浅析电力调度数据网组网研究与拓展设计

浅析电力调度数据网组网研究与拓展设计发表时间：2019-12-27T09:33:17.210Z 来源：《当代电力文化》2019年第17期作者：赖吉雄[导读] 在新形势下，电力系统、控制系统、通信系统融合已经成为了必然趋势【摘要】在新形势下，电力系统、控制系统、通信系统融合已经成为了必然趋势，在IP业务量暴涨的情况下，极大的提升了电力调度数据运行挑战，因此必须要采用更加先进的调度数据网组网模式。

基于此，本文首先提出新形势下电网数据传输需求，分析电力调度数据网组网技术体系，最后探究组网性能提升方案。

关键词：电子调度；数据网；组网；提升方案引言电网作为推动国民经济发展的支柱型产业，随着电网规模不断增加，大区域电网互联、大容量机组、超高压负载给电网发展提出了新的挑战，电网结构也变得愈加复杂。

为了能够确保电网系统运行的可靠性，通过融入控制系统、通信系统，进一步丰富了电网系统的使用。

我国十九大以来，提出科技是现代化发展第一生产力，在当下创新时期，电网调度将向工业现代化、自动化、智能化方向发展，通过监控电力生产中的各项数据参数、智能设备采集设备工况确保电网中各个设备的安全性，为了推动传统电网运行模式向现代化运行模式转型提供了重要技术支撑。

为了进一步加强电网管理，构建电力调度数据网已经成为了必然趋势，如规划网络结构、部署专用通道、灵活路由等，实现电网调度数据网升级，从而满足庞大的电网体系运行要求。

1.新时期电网数据传输要求当今电网具有结线复杂化、电网层次多元化、科技智能现代化等特点，对电力调度数据网要求进一步提升，对数据传输也提出了容量大，速度快等新的要求。

1.1带宽需求电网规模增加以及各个网络互联作为电网发展的必然趋势，为了提升电网运行稳定的管控能力，智能监测、人工遥控、机器人操作都加入了自动控制系统，但在实践操作中，也暴露出了其局限性。

不仅要适应于新业务提升导致带宽升级外，还要考虑通信通道量激增情况。

这就需要预留足够的带宽拓展空间，保证数据传输的顺畅性、流畅性。

可见，骨干网络百兆、千兆带宽都无法满足庞大的电网数据传输需求，必须要采取万兆级别的带宽。

1.2可靠性在国家十九大提出新时代发展的长三角一体化区域、港珠澳大湾区、一带一路伟大经济发展战略下，由于目前国家整个电网发展还不够均衡、架构不够完善，电网运行发生的各种原因造成电网事故比较多，给社会经济发展带来极大的不良影响。

因此要进一步提升电网运行的可靠性。

这就需要实现电网的大规模各层次集约、全过程自动化管控。

如今，主流电力调度数据网规划将主要是进行N-1可靠性设计，但是如今电网具备自组织临界性特性动力学行为，赋予了网络可靠性更多内含，不仅要有较强的抗风险能力，同时也要具备自愈能力、保护处置能力。

1.3业务隔离新时期电力调度数据网也变得更加庞大而复杂，其中包含着了数据采集、数据监控、数据测量分析、安全自动化管控等，负责电网运行的实时监控、非实时分析、重大策略生成等。

考虑到网络承载业务网络不通，所以可以采用虚拟专用通道隔离路由。

此外，针对诸多的业务系统，要通过流量工程设置服务优先等级，从而更方便的进行规划和管理。

2.电力调度数据网组网技术体系2.1技术体系选择数据网技术相对于自动化调控、智能化管理发展较为迟缓，主要是以异步传输模式ATM为主，以及以太网、路由器等技术。

异步传输技术会受到带宽局限影响，发展速度十分缓慢，再加上性价比逐渐降低，该项技术也即将被淘汰。

以太网技术可以实现万兆信息传输，网络传输性能上可以达到标准，但是保护机制缺乏。

路由器技术传输速度快、适应于流量工程、技术整体较为成熟，因此是不错的选择。

对于骨干网络10G接口来说，可以将其划分为三类，包括10GE WAN、10GE LAN、10G POS。

其中，虽然10G POS成本较高，但是可靠性、安全性都可以得到保证，在骨干网多年应用中技术也更加成熟，具有管理监控强、继承性好等特点。

2.2网络层次规划为了适应新时期电网数据网建设要求，必须要构建一个结构清晰、高度集成、层次分明的网络结构，旨在全面确保电力系统的安全运行以及智能化管理。

近些年发展中，网络层次规划可以让复杂问题变得更加简单，提高了解决效率，所以必须要采取层次化设计方案。

新时期电网电力调度数据网具备集中汇聚、分层传输、分布采集的特性，主要是采取汇聚模式、集中型业务分布。

整体上可以划分为三个层次，包括核心层、汇聚层、接入层。

其主要表现在：（1）核心层主要是为了确保省内电网运行安全，结合相关标准（发电计划、监控原则）展开管理，保证电网运行效率、质量、安全，还可以监控网络运行状况，通过降低传输时延、减少路由跳数来提升网络运行监控实时性。

（2）汇聚层主要是采取环状网络结构，可以收集各个接入层采集的数据信息，并进行统一汇总。

（3）接入层主要是直接连接电力设备，负责采集电网数据以及下发操作指令，是网络末端叶子节点。

2.3网络拓扑结构网络拓扑结构作为基础结构，是网络性能的保障和核心。

部分地区采用现有传输A、B网和新建光传送网作为基础，采用了路由器技术，结合地区业务对带宽的实际需求状况，考虑光缆结构、站点位置，形成了在OTN传输网基础上的核心网络，并以A、B网为载体，构建了双向面骨干网，将叶子节点直接接入到骨干网络当中[1]。

结合当今电网电力调度数据网业务特性可知，横向业务数量少、纵向业务数量多。

想要进一步简化网络结构，可以在接入站点中采取2ME1链路，并与汇聚层连接，如果后续会持续增加网络流量，通过多链路点对点技术、IP-Trunk技术实现聚合链路，有效强化了网络负载性能。

中调设备采用622M POS接口板卡与核心设备连接，进出口链路分别设置在A、B网络上。

汇聚节点采取155M POS接口板卡，对结构进一步优化、扩充网络容量，进出链路分别设置在A、B网络上，这样就形成了双平面体系，提升了承载网的运行可靠性。

核心节点配置2.5G POS接口板卡，中心调配置10G WAN接口板卡，与省电力企业直接连接。

此外，中调双设备与省电力企业双设备采用专用千兆以太网连接，负责调度业务中转。

2.4路由部署路由自治区域构建方式要重点考虑IP网络设计能力。

考虑到新时期电网特性，建议采取单自治方案和多穿越自治方案融合。

该方案除了可以强化电网运行的稳定性，还可以提高扩展性、弹性、继承性，让其他层次拓扑结构变得更加简单、降低路由计算难度，有效保障了网络运行安全，提升路由收敛速率。

层次化自治域路由设置可以采用最短路径优先协议。

核心层网络设定为Area 0，ABR（区域边界路由器）设置在核心层边缘节点，聚合后将下辖子路由发布到Area 0中。

将其划分为独立的2个OSPF区域，为Area 1和Area 2[2]。

在安全层面上，同OSPF路由器开启身份验证功能，只有在验证成功之后才可以互通消息。

汇聚节点、下辖接入场站路由器的星形网络中通过静态路由实现互通，这样可以让网络路由结构更加加单，也可以避免动态路由协议引入，保证整个运行系统的安全性。

3.电力调度数据网性能提升研究3.1MPLS VPN部署由于数据网中所承载的业务数量多，为了让各个业务之间保持独立性、不相互影响，可以采用MPLS VPN网络（多协议标记交换虚拟专用网络），这样可以进一步提升系统运行安全性能。

电力调度业务分为实时监控、非实时监控，结合不同安全等级纵向划分为不同VPN，将不同业务段隔离。

针对相同业务，虽然在相同业务段、安全等级相同，但由于所在地、管理区域差异，因此无需进行业务沟通，所以也要进行隔离，进行横向划分不同VPN，保证整个网络系统的安全性[3]。

MPLS VPN部署完毕后，此时路由为平面结构，路由运行波动会造成路由振荡、收敛。

为了降低PE路由给VPN带来的巨大压力，提升路由收敛速率，可借助VRF-to-VRF结构，两台PE中的VPN都增设VRF，在VRF中将对方PE作为CE，借助不同的接口来区分不同VPN。

3.2路由冗余（1）IGP。

数据网骨干层、汇聚层具备很多链路（≥2）和其他节点连接，节点以OSPF学习其他节点路由。

如果一条路由失效则自动开启另一条路由。

由于OSPF具有自愈性能，在很大程度上能够确保路由冗余[4]。

（2）MP-BGP。

部分地区电力调度数据网将反射器集群设置在主调、备调核心路由上，其余路由作为客户端，和反射器集群2台RR构建MP-BGP相邻关系。

如果其中一台RR故障，则会自动启动另一台RR，实现MP-BGP数据库同步，确保业务链持续运作[5]。

3.3网络安全设置安全管理服务器，采取AAA网络结构，智能设备同时具备认证、授权、记录（AAA）功能。

管理人员注册管理账号可以远程操控，可以在应急时启动应急措施，AAA网络管理服务器中还可以设置其他等级的操作账号，并进行严格分级，保证系统的操作权限限制，避免出现基层误操作等问题。

网管方案采取网络管理协议、远程登录协议、文件传输协议，将不必要服务器、端口关闭。

任何电力设备都设置访问控制列表，只有具有权限的账户登录才可以获取信息。

网管中心主要包括管理系统、监控系统、负载优化、数据流量控制系统等。

在正常运行条件下，CPU负载不超过30%，电源负载不超过50%，设备温度不超过25℃，链路负载不超过60%，数据流量向指定方向传输，并自动测试备用链路，保证系统性能足够充裕，可以应对意外事故发生[6]。

为了进一步提高安全性，在同OSPF区域启动身份验证，只有通过身份验证区域得路由器材可以互通信息。

还可以应用MP BGP、MPLS VPN技术，实现地方、省级电网互通，同时还可以实现地方之间的网络互通。

结束语综上所述，新时期电网电力调度工作也遇到了巨大挑战，这就必须要进一步加强数据网组网研究工作，采取科学的设计方案。

利用层次化结构优化网络资源配置，采取静态链路、OSPF提高信息传递效率，根据新的数据网组网结构部署业务通道，让不同等级业务隔离，保证了整个数据网组网系统的安全性，从而实现电网的可持续发展。

参考文献[1]曾瑛, 刘强, 李彬. 复杂大电网下电力调度数据网组网模式研究[J]. 电力系统通信, 2013(02):30-34.[2]许炜. 地市级电力调度数据网组网分析及应用研究[J]. 通讯世界：下半月, 2013(4):113-114.[3]章杜锡, 陈东海. 电力调度数据网地调接入网的建设研究[J]. 电力系统通信, 2012, 33(12):522-523.[4]颜敏. 电力调度数据网组网模式在复杂大电网下的分析[J]. 电子技术与软件工程, 2016(7):196-197.[5]程霞. 浅析电力调度数据网安全防护设计与实现[J]. 通讯世界, 2015(07):186-187.[6]许宝福. 探讨复杂大电网下电力调度数据网组网模式[J]. 科技创新导报, 2015(31):101-102.。