麗水35kV變電站調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)建設(shè)與實踐

摘要：根據(jù)麗水電網(wǎng)對35kV變電站電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的目標要求，分析了調(diào)度和生產(chǎn)業(yè)務對數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的需求，確定了本級數(shù)據(jù)接入網(wǎng)建設(shè)采用的組網(wǎng)方案、拓撲結(jié)構(gòu)和設(shè)備、技術(shù)選擇原則，力求系統(tǒng)配置技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、靈活可靠、安全實用。

關(guān)鍵詞：35kV變電站；調(diào)度；數(shù)據(jù)網(wǎng)

作者簡介：李潔（1977-），男，安徽廣德人，國網(wǎng)浙江麗水市蓮都區(qū)供電公司調(diào)控中心，工程師。（浙江 麗水 323000）

中圖分類號：TM73 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）27-0220-02

電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)為電網(wǎng)生產(chǎn)控制大區(qū)各類業(yè)務系統(tǒng)提供安全、可靠、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸平臺。根據(jù)《浙江電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)技術(shù)規(guī)范》要求，麗水地區(qū)于2011年建成浙江電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)麗水骨干匯聚層，完成麗水電網(wǎng)220kV、110kV變電站數(shù)據(jù)接入網(wǎng)建設(shè)。麗水地區(qū)下轄蓮都等9縣市，35kV變電站87個，按麗水電網(wǎng)電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的建設(shè)目標，在目前已完成的調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)平臺基礎(chǔ)上，結(jié)合縣級電網(wǎng)現(xiàn)狀，分析35kV變電站的實施條件，提出35kV變電站數(shù)據(jù)接入網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案，規(guī)范調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的建設(shè)，以實現(xiàn)麗水電網(wǎng)全部變電站調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)全覆蓋的目標，更好地滿足麗水電網(wǎng)地縣兩級調(diào)度生產(chǎn)業(yè)務的需要。

一、數(shù)據(jù)網(wǎng)狀況及側(cè)需

麗水電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)是浙江省電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的重要組成部分，承載著電力系統(tǒng)各類實時信息和非實時數(shù)據(jù)的傳輸，為調(diào)度自動化系統(tǒng)、變電站集中監(jiān)控系統(tǒng)、電能量自動采集系統(tǒng)和其他電網(wǎng)運行系統(tǒng)的業(yè)務應用提供了重要的技術(shù)支持，日益成為電網(wǎng)安全生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)。根據(jù)麗水電網(wǎng)“十二五”規(guī)劃，將進一步擴大電力數(shù)據(jù)網(wǎng)的建設(shè)，一方面建設(shè)麗水地調(diào)配骨干匯聚層等第2平面，另一方面擴大電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的應用周圍，更加使之覆蓋麗水地區(qū)所有的35kV變電站，并且展開所有廠站數(shù)據(jù)信息網(wǎng)絡(luò)化接入。目前麗水地區(qū)35kV變電站調(diào)度自動化信息多采用傳統(tǒng)的數(shù)模轉(zhuǎn)換/撥號等方式進行傳輸，信號經(jīng)過多次轉(zhuǎn)換，存在效率低、速率低、誤碼率高、可靠性差、故障定位難等問題；變電站電能量信息多采用撥號和E1專線方式，其中撥號方式握手時間長，采集的信息的可靠性較差，不少廠站需要多次采集才能采集到可靠的數(shù)據(jù)。以上方式無法滿足現(xiàn)在電力調(diào)度生產(chǎn)業(yè)務對傳輸網(wǎng)絡(luò)安全可靠、穩(wěn)定、高效的要求，存在安全隱患，需將其逐步納入到麗水電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)內(nèi)，以滿足電網(wǎng)快速發(fā)展和新信息系統(tǒng)建設(shè)對數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咭蟆?/p>

二、數(shù)據(jù)網(wǎng)架構(gòu)及建設(shè)方案

1.麗水地區(qū)35kV變電站調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的建設(shè)原則

（1）系統(tǒng)配置力求技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、靈活可靠、安全實用，與麗水數(shù)據(jù)網(wǎng)骨干匯聚層相匹配。

（2）按照分級分層信息采集原則，在麗水地區(qū)所轄9個縣調(diào)設(shè)置35kV變電站數(shù)據(jù)網(wǎng)縣調(diào)匯聚層，35kV變電站調(diào)度生產(chǎn)數(shù)據(jù)按區(qū)域就近接入所屬縣調(diào)數(shù)據(jù)網(wǎng)匯聚層，再通過麗水數(shù)據(jù)網(wǎng)骨干匯聚層匯接所有縣調(diào)匯聚層節(jié)點，實現(xiàn)地縣數(shù)據(jù)網(wǎng)的組網(wǎng)。

（3）設(shè)備配置考慮35kV變電站電力通信網(wǎng)現(xiàn)狀，35kV變電站接入層、縣調(diào)匯聚層和麗水數(shù)據(jù)網(wǎng)骨干匯聚層之間均采用100Mb/s以太網(wǎng)專線方式，部分廠站采用2Mb/s E1專線方式。

（4）數(shù)據(jù)網(wǎng)采用IP路由交換設(shè)備組網(wǎng)，采用TCP/IP協(xié)議體系。35kV變電站自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)需改為采用IEC60870-5-104規(guī)約網(wǎng)絡(luò)傳輸，電能量采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)需從撥號改為網(wǎng)絡(luò)傳輸，實現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度業(yè)務的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)化。針對廠站生產(chǎn)調(diào)度業(yè)務特性采用MPLS-VPN技術(shù)構(gòu)建兩個相對獨立的邏輯專網(wǎng)，分別用于承載實時控制業(yè)務和非實時控制生產(chǎn)業(yè)務，實現(xiàn)不同業(yè)務接入的隔離。

（5）網(wǎng)絡(luò)方案應符合《電力二次系統(tǒng)安全防護總體方案》和《電力二次系統(tǒng)安全防護規(guī)定》的相關(guān)要求，配置安全防護硬件設(shè)備，部署安全防火策略，落實相關(guān)安全防護措施。

2.數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)

麗水地調(diào)下轄蓮都、龍泉、縉云、青田、云和、遂昌、松陽、慶元、景寧九縣調(diào)。麗水地區(qū)骨干匯聚層設(shè)置6個骨干匯聚節(jié)點，分別布置在麗水地調(diào)、500kV萬象變、青田縣調(diào)、縉云縣調(diào)、龍泉縣調(diào)和遂昌縣調(diào)，其中麗水地調(diào)為第一出口，500kV萬象變?yōu)榈诙隹冢愃貐^(qū)骨干匯聚層拓撲示意圖如圖1所示。

麗水地區(qū)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)總體拓撲結(jié)構(gòu)由地調(diào)匯聚層、縣調(diào)匯聚層和接入層組成，地調(diào)匯聚層匯接所有縣調(diào)匯聚節(jié)點及110kV變電站，縣調(diào)匯聚層匯接下轄35kV變電站，接入層采用星型拓撲結(jié)構(gòu)方式接入?yún)R聚層。

根據(jù)麗水調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)接入層組網(wǎng)方式，麗水地區(qū)骨干匯聚層中的麗水節(jié)點匯接蓮都、云和縣調(diào)匯聚層；遂昌節(jié)點匯接遂昌、松陽縣調(diào)匯聚層；龍泉節(jié)點匯接龍泉、慶元縣調(diào)匯聚層；縉云節(jié)點匯接縉云縣調(diào)匯聚層；青田節(jié)點匯接青田、景寧縣調(diào)匯聚層。以蓮都為例，縣調(diào)匯聚層和接入層拓撲示意圖如圖2所示。

蓮都下轄的8個35kV變電站以星型拓撲結(jié)構(gòu)匯接至蓮都縣調(diào)匯聚層，再通過與地調(diào)骨干匯聚層互聯(lián)實現(xiàn)地縣數(shù)據(jù)網(wǎng)組網(wǎng)，全市9個縣調(diào)的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)一致。

3.數(shù)據(jù)網(wǎng)設(shè)備配置

根據(jù)《浙江電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)技術(shù)規(guī)范》，考慮到目前電力調(diào)度生產(chǎn)業(yè)務數(shù)據(jù)平均流量在10kps以下，不會產(chǎn)生數(shù)據(jù)突發(fā)大流量的現(xiàn)象，100Mb/s以太網(wǎng)專線可以滿足業(yè)務傳輸要求，所以在麗水35kV變電站與相應接入縣調(diào)之間開通2條100Mb/s以太網(wǎng)專線，若通信條件不具備可采用2Mb/s E1專線；縣調(diào)與地調(diào)骨干匯聚層對應節(jié)點之間開通2條100Mb/s以太網(wǎng)專線互聯(lián)。傳輸鏈路要求能通過通信傳輸層提供的自愈保護實現(xiàn)數(shù)據(jù)可靠傳輸。在數(shù)據(jù)網(wǎng)接入層方面，每個35kV變電站配置1套接入路由器，與縣調(diào)匯聚層2套路由器互通；配置2套接入二層交換機，廠站實時控制業(yè)務和非實時控制生產(chǎn)業(yè)務分別通過2套交換機接入至接入路由器，采用MPLS-VPN技術(shù)構(gòu)建兩個相對獨立的邏輯專網(wǎng)。

在每個縣調(diào)匯聚層配置2套匯聚路由器，實現(xiàn)匯接所有35kV變電站接入路由器和與麗水數(shù)據(jù)網(wǎng)骨干匯聚層的互通；配置2套中心三層交換機，提供縣調(diào)自動化SCADA/EMS系統(tǒng)、電能量自動采集系統(tǒng)等調(diào)度生產(chǎn)業(yè)務系統(tǒng)對變電站終端實時控制業(yè)務和非實時控制生產(chǎn)業(yè)務的直接訪問。

按照電力二次安全防護的有關(guān)要求，在縣調(diào)匯聚層和變電站接入層的實時控制業(yè)務通道上增配縱向加密安全認證裝置，非實時掌握業(yè)務通道上增加硬件防火墻，部署好訪問掌握策略及相關(guān)安全防護措施，以更有效屏蔽非法業(yè)務訪問、病毒及惡意攻擊。縣調(diào)數(shù)據(jù)網(wǎng)匯聚層不再單獨配置網(wǎng)管系統(tǒng)，在麗水骨干匯聚層的調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)管軟件上增配上述縣調(diào)匯聚層和廠站接入層節(jié)點，開發(fā)縣調(diào)相應權(quán)限，方便其對縣調(diào)35kV變電站數(shù)據(jù)網(wǎng)的運行維護管理。

4.數(shù)據(jù)網(wǎng)技術(shù)體制

（1）通信鏈路。麗水35kV變電站調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)以電力通信傳輸網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，采用IP over SDH技術(shù)體制，該體制具有以下優(yōu)點：電力調(diào)度應用系統(tǒng)特性相對單一，多為IP業(yè)務，適宜采用IP路由交換網(wǎng)絡(luò)；網(wǎng)絡(luò)開銷小，結(jié)構(gòu)簡潔，效率高；網(wǎng)絡(luò)復雜度降低，路由設(shè)備具備SDH標準接口，有利于日常運行維護；采用IP路由交換網(wǎng)絡(luò)安全強度高，方便系統(tǒng)整體安全策略的制定和部署。

（2）虛擬專網(wǎng)。35kV變電站數(shù)據(jù)網(wǎng)建設(shè)采用MPLS VPN虛擬專網(wǎng)技術(shù)將電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)業(yè)務劃分為不同的VPN，即用于承載實時控制業(yè)務的實時VPN-RT、用于承載非控制生產(chǎn)業(yè)務的非實時VPN-NRT，各級節(jié)點接入網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務按照二次系統(tǒng)安全防護的要求接入相對應的VPN，實現(xiàn)兩個相對獨立的邏輯業(yè)務傳輸專網(wǎng)，對所承載的多種業(yè)務及應用進行隔離，確保網(wǎng)絡(luò)安全。

（3）網(wǎng)絡(luò)路由。麗水35kV變電站調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)路由傳統(tǒng)鏈路狀態(tài)協(xié)議OSPE（Open Shortest Path First，開放式最短路徑優(yōu)先協(xié)議），另外配置戰(zhàn)略如下：自治系統(tǒng)內(nèi)部節(jié)點公網(wǎng)路由均運行OSPEv2協(xié)議；全網(wǎng)MPLS VPN私網(wǎng)路由傳遞使用IBGP路由協(xié)議；接入網(wǎng)按各縣調(diào)范圍進行區(qū)域劃分，OSPF邏輯域的劃分和物理區(qū)域的劃分盡量一致；各OSPE子區(qū)域內(nèi)采用路由地址匯聚，縮短路由表長度；每臺設(shè)備的router id應與該設(shè)備的回環(huán)（loopback）地址相同；各縣調(diào)匯聚層應通過兩點分別接入麗水骨干匯聚層雙平面，縣調(diào)匯聚層間不設(shè)直接互聯(lián)路由。

（4）安全防護。數(shù)據(jù)網(wǎng)必須按照《電力二次系統(tǒng)安全防護規(guī)定》及《電力二次系統(tǒng)安全防護總體方案》的相關(guān)技術(shù)規(guī)定，配置縱向加密認證裝置、防火墻、安全隔離裝置等；部署訪問控制策略，從端口上限制用戶訪問行為，采用嚴格的接入控制措施，僅經(jīng)過授權(quán)的節(jié)點方能接入調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)；部署入侵檢測/防御系統(tǒng)、日志系統(tǒng)，對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運行狀況、網(wǎng)絡(luò)流量、用戶行為等進行日志記錄并分析，實現(xiàn)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的安全監(jiān)視；進行邊界完整性檢查，對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進行安全配置，防止非授權(quán)訪問，禁止生產(chǎn)控制大區(qū)與生產(chǎn)管理大區(qū)的直接互聯(lián)。

（5）IP地址分配。IP地址從省調(diào)統(tǒng)一分配麗水地區(qū)電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的IP地址中選取，由地調(diào)統(tǒng)一分配。調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)地址分為網(wǎng)絡(luò)（組網(wǎng)）地址和應用（主機）地址兩大類，其中網(wǎng)絡(luò)地址由網(wǎng)絡(luò)標識地址（Loopback）、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備互聯(lián)鏈路地址和網(wǎng)絡(luò)邊界（PE/CE 連接鏈路）地址組成，應用地址由包括廠站在內(nèi)的各不相同的應用系統(tǒng)接入數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的地址組成。在進行IP地址分配時應充分考慮未來業(yè)務發(fā)展，保持適度預留，并遵循相關(guān)分配原則，如采用CIDR技術(shù)，以減小路由器路由表的大小，加快路由的收斂速度；采用VLSM，保證IP地址的利用效率；保證IP地址的唯一性等。

三、結(jié)束語

麗水地區(qū)各縣調(diào)所轄35kV變電站通過縣調(diào)數(shù)據(jù)網(wǎng)匯聚層與地調(diào)骨干匯聚層互聯(lián)，接入麗水地區(qū)電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)，將實現(xiàn)麗水地區(qū)所有變電站調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)全覆蓋的目標。網(wǎng)絡(luò)完成后，為麗水地縣實現(xiàn)“一體化”調(diào)度技術(shù)及支持系統(tǒng)提供一個更可靠、統(tǒng)一的專用數(shù)據(jù)平臺，實現(xiàn)地縣電網(wǎng)運行協(xié)同管理水平上升，為電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行發(fā)揮重要作用，為地縣調(diào)度自動化系統(tǒng)的發(fā)展打下堅實基礎(chǔ)。

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