基于软件定义的能源互联网信息通信技术

　　摘要：基于信息基础设施的一体化技术，分析软件定义的能源互联网信息通信，对能源互联网进行了仿真实验，并得到了实验结果。

　　关键词：能源互联网;信息通信;技术研究

　　1引言

　　随着时代的不断发展，科学技术水平的不断提高，人类利用各种能源的方法也变得越来越多，这一切的变化使得自下向上形成能源互联网已经不再是梦想。就目前来说，随着传统能源不断减少，人们对能源可持续发展的问题进行了深入的探讨。

　　传统的化石能源虽然在人类社会中得到了最广泛的应用，但是由于会造成空气污染等一系列问题，人类开始寻求一些清洁能源。本文重点借鉴了一些互联网体系架构中软件定义的思想，提出了软件定义的能源互联网通信技术的具体实现方法。

　　2信息能源基础设施一体化

　　2.1能源互联网

　　能源互联网指的就是利用当前先进的互联网思想以及一些有效的方法使得能源基础设施架构发生根本的变化，从而使得能源的共享以及交换变得像互联网信息交换一样便捷[1-6]。

　　2.2软件定义网络

　　传统网络由于技术以及思想上的不成熟，当工作人员想要对传统网络进行管理的时候会非常的困难。导致这一问题的根本原因是网络控制功能是通过各个路由器的节点进行控制的，这一方法虽然也有其独特的优点，但是缺点也是显而易见的[7-11]。

　　利用各个路由器的节点进行网络控制会使的网络状态很难达到一致的效果，这种方法对网络进行控制会使得工作人员的工作量变的非常的庞大。软件定义网络(SoftwareDefinedNetwork，SDN)是通过控制平面与数据传输平面相互分离，从而适当控制平面与数据传输平面能够有相关人员独立进行控制。这一改变大大方便了管理人员对网络进行管理的工作。

　　3软件定义的能源互联网信息通信

　　能源互联网的组成部分有很多，最关键的部分就是能源路由器。能源路由器通过一定的方式方法相互之间彼此相连。每一个能源路由器都有专门的网络路由器与之对应，同时还必须对应一个能量自治单元。以微网为例来进行解说，假设每个微网当中都至少有一台主机能够与路由器相互之间进行连接，因此可以通过对应微网中的主机间的通信建立路由器中的路由，并且使得能连路由器中的电力传输路径能够实现。

　　除此之外，一体化还体现在控制器方面，这里所说到的控制器它不仅仅包括SDN的控制器，而且还可以对与SDN有关的一些通信网络进行有效控制。当然还包括对于能源互联网进行控制的控制器，从而使得工作人员能够借助这一技术实现对能源互联网进行运行过程当中的控制，以及调度过程当中的有效控制。但是当工作人员对能源互联网进行调度的过程当中，具体的控制信息是通过SDN通信网络来进行传输的。

　　以柔性微网连接的能源互联网作为本次实验的研究对象，该能源互联网是以SDN进行能量交换路径的控制的，基本流程如以下所示。(1)首先，控制器在运行的过程当中，需要采集一些必要的网络数据作为以何种方式进行运行的基础条件。通过这些网络数据的采集，控制器可以智能化的确定电力形式应该以何种方法进行转换。(2)控制机主机向源微网中的主机发送控制通知报文。控制机在进行信息传输路径建立的时候需要一定的时间进行控制路径的建立，而且信息传输的通信复杂程度也随着传递信息内容的不同而有所区别。这里所采用的是UDP报文协议传输。

　　(3)在进行信息传输的过程当中，位于系统源头的主机首先要进行的第一项工作就是向其他部分发送一个用于测试的报文。这一测试报文信息传输过程当中具有非常重要的意义，它不仅可以很好地测试目的主机是否与源主机之间信息传输是否顺畅，而且还可以在每个交换机当中建立起相关的转发路径。(4)当目的主机收到源主机所发送的专门应用于测试的报文之后，会向源主机发送一份表示目的主机已经成功收到测试报完并且开始响应的报文。当该响应报文发出之后，表示在之后的工作过程当中目的主机对每个请求报文都会发出响应。

　　这一过程类似于网络互联网建立协议连接的过程。与网络互联网所不同的一点就是能源互联网在进行能源交换的工作过程当中对于系统可靠性提出了更高的要求，因为能源互联网在能源交换的过程当中一旦发生错误，会造成非常严重的经济损失。(5)当源主机收到目的主机的响应报文之后，会向目的主机发送开始正常运行的命令，由于在发送该命令之前流表项已经正常的得以建立，因此这一命令会非常快速的传递到目的主机当中。

　　(6)当能源互联网检测到能源传输的数量已经符合相关的要求，回向目标主机发送一项停止运行的命令。当目的主机一旦接收到终止运行的命令会立刻停止运行，从而保证了能源在传输过程当中的一致性。(7)为了使得能源传输过程更加的顺畅，研究者还在每一个网络路由器上面额外的增加了一些辅助功能。当网络路由器收到主机所发出的报文之后，如果在报文当中包含有开始运行或者是终止运行的命令，就会通过信息能源一体化基础设施能源路由器发出提示，从而使得能量传输路径也能够响应主机的命令，使得整个系统都能够根据源主机的命令正常的开启或者是关闭。

　　4实验仿真及性能评价

　　4.1仿真实验配置

　　为了使得仿真实验能够更好地模拟系统运行的实际情况，并且使得测试结果尽可能接近于实际。本实验采用了一些配置比较先进的主机对该能源互联网进行仿真实验。为了实验的顺利进行，利用该主机初步建立了一个线性结构网络，这一网络包括了四个虚拟路由器，各虚拟路由器之间通过线性的方式进行连接，每个虚拟路由器还连接了一个虚拟主机，为了实验的方便，整套网络都有一个虚拟控制机进行控制。

　　4.2仿真结果

　　控制主机h4以及路由主机h1运行之后的结果。结果后面的三个数字分别表示了节点h1、h2以及h3的随机输入的数值，这些随机输入的数值可以决定源节点以及目的节点。

　　5结语

　　能源互联网对于我国经济的发展具有十分重要的意义，可以为我国经济发展提供坚实的基础。能源互联网作为现有的电网能源基础设施的补充，可以在很大程度上提高分布式新能源的接入。为了使得能源互联网成为现实，研究人员在研发能源互联网的过程当中借鉴了网络互联网的一些先进理念以及一些高新的互联网技术。

　　软件定义网络在保持开放互联的基本特征的同时，将数据的传输过程与设备控制的过程相互之间彼此分离，从而更加方便了工作人员对于能源互联网的操控，也使得能源互联网的管理过程变得更加的简单。通过本次仿真实验的结果说明了能量路由器进行一体化是切实可行的。

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