調度自動化系統數據傳輸通道性能比較及發展方向

熊佩華，占震濱

（1.浙江省電力公司培訓中心，杭州 310015；2.浙江省電力公司調通中心，杭州 310007）

電力調度自動化系統由主站系統、子站設備和數據傳輸通道構成，隨著調控一體化技術在電網的大力推廣，通道質量的好壞直接影響遠方控制技術的最后實現。目前，調度自動化系統的通道有3種形式：模擬通道、數字通道、數據網通道。在浙江省500kV變電站中3種通道都有使用；220kV變電站已經撤銷了模擬通道，保留了數字（透傳）通道和網絡通道；110/35kV變電站的通道應地區而異。模擬通道使用CDT/華東101規約，數字（透傳）通道使用IEC 60870-5-101華東2004年修訂版規約，數據網通道使用IEC 60870-5-104華東2004年修訂版規約。本文重點介紹Ⅰ區業務3種通道的物理實現、業務的接入、通道性能比較，以及十二五規劃中數據網的第2平面建設方案。

1 模擬通道和數字通道

調度自動化數據傳送的模擬通道如圖1所示，模擬通道屬于專線通道，它是借用調度電話的語音通道傳輸自動化數據，因此變電站到省調、網調的數據需要通過地調轉接，其接口聯系圖見圖1。為了滿足了Ⅰ與Ⅱ區業務和本區業務之間縱向加密的電力二次安全防護的要求，加裝線路加密裝置。

數字通道使用的是數字數據網DDN（Digit Data Network），其通道接入如圖2所示。數字通道具有點對多點方向的功能，帶寬可以捆綁調整，網絡具有自愈性，一旦PVC（permanent virtual circuit永久性虛電路）配置完成，具備專線通道功能。為了符合二次安全防護要求，數字通道在本區業務之間加裝縱向加密裝置。

圖1 調度自動化數據傳送的模擬通道

2 網絡通道

目前電力調度自動化數據網SGDnet僅為第1平面，它由接入網、骨干網、核心網組成。以220kV變電站為例，其接入地調自動化系統的組網方式如圖3所示：主站系統由實時路由器RTA、非實時路由器RTB、實時交換機SA、非實時交換機SB、Ⅰ區業務終端PC1、Ⅱ區業務終端PC2、加密裝置JM1、防火墻FW1組成。子站系統由路由器R1、實時交換機S1、非實時交換機S2、Ⅰ區業務終端PC3、Ⅱ區業務終端PC4、加密裝置JM2、防火墻FW2組成。RTA與RTB分別通過CPOS接口接入傳輸設備SDH，速率一般為155 Mb/s，R1通過2個雙向E1接口接入傳輸設備SDH，其余網絡接口之間為100 Mb/s鏈路。若傳輸設備是MSTP，則具備100 Mb/s鏈路接入方式，主站系統和子站系統的路由器可以直接采用100 Mb/s鏈路接入。

圖3 調度自動化數據傳送的數據網通道

500kV系統的組網中，子站系統采用實時路由器和非實時路由器分開模式。

圖2 調度自動化數據傳送的數字通道

在業務配置上，數據網的路由器PE之間使用BGP MPLS VPN技術，實現實時VPN-rt和非實時VPN-nrt兩個虛擬網的隔離，PE和交換機CE之間采用靜態路由和OSPF協議多實例方式。子站的實時交換機、實時路由器異常時，通過私網配置，可以借助非實時交換機、非實時路由器優先傳輸。

33種通道性能比較

模擬通道是固定電路連接，通道結構復雜，存在多次A/D轉換，發往省調的信息需要通過地區的PCM轉接，進入PCM需經過VDF，故障點比較多，速率不高，使用高速調制解調器信號不穩定，容易丟包。因此，模擬通道將逐步淘汰。

數字通道的承載網DDN網絡可以提供點對點、點對多點業務，電路可以是永久型虛電路PVC或交換型虛電路SPVC，PVC仍然屬于專用通道。當通道故障時，DDN網絡具有自愈功能，可以進行路由重新分配。電路全程數字化、時隙化，無A/D轉換及PCM轉接，提供了穩定、可靠、實時、高質量的電信級服務，數字通道也是數據網通道的主要備份通道。

數據網通道符合TCP/IP協議，子站到主站的數據在電力實時數據網的3層和4層上互聯，不需要轉發，采用TCP協議，面向連接，業務可靠，動態分布帶寬。但是第1平面的數據網在運行中也暴露出一些缺點：骨干網2×2 Mb/s的帶寬已不能滿足調度業務持續增長和帶寬要求較高的新業務需求；原有設備及板卡已停止生產，系統更新難以實施；系統冗余度不高；調度數據網絡除部分核心節點實現雙機運行，其余節點以單機運行為主，冗余度不滿足N-1穩定運行的要求；第1平面核心骨干節點運行穩定性有待加強；現有調度數據網絡核心骨干節點還負責直調廠站接入，隨著直調廠站不斷增加，新增廠站和通道不斷接入，對調度數據網絡骨干網安全穩定運行造成不利的影響；單一網絡平面增加升級、檢修等系統工作的難度；第1平面在網絡設備升級改造或檢修時，將會影響各類實時在線網絡業務的運行。十二五規劃中，數據網將建設第2平面，取消模擬通道、數字通道，即數據網的雙平面將是調度自動化業務的主要通道。

根據DL/T 516－2006《電力調度自動化系統運行管理規程》規定，遠動專線通道發送電平應符合通信設備的規定，在信噪比不小于17 dB的條件下，其入口接收工作電平應為-15～-5 dBm。遠動專線通道在速率1200 b/s及以下，比特差錯率的極限值規定為問答式不大于5×10-5；循環式不大1×10-4。計算機數據通信模擬通道傳輸速率一般為 1200，2400，4800，9600 b/s；數字通道傳輸速率一般為 N×64 kb/s，N×2 Mb/s，155 Mb/s等。通信專業應為調度數據網絡提供可靠并滿足質量要求的數據通道，網絡通道帶寬為N×2 Mb/s或 155 Mb/s，符合 ITU-T G.703標準。基于光纖的SDH通道，比特差錯率要求小于1×10-9。3種通道性能比較見表1。

4 數據網第2平面介紹

調度自動化數據網第2平面的網絡采用骨干網、接入網2層的扁平化結構（如圖4所示），骨干網核心層為國調、網調，骨干層為省調、省調備調節點，省調及省調備調節點為本省到骨干網核心層的出口，接入層為地調。廠站由各級調度機構的接入網接入，接入網再與骨干網互聯。每個接入網與骨干網中對應節點采用單歸方式背對背互聯。為了提高廠站接入的可靠性，每個廠站同時接入2個不同調度級別的接入網，按照地調—省調—網調—國調的順序將廠站的第2臺設備接入其他級別調度接入網，2臺設備分別屬于不同自治域AS。國調、網調、省調、地調及各級備調節點全部配置單機。骨干網與接入網仍然采用MPLS VPN跨域的方式進行互訪，根據業務建設三個VPN：實時VPN、非實時VPN、新增加應急VPN，跨域技術采用MP-EBGP方式，自治域內采用OSPF多子網技術。

圖4 調度數據網第二平面拓撲方案示意圖

表13種通道性能比較

5 傳輸通道技術發展要求

根據《浙江電網地縣調度自動化系統技術規范》要求，傳輸通道將建設成為調度數據雙平面骨干網，骨干節點覆蓋地級以上調度機構，充分利用現有網絡設備，調整構建地級以上調度接入網，220kV以上電壓等級廠站接入兩層接入網并逐步向110kV廠站擴展；優化調度數據網結構，提高網絡可靠性，滿足備調建設和應急指揮需求，保障電網安全穩定運行。同時逐步淘汰傳統遠動通道，逐步實現數據傳輸網絡化，即通過專用的調度數據網絡，實現電網運行信息和生產管理信息的快速、可靠傳輸以及系統的應急備用，為特高壓大電網的安全穩定運行提供可靠的數據通信保障。

[1]李春華，黃偉，葛敏輝.華東電力調度數據網網絡設計[J].華東電力，2006，34（9）∶39-41.

[2]劉麗榕，王玉東，肖智宏，等.國家電網調度數據網建設方案研究[J].電力系統通信，2011（2）∶23-26.