基于QOS網絡資源與控制管理對智能電網運行穩定的應用

劉曉宏（鹽城供電公司，江蘇鹽城，224000）

基于QOS網絡資源與控制管理對智能電網運行穩定的應用

劉曉宏
（鹽城供電公司，江蘇鹽城，224000）

隨著電網的不斷互聯和電力市場的逐步實施，電力系統的運行環境更加復雜，對電網的安全穩定性的要求也越來越高。電網特別是現如今電網已發展成為大網時代的專網，它對智能電網的穩定與業務的安全性提出更高的要求。引入服務質量中的網絡資源與控制管理將極大地提升電網的整網運行性能。通過列隊管理，帶寬控制流量預測機制以及采用組合的擁塞判斷標準技術，對電網運行的數據穩定性提供強有力的保障。

服務質量；網絡資源與控制；智能電網；帶寬控制

0　引言

隨著電網的不斷互聯以及電力市場的不斷開放，當今的電力系統的運行環境變得更加復雜。同時，電力業務的不斷更新，變化，人們對電力業務地需求不斷提升，對電網安全穩定的運行提出了更高的要求。

電力運行系統的穩定其核心是電力自動化數據的安全，穩定。電力專網與公網不同，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，智能電網的構建以及數據的安全，穩定尤為重要。因此引入服務質量QoS的網絡資源控制，針對電力系統的不同業務進行不同的分配方案，達到最優化的效果。

1　QoS資源控制原理引入

QoS是服務質量的簡稱，主要是對傳輸的帶寬，傳送時延、數據丟包率等提高服務質量。伴隨著電網大網的建設以及用戶的不斷需求，運行穩定，數據安全可靠已是電網的解決難題。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模型，應用程序可以在網絡中盡可能的傳送。其中心主旨便是“盡力”不保證數據傳送的完整性，同時也是可靠性最差的服務質量模型。但是這是所有網絡的默認狀態，即大多數網絡形態均采用此模型。

Integrated Service 模型是綜合服務模型，通過提供服務保證與負載來有效的達到其服務質量的目的。該模型的服務質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協議先申請帶寬，這是保證服務質量的前提，現主要與MPLS TE技術結合使用。

1.2電網采用QoS模型的分析。相比較于前兩種QoS模型，電網的業務種類不斷的變化，特別是近幾年來，電網業務呈現出“井噴式”的發展，不僅涉及到傳統的電量采集業務，現在更多的監控、管理業務以及安全業務的不斷增加，同時隨著IP以及互聯網時代的蓬勃發展，更多的新業務逐漸步入人們的日常生活。

在國家電網的大網建設中，現面臨的難度是數據量的急劇增加，以及交換數據的安全穩定性。不同的業務，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。這類模型首先將數據報文前增加優先級標記，然后根據不同的標記進行業務分類。國家電網的數據一般分為實時業務與非實時業務，通常實時業務更加重要，再結合專網的特點，下行帶寬與上行帶寬比例一般為3：7。因此通過列隊管理，帶寬控制流量預測機制以及采用組合的擁塞判斷標準技術相結合滿足電網在大網建設中的數據需求。其工作原理。

2　智能電網數據網相關技術與實現

電網數據的來源不同，將智能電網大數據分為電力企業內部數據和電力企業外部數據。電力內部數據主要包含廣域量測系統（WAMS）、數據采集與監控系統 （SCADA）、在線監測系統、用電信息采集系統、生產管理系統、能量管理系統、配電管理系統、客戶服務系統、財務管理系統等幾個部分；電力外部數據包含氣象信息系統、地理信息系統、互聯網數據、公共服務部門數據、社會經濟數據等幾方面。

智能電網大數據結構復雜、種類繁多，除傳統的結構化數據外，還包含大量的半結構化、非結構化數據，如客戶服務中心信息系統的語音數據，設備在線監測系統中的視頻數據與圖像數據等。這些數據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。

鍵技術主要通過QoS中的Diff-Serv模型結合智能電網特有的業務特性，通過數據流擁塞管理，帶寬控制，流量控制等技術相結合。

電網的業務通過實時與非實時來進行區分，設置不同的優先級更好地進行擁塞情況下的數據傳遞：

dscp與ip包頭優先級對應情況 //dscp 標記在數據流

34（100010）前三比特對應為ip優先級100（4）

26（011010）前三比特對應為ip優先級011（3）

18（010010）前三比特對應為ip優先級010（2）

按照國網調度規范要求，采用實時與非實時業務分離機制，實時業務占用70%接口帶寬，非實時業務占用30%的接口帶寬。在端口擁塞狀態下實時業務可搶占非實時業務接口帶寬。具體配置如下：

在mpls網絡中，ip包在進入mpls網絡后其優先級值會自動復制到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數據打上對應的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 匹配對應上面dscp字段34的rt業務數據流

！

class-map vpn-nrt

match mpls-exp 3 匹配對應上面dscp字段26的nrt業務數據流

！

policy-map vpn-policy qos策略對不同數據流分配不同帶寬

“雙身份”。現代學徒制中，學生具有雙重身份，既是職業學校的學生，又是企業的學徒，并且以學徒為主。學生首先要通過企業訂立 的方式獲得學徒崗位，具有學徒身份，進而獲得職業院校的學生身份，實現現代學徒制人才培養模式下的人才成長。“學徒”身份的根本是企業的學徒，這樣的界定有利于提高企業對其教育與培養的主動性和積極性。

class vpn-rt

bandwidth percent 70

$

class vpn-nrt

bandwidth percent 30

$

這樣就很好的滿足智能電網對不同業務，不同需求，不通帶寬的要求。

3　智能電網的新組網模式

智能電網的組網模型。隨著網絡業務的不斷擴展與可靠安全性要求的不斷提高，智能電網數據網將采用該模型通過模擬現場數據流通過場站側交換機與路由器的接入，至匯聚側路由器的統一管理傳遞最終通向主站，部分業務根據國網要求傳遞到骨干（核心）路由器上。

4　結束語

智能電網數據網絡的建設中引入QoS的資源管理與控制。主要是對業務的電網不同需求，業務不同的等級在統一的網絡管理環境下，安全可靠的運行。QoS的電網依據Diff-Serv的結構基礎上，加入特有的電網需求，是智能電網數據網可靠地實現手段。

［1］王建華，榮命哲，耿英三等.數字化電力設備的概念與內涵［J］電工技術學報，2009，24（6）.

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

［3］陽洋，楊崢.面向戰術通信網的傳送控制研究［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：電力系統及其自動化、二次系統安全運行。