SDN技术的电力调度数据安全并行传输方法

广西电网有限责任公司钦州供电局 吴伊雪

为提高电力调度数据传输的效率和安全性，提出基于SDN技术的电力调度数据安全并行传输方法。首先分析了数据传输信道的负载特征，作为数据传输信道选择的依据。并采用匹配滤波检测方法进行滤波干扰抑制，以此提高数据传输安全性。在此基础上，采用软件定义网络(Software Defined Network，SDN)技术选择传输信道，实现数据的安全并行传输。实验结果表明，所提方法在数据传输过程中，平均耗时基本在5ms以内，具有较好的传输性能，对于实际的电力调度数据传输具有实际应用价值。

1 基于SDN技术的电力调度数据传输方法

1.1 电力调度数据传输信道负载特征分析

为了实现实时电力调度数据并行传输，结合电力调度数据输出特征，对传输信道负载情况进行分析，以此为基础，对数据传输信道进行选择。

首先，设电力调度数据传输信道的负载离散形式为f，原始输入到电力调度数据的传输信道分配迭代为：

式(1)中，x表示信道传输数据大小，c和k分别表示信道的长度和宽度，λ是传输数据的队列堆积函数。在此基础上，叠加传输信道各支路的流量，代入式(1)中，得到信道传输频率的分布情况为：

在电力调度信息采集的特征序列为x=[x0，…，xn]的基础上，引入反馈机制，输出多任务传输时的信道负载特征：

式(3)中，A表示电力调度数据的传输链路偏移幅值。基于此，得到电力调度数据传输信道的统计特征，以此作为数据传输信道选择的依据。

1.2 数据传输的滤波干扰抑制

为提高数据传输的安全性，本文采用匹配滤波检测方法，实现传输过程中的滤波干扰抑制。提取电力调度数据的特征，构建多径传输的干扰滤波函数：

在上述信道负载分析结果基础上，提取电力调度数据均衡调度的冲击响应特征量，得到电力调度数据多任务传输的能量函数为，则电力调度数据输出的子载波数为γ(x)。由此，构建电力调度数据的自适应滤波模型：

1.3 电力调度数据并行传输信道选择

在上述信道负载分析以及滤波基础上，采用SDN技术，对电力调度数据传输的信道进行选择。首先分析电力调度数据传输的空间分布情况，采用离散分布序列重构方法输出电力调度数据的动态迁移结果Bx为：

在电力调度数据传输链路中，采用最小步长均方自适应滤波方法，得到数据的传输信道：

式(7)中，k表示数据特征分辨率，v表示最佳权系数，w表示度数据自适应。最终以输出的信道作为数据传输的路径，实现数据的安全并行传输。

2 实验和结果

为测试所提方法的实际性能，本文进行了实验测试，同时，为了确保实验结果的有效性以及可靠性，分别将方法1（基于电力通信网的电力调度数据网安全传输）和方法2（基于动态密钥的智能电网无线通信数据加密传输方案）作为对比组，与提出方法同时进行实验。

2.1 实验环境

本文采用某供电局作为实验对象。其对应供电网区的日用电峰谷差为1200MW。因此，对于电力资源的调度需求较大。在此基础上，本文旨在建立电力调度数据的网络拓扑，采用Mininet工具进行实现。实验中，交换机端口缓存队列的大小一致﹐均为2000个调度数据，最大数据的大小为2046MB。队列阈值上限设置为80个数据长度，同时，由于电力调度对于及时性存在较高的要求，因此，本文设置最大延时为20ms，超过最大延时，则默认数据传输失败。调度数据最大为2046MB，在实验构成中，分别采用三种方法对调度数据重复进行10次传输，并取10组结果的平均值最为最后的测试结果。

2.2 实验结果

首先，对三种传输方法下的时间消耗进行统计，由于存在延时限制，对于延时超时的情况，统计为传输失败。因此，本文以单个数据的平均传输时间作为对比指标，统计了数据成功情况和耗时情况，其结果如图1所示。

图1 不同传输方法下的传输结果

从图1中可以看出，三种方法均出现不同程度的数据传输失败的情况，其中在试验过程中，受到一股强力电磁波的干扰，实验环境内出现0.01s的网络中断，因此三种方法均在实验开始后的第1.02s出现一次延时超时，除此之外，可以看出，本文提出的方法实现了全部电力调度数据的成功传输，并且耗时基本稳定在5ms以内，明显低于方法1和方法2的传输效果。

结束语：近些年来，随着对电力系统要求的提高，供电局的电力调度已经成为一项重要的工作，在此环境下，如何实现对电力调度数据及时有效地传输，成为了落实电力调度的重要研究内容。本文提出的基于SDN技术的电力调度数据安全并行传输方法，以SDN技术以依托，实现了对数据传输性能的提升，满足了电力系统对数据传输的要求。通过该研究，以期为数据传输领域的研究以及电力系统的相关工作提供有价值的参考。