劉曉宏（鹽城供電公司，江蘇鹽城，224000）

基于QOS網(wǎng)絡(luò)資源與控制管理對智能電網(wǎng)運行穩(wěn)定的應(yīng)用

劉曉宏
（鹽城供電公司，江蘇鹽城，224000）

隨著電網(wǎng)的不斷互聯(lián)和電力市場的逐步實施，電力系統(tǒng)的運行環(huán)境更加復(fù)雜，對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性的要求也越來越高。電網(wǎng)特別是現(xiàn)如今電網(wǎng)已發(fā)展成為大網(wǎng)時代的專網(wǎng)，它對智能電網(wǎng)的穩(wěn)定與業(yè)務(wù)的安全性提出更高的要求。引入服務(wù)質(zhì)量中的網(wǎng)絡(luò)資源與控制管理將極大地提升電網(wǎng)的整網(wǎng)運行性能。通過列隊管理，帶寬控制流量預(yù)測機制以及采用組合的擁塞判斷標準技術(shù)，對電網(wǎng)運行的數(shù)據(jù)穩(wěn)定性提供強有力的保障。

服務(wù)質(zhì)量；網(wǎng)絡(luò)資源與控制；智能電網(wǎng)；帶寬控制

0　引言

隨著電網(wǎng)的不斷互聯(lián)以及電力市場的不斷開放，當今的電力系統(tǒng)的運行環(huán)境變得更加復(fù)雜。同時，電力業(yè)務(wù)的不斷更新，變化，人們對電力業(yè)務(wù)地需求不斷提升，對電網(wǎng)安全穩(wěn)定的運行提出了更高的要求。

電力運行系統(tǒng)的穩(wěn)定其核心是電力自動化數(shù)據(jù)的安全，穩(wěn)定。電力專網(wǎng)與公網(wǎng)不同，其更注重安全可靠。特別是隨著社會的不斷進步，用電量井噴式的爆發(fā)，智能電網(wǎng)的構(gòu)建以及數(shù)據(jù)的安全，穩(wěn)定尤為重要。因此引入服務(wù)質(zhì)量QoS的網(wǎng)絡(luò)資源控制，針對電力系統(tǒng)的不同業(yè)務(wù)進行不同的分配方案，達到最優(yōu)化的效果。

1　QoS資源控制原理引入

QoS是服務(wù)質(zhì)量的簡稱，主要是對傳輸?shù)膸挘瑐魉蜁r延、數(shù)據(jù)丟包率等提高服務(wù)質(zhì)量。伴隨著電網(wǎng)大網(wǎng)的建設(shè)以及用戶的不斷需求，運行穩(wěn)定，數(shù)據(jù)安全可靠已是電網(wǎng)的解決難題。而QoS的引入將很好地解決這個難題。

1.1QoS的基本模型。Best Effor 模型是最簡單的服務(wù)模型，應(yīng)用程序可以在網(wǎng)絡(luò)中盡可能的傳送。其中心主旨便是“盡力”不保證數(shù)據(jù)傳送的完整性，同時也是可靠性最差的服務(wù)質(zhì)量模型。但是這是所有網(wǎng)絡(luò)的默認狀態(tài)，即大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)形態(tài)均采用此模型。

Integrated Service 模型是綜合服務(wù)模型，通過提供服務(wù)保證與負載來有效的達到其服務(wù)質(zhì)量的目的。該模型的服務(wù)質(zhì)量保證主要是帶寬申請，即需要傳送資源需要50M帶寬，啟用RSVP協(xié)議先申請帶寬，這是保證服務(wù)質(zhì)量的前提，現(xiàn)主要與MPLS TE技術(shù)結(jié)合使用。

1.2電網(wǎng)采用QoS模型的分析。相比較于前兩種QoS模型，電網(wǎng)的業(yè)務(wù)種類不斷的變化，特別是近幾年來，電網(wǎng)業(yè)務(wù)呈現(xiàn)出“井噴式”的發(fā)展，不僅涉及到傳統(tǒng)的電量采集業(yè)務(wù)，現(xiàn)在更多的監(jiān)控、管理業(yè)務(wù)以及安全業(yè)務(wù)的不斷增加，同時隨著IP以及互聯(lián)網(wǎng)時代的蓬勃發(fā)展，更多的新業(yè)務(wù)逐漸步入人們的日常生活。

在國家電網(wǎng)的大網(wǎng)建設(shè)中，現(xiàn)面臨的難度是數(shù)據(jù)量的急劇增加，以及交換數(shù)據(jù)的安全穩(wěn)定性。不同的業(yè)務(wù)，不同的分類，引入資源管理控制的模型將很好地解決這類問題。這類模型首先將數(shù)據(jù)報文前增加優(yōu)先級標記，然后根據(jù)不同的標記進行業(yè)務(wù)分類。國家電網(wǎng)的數(shù)據(jù)一般分為實時業(yè)務(wù)與非實時業(yè)務(wù)，通常實時業(yè)務(wù)更加重要，再結(jié)合專網(wǎng)的特點，下行帶寬與上行帶寬比例一般為3：7。因此通過列隊管理，帶寬控制流量預(yù)測機制以及采用組合的擁塞判斷標準技術(shù)相結(jié)合滿足電網(wǎng)在大網(wǎng)建設(shè)中的數(shù)據(jù)需求。其工作原理。

2　智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)與實現(xiàn)

電網(wǎng)數(shù)據(jù)的來源不同，將智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)分為電力企業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)和電力企業(yè)外部數(shù)據(jù)。電力內(nèi)部數(shù)據(jù)主要包含廣域量測系統(tǒng)（WAMS）、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng) （SCADA）、在線監(jiān)測系統(tǒng)、用電信息采集系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)、能量管理系統(tǒng)、配電管理系統(tǒng)、客戶服務(wù)系統(tǒng)、財務(wù)管理系統(tǒng)等幾個部分；電力外部數(shù)據(jù)包含氣象信息系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)、公共服務(wù)部門數(shù)據(jù)、社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)等幾方面。

智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、種類繁多，除傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)外，還包含大量的半結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，如客戶服務(wù)中心信息系統(tǒng)的語音數(shù)據(jù)，設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)中的視頻數(shù)據(jù)與圖像數(shù)據(jù)等。這些數(shù)據(jù)的采樣頻率與生命周期也各不同，從微秒級、分鐘級、小時級，一直到年度級。

鍵技術(shù)主要通過QoS中的Diff-Serv模型結(jié)合智能電網(wǎng)特有的業(yè)務(wù)特性，通過數(shù)據(jù)流擁塞管理，帶寬控制，流量控制等技術(shù)相結(jié)合。

電網(wǎng)的業(yè)務(wù)通過實時與非實時來進行區(qū)分，設(shè)置不同的優(yōu)先級更好地進行擁塞情況下的數(shù)據(jù)傳遞：

dscp與ip包頭優(yōu)先級對應(yīng)情況 //dscp 標記在數(shù)據(jù)流

34（100010）前三比特對應(yīng)為ip優(yōu)先級100（4）

26（011010）前三比特對應(yīng)為ip優(yōu)先級011（3）

18（010010）前三比特對應(yīng)為ip優(yōu)先級010（2）

按照國網(wǎng)調(diào)度規(guī)范要求，采用實時與非實時業(yè)務(wù)分離機制，實時業(yè)務(wù)占用70%接口帶寬，非實時業(yè)務(wù)占用30%的接口帶寬。在端口擁塞狀態(tài)下實時業(yè)務(wù)可搶占非實時業(yè)務(wù)接口帶寬。具體配置如下：

在mpls網(wǎng)絡(luò)中，ip包在進入mpls網(wǎng)絡(luò)后其優(yōu)先級值會自動復(fù)制到mpls的EXP字段

interface gei_6/1.811 //端口可更改

ip vrf forwarding vpn-rt

rate-limitinput access-group 10 conform-action setdscp-transmit 34

exceed-action set-dscp-transmit 34 violate-action set-dscp-transmit 34

interface gei_6/2.821 //端口可更改

ip vrf forwarding vpn-nrt

rate-limit input access-group 10 conform-action set-dscp-transmit 26

exceed-action set-dscp-transmit 26 violate-action set-dscp-transmit 26

上面兩條命令對匹配acl 10的rt和nrt數(shù)據(jù)打上對應(yīng)的dscp值

// 10.30.0.0 255.255.0.0

acl standard number 10

description rt&nrt

rule 10 permit 10.30.0.0 0.0.255.255

rule 1000 deny any

！

acl standard number 20

description NM

rule 10 permit 30.254.0.0 0.0.255.255

rule 1000 deny any

！

vpn-rt

match mpls-exp 4 匹配對應(yīng)上面dscp字段34的rt業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流

！

class-map vpn-nrt

match mpls-exp 3 匹配對應(yīng)上面dscp字段26的nrt業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流

！

policy-map vpn-policy qos策略對不同數(shù)據(jù)流分配不同帶寬

“雙身份”。現(xiàn)代學(xué)徒制中，學(xué)生具有雙重身份，既是職業(yè)學(xué)校的學(xué)生，又是企業(yè)的學(xué)徒，并且以學(xué)徒為主。學(xué)生首先要通過企業(yè)訂立 的方式獲得學(xué)徒崗位，具有學(xué)徒身份，進而獲得職業(yè)院校的學(xué)生身份，實現(xiàn)現(xiàn)代學(xué)徒制人才培養(yǎng)模式下的人才成長?！皩W(xué)徒”身份的根本是企業(yè)的學(xué)徒，這樣的界定有利于提高企業(yè)對其教育與培養(yǎng)的主動性和積極性。

class vpn-rt

bandwidth percent 70

$

class vpn-nrt

bandwidth percent 30

$

這樣就很好的滿足智能電網(wǎng)對不同業(yè)務(wù)，不同需求，不通帶寬的要求。

3　智能電網(wǎng)的新組網(wǎng)模式

智能電網(wǎng)的組網(wǎng)模型。隨著網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的不斷擴展與可靠安全性要求的不斷提高，智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)網(wǎng)將采用該模型通過模擬現(xiàn)場數(shù)據(jù)流通過場站側(cè)交換機與路由器的接入，至匯聚側(cè)路由器的統(tǒng)一管理傳遞最終通向主站，部分業(yè)務(wù)根據(jù)國網(wǎng)要求傳遞到骨干（核心）路由器上。

4　結(jié)束語

智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)中引入QoS的資源管理與控制。主要是對業(yè)務(wù)的電網(wǎng)不同需求，業(yè)務(wù)不同的等級在統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)管理環(huán)境下，安全可靠的運行。QoS的電網(wǎng)依據(jù)Diff-Serv的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，加入特有的電網(wǎng)需求，是智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)網(wǎng)可靠地實現(xiàn)手段。

［1］王建華，榮命哲，耿英三等.數(shù)字化電力設(shè)備的概念與內(nèi)涵［J］電工技術(shù)學(xué)報，2009，24（6）.

［2］王軍選，未來移動通信系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)［J］通信技術(shù)，2009，（09）：133-136.

［3］陽洋，楊崢.面向戰(zhàn)術(shù)通信網(wǎng)的傳送控制研究［J］信息安全與通信保密，2011，（05）：89-92.

Based on the QOS of network resources and control the application of the smart grid operation stability

Liu Xiaohong
（Yancheng power supply company，Yancheng Jiangsu，224000）

Network，especially now grid has developed into a large network era of network，it of the smart grid stability and business security put forward higher requirements.The introduction of network resources and control management in service quality will greatly improve the operation performance of the whole network.Through queue management，bandwidth control flow prediction mechanism and the combination of congestion judgment standard technology，the data stability of power grid operation to provide a strong guarantee.

Quality of Service；Network resources and control；smart power grid；Bandwidth control

TP919.81

A

劉曉宏（1971-），男，高級工程師、副主任、工程碩士，研究方向：電力系統(tǒng)及其自動化、二次系統(tǒng)安全運行。