交换机流量限制技术在智能变电站中的应用研究

交换机流量限制技术在智能变电站中的应用研究

发表时间：2017-01-17T15:41:20.350Z 来源：《电力设备》2016年第22期作者：尹相国

[导读] 当今社会，随着经济发展以及科学技术的不断发展，传统的变电站逐渐被智能变电站所取代。

(国网宁夏电力公司检修公司宁夏银川 750000)

摘要：当今社会，随着经济发展以及科学技术的不断发展，传统的变电站逐渐被智能变电站所取代，随着而来的便是通信技术在变电站中的广泛应用。但是在现有技术的发展下，设备很容易出现网络拥堵、流量管理等问题，因此会影响到智能变电系统的安全性和稳定性。因此需要加强对智能变电站专用交换机的性能提升，完善交换机设备在智能变电站中的应用。本文通过对智能变电站以太网结构、网络报文类型和流量特征以及以太网存在的问题的了解，延伸出交换机的流量限制技术在智能变电站中的应用，以及分析在该功能的运用中存在的不足及改善的方法。

关键词：智能变电站；通信技术；交换机；流量限制

前言

当今社会，信息化浪潮势不可挡，已深入到社会的各个领域。当今电网系统的智能变电站正是基于数字化、智能化下的全自动控制系统，整个系统分为站控层、间隔层和过程层，各层之间采用以太网进行通信。以太网的投入运行，对整个系统的运行效率和运行成果都起到了强有力的推动作用。但是，以太网在运作过程中会受到很多风险，为了避免这些系统风险影响到整个电网的设计结构，要使用专用的交换机对网络进行监控和管理，对流量进行限制管理。

一、智能变电站的网络结构

1、智能变电站的概念

智能变电站是随着经济发展和科学技术的进步发展产生的，利用先进的、安全的、环保的设备，对信息实现自动运行、分解和检测的智能的、数字的、自动的专业设备，它能实现整个电网的自动运作、检测和保护。在传统变电站的基础上新增信息化技术，实现资源的全自动整合，是对于传统的变电站的一种更新进步。

2、智能变电站的以太网结构

智能变电站网络通信最大的共同点是在IBC 61850的基础上进行连接，智能变电站具有三层架构，分别为站控层、网格层以及过程层。在实际的工作过程中，以太网的交换机的位置一般在站控层和过程层。我国站控层的网络通常使用双星型的网络结构，这种结构的运行方式比较简单，各个分机统一控制在一台主机上，布置线路比较简便。但是，全部连接到交换机总部的成本较高，会造成资源的浪费。

二、交换机的风暴限制技术及其缺陷

1、交换机的风暴抑制职能技术的含义

交换机的流量限制技术简单理解为在设备本身出现问题使得流量突增的情况下，交换机能够对风险的突增进行限制的功能。现在的大部分交换机都可以通过广播、组播和未知单播的方法限制流量风暴。并且交换机有自由选择是否应用风暴控制职能，或是根据具体的流量值对某类数据进行流量值上限的控制。

2、交换机的风暴限制技术存在的不足

交换机的流量限制技术的主要不足是该功能不能灵活的匹配数据字段，而是只能根据它所要达到的目的进行工作，无法精确的区分地址类型相同但地址和协议有不同法相似报文，会对整体的精确度造成一定的影响。

三、流量限制技术在智能变电站的应用

1、流量限制技术分析

交换机的交换芯片报文系统是在整个体系中起到信息识别及交换的功能体系，主要针对设备运行过程中的不同字段的信息进行解析。它促使设备更明确报文的命令，在统计流量总量后，要对超过既定流量的部分进行舍弃，合理的控制流量。在设备对报文进行解析并保存后，CA搜索引擎会对字段进行匹配，最后返回相关的动作策略。然后，统计引擎会对接受到的报文进行流量统计，并将流量使用状况反馈会策略引擎，进而进行下面步骤的执行。技术人员在利于具有内部感知器的处理器实现流量控制时，要对交换芯片的控制目标、控制策略等重要指标进行设置。

2、流量限制技术的特点

交换芯片是基于内部感知器的处理器的主要处理器。如果有流量在突然之间超过设定值，且“漏桶”具有足够的令牌，那么此时的流量会持续增大到令牌消耗结束，便会促使流量下降，直到降低到设定的平均值。此外，流量的精确控制要通过对报文的分类来完成，要配置不同类型的报文字段。这就要求交换芯片的可寻址存储器容量要超过1000条，才能实现上述功能。

3、流量限制技术的实施

流量限制技术的运行理论简单的来说就是通过对突增流量的监控，防止突然增多的流量影响电力通信的正常运行。而流量限制技术的目标匹配字段是MAC地址，根据MAC地址对变电站的流量进行统计及控制。要实现以MAC为目标字段的流量控制，一般大型变电站基本都会超过100个，这就提高了流量限制技术功能配置的难度。对于这种情况，工作人员要采取静态组播的形式设置相应的流量限制指标，同时利用WLAN网进行数据流量管理，可以有效的减少工作量。

变电站存在着平均流量小但波动大的特征，因此要在对变电站流量限制值设定的过程中，设置较低的平均流量值，提高突发流量的限制值。而对于数据指标是均匀流量值的采样值，则要提高平均流量，降低突发流量。同时，增强报文规范网的恢复能力，可以在网络风暴导致通信中断时进行快速恢复，避免造成更大的损失。

结语

交换机的流量限制技术能有效监控到流量的突增，减少突发流量对通信造成的不利影响。而将内容感知器流量限制技术与交换机的联合使用，对智能变电站的流量限制有着非常重要的作用，所以这种技术越来越多的应用在我国智能变电站的流量限制技术中，以此促进我

国智能变电站的高效、健康发展。

参考文献

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[2]周旭峰,杨贵,袁志彬,王文龙,刘明慧. 交换机流量限制技术及其在智能变电站的应用[J]. 电力系统自动化,2014,18:114-119.

[3]俞辰颖. 智能变电站网络技术研究[D].华北电力大学,2014.