淺談電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)建設(shè)

2014-01-02 14:47:48 電力信息化　點擊量：評論 (0)

　　1．電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)結(jié)構(gòu)特性分析

　　電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)是通過VPN(虛擬專用網(wǎng)絡(luò))實現(xiàn)各級調(diào)度中心之間以及調(diào)度中心與相關(guān)發(fā)電廠、變電站之間的互聯(lián)，在專用通道上利用IP路由交換設(shè)備組網(wǎng)，實現(xiàn)在SDH或PDH層面上與系統(tǒng)內(nèi)公用的電力信息包括SCADA/EMS調(diào)度自動化系統(tǒng)(綜合自動化、遠)、電能量計費系統(tǒng)(電能量采集裝置)、繼電保護管理信息系統(tǒng)、動態(tài)預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)(功角測量裝置)和安全自動裝置信息等數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)。從而滿足電力生產(chǎn)、電力調(diào)度、繼電保護等信息傳輸需要，協(xié)調(diào)電力系統(tǒng)發(fā)、送、變、配、用電等組成部分的聯(lián)合運轉(zhuǎn)，保證電網(wǎng)安全、經(jīng)濟、穩(wěn)定、可靠運行。

　　電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)范圍主要包括以下幾個層次。

　　1.1核心層

　　核心層是電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的主干部分，由位于省調(diào)和地調(diào)的核心路由器組成，利用可靠的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)和高性能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)報文的高速轉(zhuǎn)發(fā)，并提供220kV變電站和統(tǒng)調(diào)發(fā)電廠的網(wǎng)絡(luò)接入功能。

　　1.2骨干層

　　骨干層由位于地調(diào)和部分縣調(diào)、監(jiān)控中心(集控站)的路由器組成，負責匯接管轄范圍內(nèi)的所有接入層節(jié)點的信息。接入層：接入層主要承擔各調(diào)度點的業(yè)務(wù)接入及數(shù)據(jù)匯入骨干層的作用。電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)承載的調(diào)度系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)大致可分為以下幾類：一是實時監(jiān)控業(yè)務(wù)。包括EMS(能量管理系統(tǒng))與RTU(遠程終端控制系統(tǒng))或變電所自動化系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)及地/縣級調(diào)度、縣級市/縣級調(diào)度EMS之間交換的實時數(shù)據(jù)。二是運行管理業(yè)務(wù)。如發(fā)電、用電及聯(lián)絡(luò)線交換計劃、聯(lián)絡(luò)線考核；調(diào)度票、操作票、檢修票等；調(diào)度生產(chǎn)運行報表(日報、月報、季報)；電能量計量計費信息；故障錄波、保護和安全自動裝置有關(guān)管理數(shù)據(jù)。

　　2．電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)建設(shè)方案

　　2.1設(shè)計電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)技術(shù)體制

　　2.1.1虛擬局域網(wǎng)技術(shù)

　　虛擬局域網(wǎng)技術(shù)(VPN)是指網(wǎng)絡(luò)中的站點不拘泥于所處的物理位置，可以根據(jù)需要靈活地加入不同的邏輯子網(wǎng)中的一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。在網(wǎng)絡(luò)中根據(jù)不同業(yè)務(wù)需求劃分了幾個虛擬局域網(wǎng)(VLan):EMS、自動化、保護、方式、調(diào)度等。因為VLan間是不通的，所以在鏈路末端的交換機上可以劃分屬于不同VLan的端口。在這些端口上公用一個該VLan的網(wǎng)關(guān)，并且分配一個子網(wǎng)，這樣接在該VLan上的工作站只需與該網(wǎng)關(guān)進行通訊，該網(wǎng)關(guān)再為數(shù)據(jù)尋找路由。這樣，不同業(yè)務(wù)的工作站只需接到自己的VLan端口，再將自己的IP地址改為網(wǎng)段中的地址，再設(shè)上相應(yīng)的網(wǎng)關(guān)和掩碼即可，實現(xiàn)數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)。

　　2.1.2多協(xié)議標簽交換協(xié)議

　　多協(xié)議標簽交換協(xié)議(MPLS)是核心路由器利用含有邊緣路由器在IP分組內(nèi)提供的前向信息的標簽(label)或標記(tag)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)層交換的一種交換方式。由于骨干網(wǎng)內(nèi)全網(wǎng)部署MPLSVPN，為降低網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度，需要在全網(wǎng)PE上運行MP-BGP。并可通過建立路由反射器(RR)來實現(xiàn)MP-BGP的路由交換。MPLS的工作原理是通過路由表對相應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)等價類(FEC)查詢并分配，同時采用固定長度的標簽對該FEC進行描述與編碼，并將此標簽附加到IP報頭的前面。相應(yīng)的處于LSP中的標簽交換路由器，利用報文攜帶的標簽信息庫(LIB)進行索引，確定相應(yīng)的下一跳，在LSR出端口用新的標簽替換原有標簽，實現(xiàn)攜帶新標簽的報文便沿著LSP向目的地轉(zhuǎn)發(fā)。

　　2.2設(shè)計網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)方案

　　網(wǎng)絡(luò)拓撲(Topology)結(jié)構(gòu)是指構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的成員間特定的物理的即真實的、或者邏輯的即虛擬的排列方式。電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)采用分層設(shè)計,內(nèi)部結(jié)構(gòu)分為核心層、骨干層和接入層三層。三層設(shè)計便于組織網(wǎng)絡(luò)路由，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，簡化廠站接入。網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)設(shè)計原則應(yīng)遵循以下幾點。

　　1．電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)結(jié)構(gòu)特性分析

　　電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)是通過VPN(虛擬專用網(wǎng)絡(luò))實現(xiàn)各級調(diào)度中心之間以及調(diào)度中心與相關(guān)發(fā)電廠、變電站之間的互聯(lián)，在專用通道上利用IP路由交換設(shè)備組網(wǎng)，實現(xiàn)在SDH或PDH層面上與系統(tǒng)內(nèi)公用的電力信息包括SCADA/EMS調(diào)度自動化系統(tǒng)(綜合自動化、遠)、電能量計費系統(tǒng)(電能量采集裝置)、繼電保護管理信息系統(tǒng)、動態(tài)預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)(功角測量裝置)和安全自動裝置信息等數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)。從而滿足電力生產(chǎn)、電力調(diào)度、繼電保護等信息傳輸需要，協(xié)調(diào)電力系統(tǒng)發(fā)、送、變、配、用電等組成部分的聯(lián)合運轉(zhuǎn)，保證電網(wǎng)安全、經(jīng)濟、穩(wěn)定、可靠運行。

　　電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)范圍主要包括以下幾個層次。

　　1.1核心層

　　核心層是電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的主干部分，由位于省調(diào)和地調(diào)的核心路由器組成，利用可靠的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)和高性能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)報文的高速轉(zhuǎn)發(fā)，并提供220kV變電站和統(tǒng)調(diào)發(fā)電廠的網(wǎng)絡(luò)接入功能。

　　1.2骨干層

　　骨干層由位于地調(diào)和部分縣調(diào)、監(jiān)控中心(集控站)的路由器組成，負責匯接管轄范圍內(nèi)的所有接入層節(jié)點的信息。接入層：接入層主要承擔各調(diào)度點的業(yè)務(wù)接入及數(shù)據(jù)匯入骨干層的作用。電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)承載的調(diào)度系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)大致可分為以下幾類：一是實時監(jiān)控業(yè)務(wù)。包括EMS(能量管理系統(tǒng))與RTU(遠程終端控制系統(tǒng))或變電所自動化系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)及地/縣級調(diào)度、縣級市/縣級調(diào)度EMS之間交換的實時數(shù)據(jù)。二是運行管理業(yè)務(wù)。如發(fā)電、用電及聯(lián)絡(luò)線交換計劃、聯(lián)絡(luò)線考核；調(diào)度票、操作票、檢修票等；調(diào)度生產(chǎn)運行報表(日報、月報、季報)；電能量計量計費信息；故障錄波、保護和安全自動裝置有關(guān)管理數(shù)據(jù)。

　　2．電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)建設(shè)方案

　　2.1設(shè)計電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)技術(shù)體制

　　2.1.1虛擬局域網(wǎng)技術(shù)

　　虛擬局域網(wǎng)技術(shù)(VPN)是指網(wǎng)絡(luò)中的站點不拘泥于所處的物理位置，可以根據(jù)需要靈活地加入不同的邏輯子網(wǎng)中的一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。在網(wǎng)絡(luò)中根據(jù)不同業(yè)務(wù)需求劃分了幾個虛擬局域網(wǎng)(VLan):EMS、自動化、保護、方式、調(diào)度等。因為VLan間是不通的，所以在鏈路末端的交換機上可以劃分屬于不同VLan的端口。在這些端口上公用一個該VLan的網(wǎng)關(guān)，并且分配一個子網(wǎng)，這樣接在該VLan上的工作站只需與該網(wǎng)關(guān)進行通訊，該網(wǎng)關(guān)再為數(shù)據(jù)尋找路由。這樣，不同業(yè)務(wù)的工作站只需接到自己的VLan端口，再將自己的IP地址改為網(wǎng)段中的地址，再設(shè)上相應(yīng)的網(wǎng)關(guān)和掩碼即可，實現(xiàn)數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)。

　　2.1.2多協(xié)議標簽交換協(xié)議

　　多協(xié)議標簽交換協(xié)議(MPLS)是核心路由器利用含有邊緣路由器在IP分組內(nèi)提供的前向信息的標簽(label)或標記(tag)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)層交換的一種交換方式。由于骨干網(wǎng)內(nèi)全網(wǎng)部署MPLSVPN，為降低網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度，需要在全網(wǎng)PE上運行MP-BGP。并可通過建立路由反射器(RR)來實現(xiàn)MP-BGP的路由交換。MPLS的工作原理是通過路由表對相應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)等價類(FEC)查詢并分配，同時采用固定長度的標簽對該FEC進行描述與編碼，并將此標簽附加到IP報頭的前面。相應(yīng)的處于LSP中的標簽交換路由器，利用報文攜帶的標簽信息庫(LIB)進行索引，確定相應(yīng)的下一跳，在LSR出端口用新的標簽替換原有標簽，實現(xiàn)攜帶新標簽的報文便沿著LSP向目的地轉(zhuǎn)發(fā)。

　　2.2設(shè)計網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)方案

　　網(wǎng)絡(luò)拓撲(Topology)結(jié)構(gòu)是指構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的成員間特定的物理的即真實的、或者邏輯的即虛擬的排列方式。電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)采用分層設(shè)計,內(nèi)部結(jié)構(gòu)分為核心層、骨干層和接入層三層。三層設(shè)計便于組織網(wǎng)絡(luò)路由，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，簡化廠站接入。網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)設(shè)計原則應(yīng)遵循以下幾點。