基于QOS网络资源与控制管理对智能电网运行稳定的应用

刘晓宏（盐城供电公司，江苏盐城，224000）

基于QOS网络资源与控制管理对智能电网运行稳定的应用

刘晓宏
（盐城供电公司，江苏盐城，224000）

随着电网的不断互联和电力市场的逐步实施，电力系统的运行环境更加复杂，对电网的安全稳定性的要求也越来越高。电网特别是现如今电网已发展成为大网时代的专网，它对智能电网的稳定与业务的安全性提出更高的要求。引入服务质量中的网络资源与控制管理将极大地提升电网的整网运行性能。通过列队管理，带宽控制流量预测机制以及采用组合的拥塞判断标准技术，对电网运行的数据稳定性提供强有力的保障。

服务质量；网络资源与控制；智能电网；带宽控制

0　引言

随着电网的不断互联以及电力市场的不断开放，当今的电力系统的运行环境变得更加复杂。同时，电力业务的不断更新，变化，人们对电力业务地需求不断提升，对电网安全稳定的运行提出了更高的要求。

电力运行系统的稳定其核心是电力自动化数据的安全，稳定。电力专网与公网不同，其更注重安全可靠。特别是随着社会的不断进步，用电量井喷式的爆发，智能电网的构建以及数据的安全，稳定尤为重要。因此引入服务质量QoS的网络资源控制，针对电力系统的不同业务进行不同的分配方案，达到最优化的效果。

1　QoS资源控制原理引入

QoS是服务质量的简称，主要是对传输的带宽，传送时延、数据丢包率等提高服务质量。伴随着电网大网的建设以及用户的不断需求，运行稳定，数据安全可靠已是电网的解决难题。而QoS的引入将很好地解决这个难题。

1.1QoS的基本模型。Best Effor 模型是最简单的服务模型，应用程序可以在网络中尽可能的传送。其中心主旨便是“尽力”不保证数据传送的完整性，同时也是可靠性最差的服务质量模型。但是这是所有网络的默认状态，即大多数网络形态均采用此模型。

Integrated Service 模型是综合服务模型，通过提供服务保证与负载来有效的达到其服务质量的目的。该模型的服务质量保证主要是带宽申请，即需要传送资源需要50M带宽，启用RSVP协议先申请带宽，这是保证服务质量的前提，现主要与MPLS TE技术结合使用。

1.2电网采用QoS模型的分析。相比较于前两种QoS模型，电网的业务种类不断的变化，特别是近几年来，电网业务呈现出“井喷式”的发展，不仅涉及到传统的电量采集业务，现在更多的监控、管理业务以及安全业务的不断增加，同时随着IP以及互联网时代的蓬勃发展，更多的新业务逐渐步入人们的日常生活。

在国家电网的大网建设中，现面临的难度是数据量的急剧增加，以及交换数据的安全稳定性。不同的业务，不同的分类，引入资源管理控制的模型将很好地解决这类问题。这类模型首先将数据报文前增加优先级标记，然后根据不同的标记进行业务分类。国家电网的数据一般分为实时业务与非实时业务，通常实时业务更加重要，再结合专网的特点，下行带宽与上行带宽比例一般为3：7。因此通过列队管理，带宽控制流量预测机制以及采用组合的拥塞判断标准技术相结合满足电网在大网建设中的数据需求。其工作原理。

2　智能电网数据网相关技术与实现

电网数据的来源不同，将智能电网大数据分为电力企业内部数据和电力企业外部数据。电力内部数据主要包含广域量测系统（WAMS）、数据采集与监控系统 （SCADA）、在线监测系统、用电信息采集系统、生产管理系统、能量管理系统、配电管理系统、客户服务系统、财务管理系统等几个部分；电力外部数据包含气象信息系统、地理信息系统、互联网数据、公共服务部门数据、社会经济数据等几方面。

智能电网大数据结构复杂、种类繁多，除传统的结构化数据外，还包含大量的半结构化、非结构化数据，如客户服务中心信息系统的语音数据，设备在线监测系统中的视频数据与图像数据等。这些数据的采样频率与生命周期也各不同，从微秒级、分钟级、小时级，一直到年度级。

键技术主要通过QoS中的Diff-Serv模型结合智能电网特有的业务特性，通过数据流拥塞管理，带宽控制，流量控制等技术相结合。

电网的业务通过实时与非实时来进行区分，设置不同的优先级更好地进行拥塞情况下的数据传递：

dscp与ip包头优先级对应情况 //dscp 标记在数据流

34（100010）前三比特对应为ip优先级100（4）

26（011010）前三比特对应为ip优先级011（3）

18（010010）前三比特对应为ip优先级010（2）

按照国网调度规范要求，采用实时与非实时业务分离机制，实时业务占用70%接口带宽，非实时业务占用30%的接口带宽。在端口拥塞状态下实时业务可抢占非实时业务接口带宽。具体配置如下：

在mpls网络中，ip包在进入mpls网络后其优先级值会自动复制到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

上面两条命令对匹配acl 10的rt和nrt数据打上对应的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 匹配对应上面dscp字段34的rt业务数据流

！

class-map vpn-nrt

match mpls-exp 3 匹配对应上面dscp字段26的nrt业务数据流

！

policy-map vpn-policy qos策略对不同数据流分配不同带宽

“双身份”。现代学徒制中，学生具有双重身份，既是职业学校的学生，又是企业的学徒，并且以学徒为主。学生首先要通过企业订立 的方式获得学徒岗位，具有学徒身份，进而获得职业院校的学生身份，实现现代学徒制人才培养模式下的人才成长。“学徒”身份的根本是企业的学徒，这样的界定有利于提高企业对其教育与培养的主动性和积极性。

class vpn-rt

bandwidth percent 70

$

class vpn-nrt

bandwidth percent 30

$

这样就很好的满足智能电网对不同业务，不同需求，不通带宽的要求。

3　智能电网的新组网模式

智能电网的组网模型。随着网络业务的不断扩展与可靠安全性要求的不断提高，智能电网数据网将采用该模型通过模拟现场数据流通过场站侧交换机与路由器的接入，至汇聚侧路由器的统一管理传递最终通向主站，部分业务根据国网要求传递到骨干（核心）路由器上。

4　结束语

智能电网数据网络的建设中引入QoS的资源管理与控制。主要是对业务的电网不同需求，业务不同的等级在统一的网络管理环境下，安全可靠的运行。QoS的电网依据Diff-Serv的结构基础上，加入特有的电网需求，是智能电网数据网可靠地实现手段。

［1］王建华，荣命哲，耿英三等.数字化电力设备的概念与内涵［J］电工技术学报，2009，24（6）.

［2］王军选，未来移动通信系统及其关键技术［J］通信技术，2009，（09）：133-136.

［3］阳洋，杨峥.面向战术通信网的传送控制研究［J］信息安全与通信保密，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

刘晓宏（1971-），男，高级工程师、副主任、工程硕士，研究方向：电力系统及其自动化、二次系统安全运行。