[发明专利]一种基于SDN的智能变电站通信网络描述模型

说明书

本发明公开了一种基于SDN的智能变电站通信网络描述模型，包括SDN在智能变电站通信网络中的嵌入模型和基于SDN的智能变电站通信网络架构，嵌入模型包括：智能变电站三层两网结构以及SDN控制器和OpenFlow交换机，过程层参与接入的设备是合并单元和智能终端，间隔层接入的设备是保护装置、测控装置和计量装置，站控层参与接入的设备是监控装置和远动装置；通信网络架构包括数据层、控制层和应用层，数据层包括SDN交换机和通信域，控制层包括SDN控制器、资源管理器和网络服务，应用层包括SDN应用、终端服务器和用户接口。本发明使用SDN技术满足智能变电站与终端设备通信的多样化需求，实现通信系统的多维精细刻画。

技术领域

本发明涉及智能变电站通信网络技术领域，特别是涉及一种基于SDN的智能变电站通信网络描述模型。

背景技术

随着电网技术和通信技术的快速发展，智能电网覆盖的业务越来越广，对外提供的功能越来多，使得通信接口专用性增强，需要高度动态的联网方法来满足其通信要求。智能变电站是智能电网的核心，因此智能变电站的通信问题成为热点研究问题。

传统的网络体系结构本质上是静态的，大多以树形结构排列的以太网交换机层组成，用于客户端服务器通信。然而，目前通信需求的动态变化性强，传统方法作用很有限，网络体系结构需动态化，如网络中的范例变化、改变流量模式、在单个应用程序中访问多个数据库等，软件定义网络(SDN)具有控制和转发分离、设备资源虚拟化和通用硬件及软件可编程三大特性，在逻辑上统一的网络操作控制层面实现对智能变电站通信网络资源的灵活调度，虚拟网络接口能灵活地支持网络资源的按需调用，使智能变电站通信网络设备硬件摆脱了对硬件供应商及私有协议的依赖性，功能更加专一化。

目前，智能变电站通信网络结构是垂直集成方式，SDN将其转换为水平集成方式，底层接入网络通信设备仅负责存储转发，其余逻辑判断等功能由控制层和应用层等上层集中负责，从而实现网络流量的协议无感知转发，即转发硬件设备不关心协议及转发流程，由控制层面定义智能变电站网络行为。SDN的出现打破了传统网络架构的桎梏，实现了网络设备控制面与数据面的分离，通过引入敏捷控制器加强了智能变电站的集中管理能力、自动化控制能力以及部署和运维的高效性，使信息-物理融合系统更好地应用到智能变电站，提高了终端设备网络通信架构的灵活性、可扩展性和开放性。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于SDN的智能变电站通信网络描述模型，使用SDN技术满足智能变电站与终端设备通信的多样化需求，实现通信系统的多维精细刻画，提升通信网络的业务性能、安全性、可靠性以及资源利用率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于SDN的智能变电站通信网络描述模型，该模型包括：SDN在智能变电站通信网络中的嵌入模型和基于SDN的智能变电站通信网络架构，所述SDN在智能变电站通信网络中的嵌入模型包括：智能变电站三层两网结构以及SDN控制器和OpenFlow交换机，在智能变电站三层两网结构中接入SDN控制器和OpenFlow交换机，过程层参与接入的设备主要是合并单元和智能终端，间隔层接入的设备主要是保护装置、测控装置和计量装置，站控层参与接入的设备主要是监控装置和远动装置；

所述基于SDN的智能变电站通信网络架构由下至上分为数据层、控制层和应用层构成，三层分别通过数据转发平面、控制平面和业务平面进行网络通信；数据层包括SDN交换机和通信域，每个域由相近路由构成；控制层包括SDN控制器、资源管理器和网络服务；应用层包括SDN应用、终端服务器和用户接口；其中，SDN交换机、SDN控制器和SDN应用构成了SDN通信体系，SDN交换机与SDN控制器之间通过OpenFlow协议进行通信，SDN控制器与SDN应用之间通过IEC 61850协议进行通信。

进一步的，所述过程层与间隔层之间是过程层网络，该层设置SDN交换机负责过程层设备和间隔层设备的通信；间隔层与站控层之间是间隔层网络，该层设有OpenFlow交换机和SDN控制器负责间隔层设备和站控层设备的通信。