论文部分内容阅读
摘要：本文通过对目前网络技术的深入分析，结合省电力调度数据网的网络设计，在调度业务需求和电力通信实际情况的基础上，综合考虑目前调度管理体制，提出地区调度数据网的组网方案。
关键词：网络安全 调度数据网 路由器 交换机 设计
引言
随着省电力调度数据网（SGDnet-SD）骨干网的建成并投入与运行，作为省电力调度数据网重要组成部分的地区级调度数据网建设工作也将全面展开。通过对目前网络技术深入分析，在调度业务需求和电力通信能力实际情况的基础上，综合考虑目前调度管理体制，结合省电力调度数据网的网络设计，提出地区调度数据网的组网方案。
1.地区调度数据网需求分析
地区调度数据网作为省电力调度数据网的向下延伸，与省级电力调度数据网只是覆盖变电站的电压等级不同，在技术上和设备要求完全与山东电力调度数据网相同。
1.1 地区调度数据网承载的主要业务
目前地区调度系统数据通信业务有如下几点：
发电厂侧：EMS系统实时信息；继电保护管理系统信息；电网动态测量数据；电能量计量采集信息；电力市场信息。
地调侧：省/市级调度、市/县级调度EMS系统之间的实时数据交换；EMS系统的实时信息；用电计划及负荷预测信息；电能量计量系统信息；继电保护管理系统信息；调度员模拟培训系统信息。
变电站侧：变电站实时信息；继电保护管理系统信息；故障录波信息；电能量计量采集信息。
县调侧：地调：市/县级调度、县/县级调度EMS系统之间的实时数据交换；EMS系统的实时信息；负荷预测信息；电能量计量系统信息；继电保护管理系统信息；调度员模拟培训系统信息。
所有业务的共同特点是以数据处理为主，周期性传输，所占用信道带宽不大。数据具有分布采集、分层传输、集中汇聚的特点。数据一般在调度对象（发电厂、变电站）产生，送至对其直接调度的上一级调度部门，处理后按需向更高一级调度转发。
1.2 实时性要求
实时监控业务的数据传输周期为秒级。例如按设计规定，遥测数据传送时间不大于3s，遥信数据变化传送时间不大于2s，遥控、遥调命令传送时间不大于4s。这些实时性要求，除了数据网必须有较短的延迟，还需要有优先级机制来保证这些时间敏感数据的可靠传输。
1.3 可靠性要求
实时监控业务除了反映电网运行工况外，更重要的是控制电气设备的投入和退出，下达遥控遥调命令，对电力系统安全生产运行产生直接影响。这类业务的可靠性至关重要，因此数据网络必须满足所承载业务可靠性的要求。
1.4 安全性要求
照国家经贸委 [2002]30号令《电网和电厂计算机监控系统及调度数据网络安全防护规定》以及“全国电力二次系统安全防护总体方案”的要求，承载调度业务的调度数据网应通过SDH/PDH的n×2 Mbit/s专线组建，实现与其他网络系统的物理隔离，成为调度业务可信赖的网络。
2.地区调度数据网设计方案
2.1 地区电力通讯网现状
地区电网通信通过近几年的建设和改造，形成了以光纤SDH自愈环网为主，一点多址、PDH微波、PDH光设备为辅的电力综合通信网。达到了电力通信网主干线具备两种以上通信方式的要求，实现了调度中心与发电厂和枢纽变电站之间具备两个以上不同路由的调度通信电路，为电力生产调度、行政管理、调度自动化及数据交换等业务提供信息传输通道，并且发挥着十分重要的作用。
2.2 地区调度数据网络拓扑设计
目前省电力调度数据网已经建设完毕，这样对于地区调度数据网中核心设备的选择就有两种方式：方式一：地区调度网不与省级调度数据网共用设备，新配置两台设备做为地区电力调度数据网的核心设备。而对于的县调/集控站、变电站所就全部新配置设备。方式二：与省级调度数据网中地调的设备共用，做为地区调度数据网的核心设备。
方式一的优点：结构清晰，层次分明，设备负担小；同时地区调度数据网的变化对省网不会产生影响。采用这种方式组网投资会略有增加，但新增设备的投资仅占总投资的很小比例。
方式二的优点：节省经费；但由于地区调度数据网未来会有大量的节点接入，仍旧要扩容板卡。采用这种方式在地区调度数据网进行扩容和产生故障时会对省级调度数据网造成影响，同时会增加省网现有设备的负担，而且可能导致现有设备配置饱和，无法继续扩容。
经过以上比较分析在地区调度数据网拓扑结构上选择方式二，使两级调度网络在网络结构上面更加清晰和稳定，确保调度生产业务的稳定运行。
网络拓扑图如下图所示：
2.3 地区调度数据网方案
为了满足调度数据网安全、可靠和可扩展性的要求，考虑地区调度数据网按分层设计，由核心汇聚层和接入层构成。
核心汇聚层：安装在地区供电公司调度中心，采用电信级可靠性的高端路由设备，具有冗余主控、冗余电源配置。
接入层： 所有220kV变电站、110kV变电站及5个县级供电公司公司节点构成接入层，接入层节采用2M方式上连到核心汇聚层。
网络拓扑见下图。
接入层是由25个220kV变电站（其中3个规划）节点组成。220kV变电站节点通过2*2M链路分别连接到两个核心节点。
核心汇聚层由地调中心配置的2台核心路由器组成，两台核心路由器通过双千兆多模光纤互联。核心汇聚层路由器提供E1接口及CPOS接口实现220kV变电站节点接入，并提供CPOS接口对110kV变电站节点接入预留。
地调中心配置2台三层交换机，所有220kV变电站各配置一台。
3.结论
在深化应用和融合通讯的电力网络新的建设背景下，地区调度数据网络解决方案基于实时、安全、可靠提出了新一代电力网络解决方案。该方案不但能够夷平现有网络的所有障碍，满足电力调度数据网络当前应用的开展，而且能够适应新的信息化建设，成为与业务系统和通讯系统有机融合， 协调发展的整体，该方案将在工程实施中进一步优化。
关键词：网络安全 调度数据网 路由器 交换机 设计
引言
随着省电力调度数据网（SGDnet-SD）骨干网的建成并投入与运行，作为省电力调度数据网重要组成部分的地区级调度数据网建设工作也将全面展开。通过对目前网络技术深入分析，在调度业务需求和电力通信能力实际情况的基础上，综合考虑目前调度管理体制，结合省电力调度数据网的网络设计，提出地区调度数据网的组网方案。
1.地区调度数据网需求分析
地区调度数据网作为省电力调度数据网的向下延伸，与省级电力调度数据网只是覆盖变电站的电压等级不同，在技术上和设备要求完全与山东电力调度数据网相同。
1.1 地区调度数据网承载的主要业务
目前地区调度系统数据通信业务有如下几点：
发电厂侧：EMS系统实时信息；继电保护管理系统信息；电网动态测量数据；电能量计量采集信息；电力市场信息。
地调侧：省/市级调度、市/县级调度EMS系统之间的实时数据交换；EMS系统的实时信息；用电计划及负荷预测信息；电能量计量系统信息；继电保护管理系统信息；调度员模拟培训系统信息。
变电站侧：变电站实时信息；继电保护管理系统信息；故障录波信息；电能量计量采集信息。
县调侧：地调：市/县级调度、县/县级调度EMS系统之间的实时数据交换；EMS系统的实时信息；负荷预测信息；电能量计量系统信息；继电保护管理系统信息；调度员模拟培训系统信息。
所有业务的共同特点是以数据处理为主，周期性传输，所占用信道带宽不大。数据具有分布采集、分层传输、集中汇聚的特点。数据一般在调度对象（发电厂、变电站）产生，送至对其直接调度的上一级调度部门，处理后按需向更高一级调度转发。
1.2 实时性要求
实时监控业务的数据传输周期为秒级。例如按设计规定，遥测数据传送时间不大于3s，遥信数据变化传送时间不大于2s，遥控、遥调命令传送时间不大于4s。这些实时性要求，除了数据网必须有较短的延迟，还需要有优先级机制来保证这些时间敏感数据的可靠传输。
1.3 可靠性要求
实时监控业务除了反映电网运行工况外，更重要的是控制电气设备的投入和退出，下达遥控遥调命令，对电力系统安全生产运行产生直接影响。这类业务的可靠性至关重要，因此数据网络必须满足所承载业务可靠性的要求。
1.4 安全性要求
照国家经贸委 [2002]30号令《电网和电厂计算机监控系统及调度数据网络安全防护规定》以及“全国电力二次系统安全防护总体方案”的要求，承载调度业务的调度数据网应通过SDH/PDH的n×2 Mbit/s专线组建，实现与其他网络系统的物理隔离，成为调度业务可信赖的网络。
2.地区调度数据网设计方案
2.1 地区电力通讯网现状
地区电网通信通过近几年的建设和改造，形成了以光纤SDH自愈环网为主，一点多址、PDH微波、PDH光设备为辅的电力综合通信网。达到了电力通信网主干线具备两种以上通信方式的要求，实现了调度中心与发电厂和枢纽变电站之间具备两个以上不同路由的调度通信电路，为电力生产调度、行政管理、调度自动化及数据交换等业务提供信息传输通道，并且发挥着十分重要的作用。
2.2 地区调度数据网络拓扑设计
目前省电力调度数据网已经建设完毕，这样对于地区调度数据网中核心设备的选择就有两种方式：方式一：地区调度网不与省级调度数据网共用设备，新配置两台设备做为地区电力调度数据网的核心设备。而对于的县调/集控站、变电站所就全部新配置设备。方式二：与省级调度数据网中地调的设备共用，做为地区调度数据网的核心设备。
方式一的优点：结构清晰，层次分明，设备负担小；同时地区调度数据网的变化对省网不会产生影响。采用这种方式组网投资会略有增加，但新增设备的投资仅占总投资的很小比例。
方式二的优点：节省经费；但由于地区调度数据网未来会有大量的节点接入，仍旧要扩容板卡。采用这种方式在地区调度数据网进行扩容和产生故障时会对省级调度数据网造成影响，同时会增加省网现有设备的负担，而且可能导致现有设备配置饱和，无法继续扩容。
经过以上比较分析在地区调度数据网拓扑结构上选择方式二，使两级调度网络在网络结构上面更加清晰和稳定，确保调度生产业务的稳定运行。
网络拓扑图如下图所示：
2.3 地区调度数据网方案
为了满足调度数据网安全、可靠和可扩展性的要求，考虑地区调度数据网按分层设计，由核心汇聚层和接入层构成。
核心汇聚层：安装在地区供电公司调度中心，采用电信级可靠性的高端路由设备，具有冗余主控、冗余电源配置。
接入层： 所有220kV变电站、110kV变电站及5个县级供电公司公司节点构成接入层，接入层节采用2M方式上连到核心汇聚层。
网络拓扑见下图。
接入层是由25个220kV变电站（其中3个规划）节点组成。220kV变电站节点通过2*2M链路分别连接到两个核心节点。
核心汇聚层由地调中心配置的2台核心路由器组成，两台核心路由器通过双千兆多模光纤互联。核心汇聚层路由器提供E1接口及CPOS接口实现220kV变电站节点接入，并提供CPOS接口对110kV变电站节点接入预留。
地调中心配置2台三层交换机，所有220kV变电站各配置一台。
3.结论
在深化应用和融合通讯的电力网络新的建设背景下，地区调度数据网络解决方案基于实时、安全、可靠提出了新一代电力网络解决方案。该方案不但能够夷平现有网络的所有障碍，满足电力调度数据网络当前应用的开展，而且能够适应新的信息化建设，成为与业务系统和通讯系统有机融合， 协调发展的整体，该方案将在工程实施中进一步优化。