智能配用電通信網(wǎng)絡(luò)的研究*

甄沖，黃輝，鄭寶，苑佳楠，盧文冰

（1.華北電力大學(xué) 電氣與電子工程學(xué)院，北京 102206；2.國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院，南京 210003）

0 引 言

隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的不斷推進和新能源的不斷發(fā)展，越來越多的分布式能源、智能微網(wǎng)、儲能設(shè)施不斷接入電網(wǎng)，配用電業(yè)務(wù)多樣化、互動化、智能化的層次逐步提高，對配用電通信系統(tǒng)多業(yè)務(wù)承載能力、QoS（Quality of Service）保障能力、集中管控能力提出了更高的要求［1］。當(dāng)前配用電通信網(wǎng)絡(luò)普遍采用SDH／MSTP技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的硬件與軟件高度耦合，各自形成封閉系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)控制功能分散于各個路由器節(jié)點中，很難實現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)的集中控制與新業(yè)務(wù)的不斷接入。

來源于斯坦福大學(xué)Clean Slate項目的軟件定義網(wǎng)絡(luò)（Software Defined Network，SDN），是一種新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。與SDH／MSTP技術(shù)相比，它具有如下優(yōu)勢：將物理網(wǎng)絡(luò)從邏輯網(wǎng)絡(luò)中分割開來；對整個網(wǎng)絡(luò)采用集中式的控制，網(wǎng)絡(luò)具有自治性并且可編程；流量分割更加均衡；網(wǎng)絡(luò)可以動態(tài)劃分與配置等［2］?；谶@些優(yōu)勢，將SDN技術(shù)應(yīng)用于配用電通信網(wǎng)絡(luò)，能夠增強通信網(wǎng)絡(luò)的可控性，可以按需動態(tài)分配、調(diào)整網(wǎng)絡(luò)資源，減少網(wǎng)絡(luò)擁塞與閑置，提升QoS。此外，SDN可以通過軟件編程配置網(wǎng)絡(luò)，增強配用電通信網(wǎng)絡(luò)的靈活性與互動性，能夠很好地滿足未來智能配用電業(yè)務(wù)對通信網(wǎng)絡(luò)的新要求。

文章根據(jù)智能配用電業(yè)務(wù)對信息傳輸?shù)男枨?，結(jié)合現(xiàn)有配用電通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，提出了基于SDN技術(shù)的智能配用電通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方案，對其中的關(guān)鍵技術(shù)進行了研究，并進一步分析了SDN技術(shù)在智能配用電業(yè)務(wù)及能源互聯(lián)網(wǎng)中的拓展應(yīng)用。

1 智能配用電業(yè)務(wù)對信息傳輸?shù)男枨?/h2>

近年來，互聯(lián)網(wǎng)基因正在加速融入配用電網(wǎng)各個環(huán)節(jié)，智能化的配用電業(yè)務(wù)越來越多。如實時話音業(yè)務(wù)、移動互聯(lián)網(wǎng)售電業(yè)務(wù)、在線監(jiān)控業(yè)務(wù)、配電大數(shù)據(jù)分析、智能家居、智能充電站業(yè)務(wù)等。此外，電網(wǎng)的運營管理和用電客戶體驗也越來越智能化。如配電管理人員可以通過網(wǎng)絡(luò)利用云端計算對配電設(shè)備運行狀態(tài)進行實時分析、召開移動實時視頻會議；用戶通過智能手機實時查看充電站的分布及充電站的使用情況等。

智能配用電業(yè)務(wù)與傳統(tǒng)的配用電業(yè)務(wù)相比，對通信網(wǎng)絡(luò)的信息傳輸具有更高要求［3］。例如：通信信息量大，傳輸距離遠(yuǎn)，對網(wǎng)絡(luò)帶寬要求更高；業(yè)務(wù)種類多，差異性大，對網(wǎng)絡(luò)信息傳輸?shù)撵`活性要求更高；業(yè)務(wù)交互性、實時性強，對信息的雙向流動和延遲性要求更高；信息來源眾多，種類繁雜，對配用電通信網(wǎng)絡(luò)的安全性要求更嚴(yán)格；新型智能配用電業(yè)務(wù)不斷增加，對配用電通信網(wǎng)絡(luò)的可擴展性有更高要求等。

智能配用電業(yè)務(wù)的實現(xiàn)意味著配用電通信網(wǎng)絡(luò)需要實時、動態(tài)的改變，傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)模式不可行，需要一種新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)融合多種業(yè)務(wù)，進行集中統(tǒng)一控制，同時保障業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量特性。

2 基于SDN技術(shù)的智能配用電通信系統(tǒng)整體構(gòu)架設(shè)計

軟件定義網(wǎng)絡(luò)是一種網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新架構(gòu)。它基于以下四個基本原則［4-5］：網(wǎng)絡(luò)控制和轉(zhuǎn)發(fā)解耦；數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)決定是基于流的，而不是基于目標(biāo)的；網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)邏輯從硬件抽象為一個可編程的軟件層；引入控制器對全網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)進行控制、協(xié)調(diào)和整合。SDN將網(wǎng)絡(luò)劃分成基礎(chǔ)的三層架構(gòu)：數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)層、控制層和應(yīng)用層（見圖1）。

SDN網(wǎng)絡(luò)將控制層和轉(zhuǎn)發(fā)層分離，這在傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)中是不可實現(xiàn)的。通過抽象轉(zhuǎn)發(fā)層的行為和資源，提供通用標(biāo)準(zhǔn)接口，為集約化管理、網(wǎng)絡(luò)能力開放、網(wǎng)絡(luò)虛擬化等提供基礎(chǔ)。SDN通過開放和統(tǒng)一的南向接口，屏蔽了底層物理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的差異，實現(xiàn)了底層網(wǎng)絡(luò)對上層控制應(yīng)用的透明化，各業(yè)務(wù)系統(tǒng)邏輯網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)業(yè)務(wù)需要進行遷移、配置。

圖1 SDN三層架構(gòu)圖Fig.1 SDN three layers structure diagram

現(xiàn)有配用電通信網(wǎng)絡(luò)采用分散式控制，網(wǎng)絡(luò)控制功能分散于各個路由器節(jié)點中，集中控制能力差。SDN的技術(shù)優(yōu)勢能夠很好地彌補現(xiàn)有配用電通信網(wǎng)絡(luò)存在的缺陷［6］。本文根據(jù)配用電通信網(wǎng)絡(luò)智能化的需求，提出了智能配用電通信網(wǎng)絡(luò)的SDN解決方案。借鑒SDN網(wǎng)絡(luò)的分層思想，將基于SDN技術(shù)的智能配用電通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)分為異構(gòu)配用電網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)層、網(wǎng)絡(luò)虛擬化層、控制層、應(yīng)用層五個層面，如圖2所示。

（1）異構(gòu)配用電網(wǎng)絡(luò)層

異構(gòu)配用電通信網(wǎng)絡(luò)主要包含各配電子站多種類型的配電通信接入網(wǎng)和其服務(wù)區(qū)域范圍內(nèi)的各種用電信息采集通信網(wǎng)絡(luò)。異構(gòu)配用電通信網(wǎng)絡(luò)主要完成配用電信息的雙向流動，一方面匯集并上傳配電終端信息和用電信息，另一方面接收配電指令發(fā)送給配電終端。配電子站的異構(gòu)配用電通信網(wǎng)絡(luò)通過電力融合網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)接口，接入電力融合網(wǎng)關(guān)，進而統(tǒng)一接入SDN配用電通信骨干網(wǎng)絡(luò)。電力融合網(wǎng)關(guān)的功能是在收到各配電子站異構(gòu)網(wǎng)發(fā)來的不同協(xié)議的數(shù)據(jù)包后，對數(shù)據(jù)包進行解析，并按照OpenFlow協(xié)議定義的格式統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為支持南向接口OpenFlow協(xié)議的數(shù)據(jù)包。同樣，融合網(wǎng)關(guān)也對電力OpenFlow交換機發(fā)來的信息進行反向轉(zhuǎn)換，發(fā)送給特定的配用電通信接入網(wǎng)絡(luò)。

電力融合網(wǎng)關(guān)采用分布式架構(gòu)，各個融合網(wǎng)關(guān)之間通過網(wǎng)關(guān)東西向接口支持的統(tǒng)一協(xié)議進行通信，交流信息。電力融合網(wǎng)關(guān)利用負(fù)載均衡技術(shù)動態(tài)優(yōu)化、調(diào)整每個融合網(wǎng)關(guān)的流量，進行分布式處理，有效改善數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的延遲，提升網(wǎng)絡(luò)性能。同時，還可以避免單一融合網(wǎng)關(guān)造成單點失效，癱瘓網(wǎng)絡(luò)，滿足配用電通信網(wǎng)絡(luò)高可靠性的要求。

（2）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)層

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)層主要包括電力OpenFlow交換機等網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備，可采用通用的硬件生產(chǎn)，只關(guān)注數(shù)據(jù)的存儲和轉(zhuǎn)發(fā)。電力OpenFlow交換機對電力融合網(wǎng)關(guān)發(fā)來的配用電信息數(shù)據(jù)包，根據(jù)控制器下發(fā)的流表完成配用電數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。

圖2 基于SDN技術(shù)的智能配用電通信網(wǎng)絡(luò)整體架構(gòu)Fig.2 Overall structure of smart power distribution and utilization communication network based on SDN

電力OpenFlow交換機主要通過OpenFlow協(xié)議與配用電通信網(wǎng)絡(luò)控制器進行交互，根據(jù)控制器下發(fā)的流表以不同的方式來協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備。在配電子站和配電主站之間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的控制過程如圖3所示。

圖3 配用電數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則Fig.3 Forwarding rules of power distribution and utilization data packet

首先，當(dāng)配電子站發(fā)送一個數(shù)據(jù)包給交換機1的時候，交換機1先在流表中查找是否有與數(shù)據(jù)包的包頭部分相匹配的轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則項。如果找到與報文的包頭部分相匹配的轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則項，數(shù)據(jù)包將會被轉(zhuǎn)發(fā)至相應(yīng)端口或者丟棄。如果沒有匹配項，交換機1會產(chǎn)生Packet-In消息并發(fā)送給控制器。收到Packet-In消息后，控制器會計算配用電信息流的路徑，發(fā)送一組Modify-State消息給配電子站和配電主站之間的所有交換機（交換機1除外）來為這些交換機下發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則。然后，控制器發(fā)送Send-Packet和Modify-State消息給Packet-In消息的源頭交換機1［7］。最后，一旦所有交換機的轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則都下發(fā)完成后，數(shù)據(jù)包就會按照流的路徑發(fā)送到配電主站。

由于SDN網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備只負(fù)責(zé)完成數(shù)據(jù)的物理轉(zhuǎn)發(fā)操作，不再負(fù)責(zé)信息流路徑計算和轉(zhuǎn)發(fā)策略控制，大大提高了轉(zhuǎn)發(fā)速度，減少了網(wǎng)絡(luò)延遲，可以很好地滿足各種智能配用電新業(yè)務(wù)對通信網(wǎng)絡(luò)高實時性的需求。

（3）網(wǎng)絡(luò)虛擬化層

在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)層和控制層之間部署了網(wǎng)絡(luò)虛擬化平臺FlowVisor，它可以在物理配用電通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上虛擬化出若干個邏輯專網(wǎng)，實現(xiàn)配用電通信網(wǎng)絡(luò)靈活組網(wǎng)。FlowVisor可以連接多個配用電通信網(wǎng)絡(luò)控制器，使得每個控制器控制一個虛擬邏輯專網(wǎng)，并保證這些虛擬專網(wǎng)相互隔離。物理配用電通信網(wǎng)絡(luò)的虛擬化，使得配用電業(yè)務(wù)通信網(wǎng)絡(luò)的定制化成為可能，極大地提高了配用電通信網(wǎng)絡(luò)的靈活性。

（4）網(wǎng)絡(luò)控制層

網(wǎng)絡(luò)控制層主要包括各種虛擬邏輯專網(wǎng)的配用電通信網(wǎng)絡(luò)控制器。不同的電力部門可以使用自己的Controller在各自的虛擬邏輯專網(wǎng)上靈活設(shè)定特定配用電業(yè)務(wù)所需要的通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與資源配置。同時，他們還可以根據(jù)本部門的業(yè)務(wù)需求確定自己控制器的選路策略，完成對各自虛擬網(wǎng)的集中控制?？刂破骺梢垣@得虛擬專網(wǎng)的拓?fù)湫畔⒑玩溌沸畔?，從而電網(wǎng)運維人員可以實時了解配用電通信網(wǎng)絡(luò)的鏈路質(zhì)量，實時進行調(diào)整、優(yōu)化。此外，電網(wǎng)運維人員還可以根據(jù)配用電業(yè)務(wù)對通信帶寬、時延的需求，通過控制器統(tǒng)一軟件編程，靈活配置不同虛擬網(wǎng)絡(luò)的鏈路帶寬與網(wǎng)絡(luò)時延，合理分配網(wǎng)絡(luò)資源。配用電通信網(wǎng)絡(luò)控制器內(nèi)部軟件架構(gòu)見圖4。

圖4 電力SDN控制器軟件架構(gòu)Fig.4 Power SDN controller software architecture

該網(wǎng)絡(luò)控制器最下層是FlowVisor接口，它包含不同版本的OpenFlow協(xié)議庫。FlowVisor通過該接口接入SDN控制器。最右邊是東西向接口，用于控制器集群管理。第二層是抽象邏輯層，該層屏蔽了支持不同版本OpenFlow協(xié)議的FlowVisor接口的差別，使得北向接口和FlowVisor接口的調(diào)用相互隔離。第三層是基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)層，主要包括各種基礎(chǔ)的配用電通信網(wǎng)絡(luò)管理功能，如網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涔芾?、鏈路管理功能、路徑計算、配電子站主機管理、流表管理等。第四層是控制器的內(nèi)置應(yīng)用層，包括Overlay網(wǎng)絡(luò)、配用電通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能鏈等運行在控制器上的內(nèi)置應(yīng)用。最上層是北向接口層，它將控制器的基本網(wǎng)絡(luò)功能及內(nèi)置應(yīng)用以軟件API的形式向配用電應(yīng)用層開放。

配用電網(wǎng)絡(luò)控制器采用集群分布式架構(gòu)。不同配用電管理部門的控制器可以通過東西向接口，交換網(wǎng)絡(luò)信息，靈活管理涉及若干個部門的交叉配用電業(yè)務(wù)虛擬專用網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)配用電業(yè)務(wù)的分散管理、統(tǒng)一協(xié)調(diào)。

現(xiàn)有配用電通信網(wǎng)絡(luò)，會造成網(wǎng)絡(luò)中部分鏈路擁塞，部分鏈路空閑，導(dǎo)致配用電通信網(wǎng)絡(luò)整體資源利用率低下。電力SDN集中控制器可以利用多維度路由算法，基于控制器獲得的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜玩溌肥褂眯畔?，為每種配用電業(yè)務(wù)計算滿足該業(yè)務(wù)功能所需要的合理路徑，克服傳統(tǒng)配用電通信網(wǎng)絡(luò)“單個業(yè)務(wù)最優(yōu)，但全網(wǎng)不優(yōu)”的固有缺陷。

由于軟件定義網(wǎng)絡(luò)是通過編程來控制和管理網(wǎng)絡(luò)的，當(dāng)配用電網(wǎng)絡(luò)設(shè)備所處的環(huán)境發(fā)生變化，需要添加新設(shè)備或增加新業(yè)務(wù)時，只需對控制器程序與網(wǎng)絡(luò)虛擬化平臺的配置進行修改即可，電力OpenFlow交換機和底層配用電物理接入網(wǎng)絡(luò)無需做出任何改變，大大縮短了新業(yè)務(wù)部署的周期。

（5）配用電業(yè)務(wù)應(yīng)用層

在應(yīng)用層，主要是基于電力SDN控制器開放的北向接口API開發(fā)各種配用電網(wǎng)絡(luò)管理、業(yè)務(wù)應(yīng)用。在主站，電網(wǎng)各個部門可以根據(jù)自己的業(yè)務(wù)需求，調(diào)用北向接口API開發(fā)各種可視化配用電業(yè)務(wù)及網(wǎng)絡(luò)管理人機交互平臺，如配電自動化平臺、配電通信網(wǎng)絡(luò)管理平臺、用電信息采集平臺等。配用電網(wǎng)絡(luò)管理員可以通過交互性良好的人機界面，對配用電通信網(wǎng)絡(luò)進行靈活、高效的配置，減少了運維人員的工作難度。電網(wǎng)公司各部門通過可視化的管理平臺，可以實時增加、刪除、修改和配置自己的虛擬專用網(wǎng)絡(luò)來處置配用電管理中的突發(fā)事件，增強了通信網(wǎng)絡(luò)的抗風(fēng)險能力。同時，還可以開發(fā)網(wǎng)絡(luò)管理權(quán)限控制應(yīng)用，擁有不同權(quán)限的管理員可以配置網(wǎng)絡(luò)的不同部分，管理不同的配用電業(yè)務(wù)，大大提高了配用電網(wǎng)絡(luò)的安全性。

3 SDN配用電通信網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的融合網(wǎng)關(guān)與鏈路虛擬化

3.1 配用電通信網(wǎng)絡(luò)融合網(wǎng)關(guān)設(shè)計

現(xiàn)有配用電通信網(wǎng)絡(luò)缺乏規(guī)劃，各地區(qū)建立各自特有的通信接入網(wǎng)絡(luò)，造成了包含光交換網(wǎng)絡(luò)、WSN網(wǎng)絡(luò)、電力線載波、無線寬帶等多種協(xié)議繁雜的異構(gòu)通信接入網(wǎng)絡(luò)。由于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)之間的協(xié)議并不相同，不同地區(qū)配用電通信網(wǎng)絡(luò)之間無法實現(xiàn)互聯(lián)互通。

融合網(wǎng)關(guān)就是充當(dāng)一個翻譯的身份，負(fù)責(zé)將不同通信協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)連接，實現(xiàn)不同協(xié)議網(wǎng)絡(luò)間數(shù)據(jù)包的發(fā)送和接收，從而使不同類型的網(wǎng)絡(luò)之間能夠相互通信［8］。

本文借鑒融合網(wǎng)關(guān)技術(shù)，提出了電力融合網(wǎng)關(guān)，它可以將異構(gòu)配用電通信網(wǎng)絡(luò)中通過不同議傳輸?shù)呐溆秒姅?shù)據(jù)統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為支持OpenFlow協(xié)議的數(shù)據(jù)，接入SDN配用電通信網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)異構(gòu)配用電通信網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通［9］。電力融合網(wǎng)關(guān)基本架構(gòu)見圖5。

圖5 異構(gòu)配用電通信網(wǎng)絡(luò)融合網(wǎng)關(guān)Fig.5 Heterogeneous power distribution and utilization communication network convergence gateway

該電力融合網(wǎng)關(guān)左側(cè)對外提供了各種配用電通信接入網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)接口，用于接入各種類型的異構(gòu)配用電通信接入網(wǎng)，如電力線載波接入網(wǎng)、無線寬帶接入網(wǎng)等。融合網(wǎng)關(guān)內(nèi)部包含負(fù)載均衡模塊、組播管理模塊、通信協(xié)議雙向轉(zhuǎn)換模塊、信息過濾模塊和網(wǎng)關(guān)接口管理模塊等。負(fù)載均衡管理模塊與網(wǎng)關(guān)東西接口、信息過濾模塊和網(wǎng)關(guān)接口管理模塊相連，它可以實時監(jiān)測網(wǎng)關(guān)的流量負(fù)荷、網(wǎng)絡(luò)接口狀態(tài)與報文類型。當(dāng)流量負(fù)荷超過一定限度后，它會通過網(wǎng)關(guān)東西接口尋找附近資源閑置的融合網(wǎng)關(guān)，分擔(dān)其部分工作，實現(xiàn)多個電力融合網(wǎng)關(guān)分布式協(xié)同數(shù)據(jù)處理，提高數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換效率。各種協(xié)議的數(shù)據(jù)包到達(dá)通信協(xié)議雙向轉(zhuǎn)換模塊后，該模塊首先對各種協(xié)議的報文進行解析，利用相應(yīng)協(xié)議內(nèi)置算法提取報文的有效信息，然后按照OpenFlow協(xié)議格式統(tǒng)一封裝成為新的報文，通過OpenFlow交換機接口發(fā)送至OpenFlow交換機。網(wǎng)關(guān)接口管理模塊會根據(jù)網(wǎng)關(guān)負(fù)載均衡管理模塊的實時監(jiān)控信息，將處于空閑的網(wǎng)絡(luò)接口置為休眠狀態(tài)，以降低能耗。信息過濾模塊可以將負(fù)載均衡管理模塊監(jiān)控到的流量異?；騾f(xié)議異常的數(shù)據(jù)包直接丟棄，以防止DDoS等網(wǎng)絡(luò)攻擊。

3.2 網(wǎng)絡(luò)鏈路虛擬化

為了在SDN配用電通信物理網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，建立特定配用電業(yè)務(wù)的虛擬通信鏈路，本文采用FlowVisor技術(shù)來完成通信鏈路的虛擬化，建立虛擬專網(wǎng)。

FlowVisor是在OpenFlow基礎(chǔ)之上的網(wǎng)絡(luò)虛擬化工具，它可以將實際的物理網(wǎng)絡(luò)劃分成多個邏輯上的網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)虛網(wǎng)劃分。FlowVisor部署在標(biāo)準(zhǔn)Open-Flow控制器與OpenFlow交換機之間，成為二者的透明代理。FlowVisor能夠與多個控制器連接，使得每個控制器控制一個虛網(wǎng)，保證各虛網(wǎng)相互隔離。SDN配用電通信網(wǎng)絡(luò)虛擬化過程見圖6。

圖6 配用電通信網(wǎng)絡(luò)虛擬化過程Fig.6 Virtualization process of power distribution and utilization communication network

OpenFlow交換機發(fā)給控制器的配用電信息會被FlowVisor攔截，F(xiàn)lowVisor會在資源分配策略數(shù)據(jù)庫中查找與其匹配的虛擬網(wǎng)切片策略，然后根據(jù)切片策略發(fā)送給相應(yīng)的控制器。同樣控制器下發(fā)的配用電信息及流表也會被FlowVisor攔截，根據(jù)相應(yīng)的切片策略對其進行匹配、修改，最終交給相應(yīng)虛擬網(wǎng)中的OpenFlow交換機［10］。這樣，F(xiàn)lowVisor就可以將物理網(wǎng)絡(luò)隔離成若干部分，分別交給不同的控制器控制，建立起若干的虛擬專網(wǎng)，從而隔離開不同配電子站、不同配用電業(yè)務(wù)發(fā)送的信息，靈活實現(xiàn)定制化的配用電通信網(wǎng)絡(luò)控制。

4 軟件定義網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在智能配用電及能源互聯(lián)網(wǎng)中拓展應(yīng)用分析

智能配用電及能源互聯(lián)網(wǎng)開放、互聯(lián)、對等和分享的本質(zhì)特征迫切需要一種靈活、開放的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)來進行管理。軟件定義網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)相比，具有靈活、可編程控制、開放的優(yōu)勢。因此，軟件定義網(wǎng)絡(luò)技術(shù)除了在配用電通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用外，還將在能源互聯(lián)網(wǎng)的智能配用電業(yè)務(wù)領(lǐng)域得到更加廣泛的應(yīng)用。

SDN技術(shù)在新型配用電中的拓展應(yīng)用見圖7。例如，SDN網(wǎng)絡(luò)與NFV技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)配用電通信網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)本身同時虛擬化。利用SDN網(wǎng)絡(luò)集中控制的優(yōu)勢，可以實現(xiàn)智能儲能設(shè)施、能源局域網(wǎng)、智能家居能源等軟件智能化控制。在能源互聯(lián)網(wǎng)中，可以構(gòu)建SDN能源路由器，通過SDN控制器智能化控制能源的交換與共享等。

圖7 SDN技術(shù)在智能配用電中的拓展應(yīng)用Fig.7 Expand application of SDN technology in power business

5 結(jié)束語

構(gòu)建新型的配用電通信網(wǎng)絡(luò)，對不斷發(fā)展的智能電網(wǎng)及能源互聯(lián)網(wǎng)是十分重要的。文章分析了未來可能出現(xiàn)的新型智能配用電業(yè)務(wù)對通信網(wǎng)絡(luò)的需求，提出了以SDN技術(shù)為基礎(chǔ)的智能配用電通信網(wǎng)絡(luò)整體架構(gòu)方案，并對其中的融合網(wǎng)關(guān)、物理網(wǎng)絡(luò)虛擬化等關(guān)鍵技術(shù)進行了研究。最后，對SDN技術(shù)在智能配用電乃至能源互聯(lián)網(wǎng)中的拓展應(yīng)用進行了展望。

未來的工作是結(jié)合相關(guān)實踐經(jīng)驗，對方案的工程可行性和系統(tǒng)各部分的具體實現(xiàn)進行研究，為智能電網(wǎng)及未來能源互聯(lián)網(wǎng)中通信網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)方式提供一種參考方案。