于SDN的WAMS通信网络架构。具体地,本文从逻辑部署和网络拓扑两部分描述了 WAMS网络的设计思路。最后通过搭建平台仿真以及定性分析验证了该架构在WAMS通信网络可靠性和安全性的优势,从而证明了所提网络架构能够满足WAMS网络的通信需求。其次,针对WAMS通信网络采用多控制器部署模式后导致的控制器部署问题,本文从网络成本、传输时延、控制同步时延以及流量均衡四方面进行分析,提出了带约束条件的多目标优化问题。然后利用粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)仿真分析得出该多目标优化问题解的集合,并利用模糊准则进一步从得到的解集中仿真得出优化问题的最优解,从而解决了电力通信网络中SDN控制器部署的问题。最后在实际电网拓扑中验证了上述模型的有效性。
[Abstract]:It is of great significance to apply the software definition network (Software Defined Network, SDN) technology to study the energy internet wide area measurement system. In order to meet the needs of the development of wide area Measurement system (Wide-area Monitoring System,WAMS) communication network, this paper proposes a WAMS communication system architecture based on SDN, and solves the problem of the location of SDN controller in the power network, which provides a theoretical basis for the deployment of the controller in WAMS network. Firstly, this paper analyzes the demand of WAMS for communication network in the scenario of energy internet from the aspects of multi-service expansion, real-time, security and reliability, and puts forward the challenge that the traditional communication network faces. Then, this paper analyzes the characteristics of SDN in network applications, excavates its advantages in meeting the requirements of WAMS for communication network performance, and combines the advantages of SDN numerical control separation and centralized control, proposes a WAMS communication network architecture based on SDN. Specifically, this paper describes the design of WAMS network from two parts: logical deployment and network topology. Finally, the advantages of the proposed architecture in WAMS communication network reliability and security are verified by platform simulation and qualitative analysis. It is proved that the proposed network architecture can meet the communication requirements of WAMS network. Secondly, aiming at the problem of controller deployment caused by multi-controller deployment mode in WAMS communication network, this paper analyzes the network cost, transmission delay, control synchronization delay and traffic balance. A multi-objective optimization problem with constraints is proposed. Then the set of the solution of the multi-objective optimization problem is obtained by using particle swarm optimization (Particle Swarm Optimization,PSO) simulation analysis, and the optimal solution of the optimization problem is obtained from the simulation of the solution set obtained by using the fuzzy criterion. The problem of SDN controller deployment in power communication network is solved. Finally, the validity of the model is verified in the actual network topology.
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TP393.4;TK01;TM930

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本文编号：2290921