淺析電力調度自動化系統網絡技術

趙明武 蔡曉峰 胡明清/沈陽華創風能有限公司

淺析電力調度自動化系統網絡技術

趙明武 蔡曉峰 胡明清/沈陽華創風能有限公司

為滿足日益復雜的電網運行方式，電力調度自動化系統越來越成熟，電網調度自動化已是大勢所趨。高性能、高可靠性、擴展性、標準化和可管理性的電力調度自動化系統網絡，能靈活地根據需求提供不同網絡服務保證，因此需要做好電力調度自動化系統網絡建設。本文重點從電力調度數據網和調度自動化系統兩部分探討了電力調度自動化系統網絡建設的要點。

電力調度自動化；網絡；建設

一、電力調度自動化系統網絡

最早的電力調度自動化網絡系統出現在上世紀80年代末90年代早期。早期的電力調度自動化網絡系統只是簡單的生產系統，最先進的也不過是把幾臺至十幾臺計算機用同軸電纜或雙絞線通過集線器的方式互聯到一起，簡單地劃分各機器的功能，從而實現了電力調度自動化的網絡化。電力調度自動化系統互聯在早期采用專線方式進行。到上世紀90年代中后期電力調度自動化系統網絡和管理系統互聯逐漸被廣泛的實用，很多互聯是通過交換機或路由器方式進行的物理直連。漸漸地由于電力系統需要電力調度自動化系統數據的其他系統很多，越來越多的系統被接入。很多被接入的系統有和因特網互聯，這使得電力調度自動化網絡系統直接或間接地與因特網有了物理連接。

電網調度技術的網絡化設計主要包括電力調度數據網和調度自動化系統兩部分。下面對這兩部分進行分析介紹。

二、電力調度數據網

調度自動化數據是電力調度系統中最重要的業務數據，此外電力市場技術支持系統需要的數據支持，這些數據都需要很高的實時性。因此，為了滿足電網的實時監視控制和電力市場等實時業務需求，電力調度數據網必須是一個高實時性網絡，提供有保證的端到端延時。電網調度技術不斷發展，電力調度數據網承載的業務也在不斷發展。EMS/SCADA系統仍然是電力調度最基礎、最要害的業務；傳統上使用專用通道傳輸的電網事故信息和繼電保護信息，開始向數據網絡轉移。此外調度生產治理系統，水調自動化系統，電力市場技術支持系統都需要電力數據網承載。業務系統的不斷發展對調度數據網絡提出更高要求，多個要害系統在同一數據網絡承載，保證不同業務系統間的有效隔離、保證業務系統的安全，是調度數據網建設的重要要求。

（一）網絡可靠性

為了提高電力調度數據網的運行可靠性，避免因網絡中斷引發系統故障，應該使鏈路的無關系滿足N-1原則，從而在電力調度數據網絡中出現單點故障時，不會造成多條鏈路的中斷，避免由于網絡的分區分裂造成的網絡癱瘓。采用分布式體系結構：分布式體系結構是提高可靠性的基礎，與集中式體系設備相比較，分布式體系設備除性能可以通過插入更多的接口處理板提高整體性能外，更為關鍵的是將

管理、路由轉發、接口處理等功能分配在不同的部件上，協同工作，分布式體系可以分散故障風險、隔離故障、提供冗余配置，提高系統的自動恢復能力；如管理部件故障，只需要更換這部分板件，不影響其他功能。而且，分布式體系結構可以提高組網的物理可靠性，如在調度網環網組網中，每個骨干節點都有多條接口與相鄰的節點或本地互聯，從路由上提高了可靠性。如果采用是集中式體系，則當節點設備出現故障時，這個節點所有接口都會失效，造成節點所帶網絡的中斷；而采用分布式結構時，這些接口可以分別配置到不同的接口處理板上，這樣，無論這臺設備的管理單元、交換轉發單元，還是單一接口出現故障，都可以保證至少有部分路徑是連通的，降低網絡中斷的危險。

（二）網絡性能

電力調度數據網絡的設計應綜合考慮網絡的規模、拓撲結構、設備配置以及帶寬和傳輸質量要求等多種性能指標。網絡延遲，包丟失率、網絡收斂時間，可用率等技術指標是衡量電力調度數據網絡性能的關鍵指標。標準化網絡能夠對數據傳輸提供“盡力而為”的服務，基于先進先出的機制，對所有報文同等對待，對其傳輸的可靠性，時廷性能不提供保證。當網絡穩定且流量恒定時，調度組網的性能指標符合業務要求。當業務量增加引起網絡流量增加時，也可以通過帶寬的擴充予以解決。當網絡故障引起擁塞和流量突增時，需要對實時性強的調度業務進行可用性保障。在電力調度數據專用網絡上部署QO$應不增加系統的復雜度，同時保障網絡的可管理和可維護性原則。如果能夠使網絡核心部分簡潔，網絡邊緣略微復雜，仍然是一種較為理想的方案。

（三）網絡管理

隨著網絡基礎架構日趨復雜，傳統的設備命令行、簡單的管理工具已經不能夠滿足網絡管理的需求。業界的經驗證明，選擇一個優秀的網絡管理系統是保證網絡最大可用性的有效手段。網絡管理通常可以通過帶內和帶外兩種方式實現。綜合考慮成本和技術時，電力調度網絡通常采用帶內管理的方式。管理系統采用集中式管理，通過建立集中系統進行整個網絡的管理，主要負責網絡的主機系統管理、網絡設備管理和網絡應用管理。所用的設備信息都將存儲在網絡中的數據庫中，各地的網絡設備將統一交由地區網絡管理中心進行處理。建立地區網絡管理中心系統，負責網絡的管理。網絡管理系統應提供靈活的瀏覽器形式的客戶端，并對各種網絡設備進行統一的管理。網絡管理系統應具有以下功能：故障管理、設備管理、拓撲管理、配置管理、性能管理、安全管理、計費管理等等。與此同時，網絡管理系統應該為用戶提供二次可開發的網絡接口。

三、調度自動化系統

（一）安全性和可靠性

安全性與可靠性是系統建設的首要要求。安全性要求系統采用安全的分區，必要時設置硬件防火墻、軟件防火墻及相應的數據隔離裝置，保證不同的系統、不同的功能在自己分區范圍內實現；系統可靠性要求對系統所用硬件設備及軟件功能要超前配置，對系統實行雙機雙網雙電源等的冗余配置，提高系統的運行率和可靠性。

（二）開放性和可擴展性

系統應遵循國際IEC61970標準，采用通用的操作系統及數據庫技術，駣用大眾的通信協議，以便系統能夠滿足多種系統和軟件的接入，并且對于系統的重建或升級改造都能夠提供很好的支撐。

（三）先進性和實用性

在系統的選型上既要滿足于系統實用化的要求，由要具有友好的界面、圖模一體化功能、方便用戶使用，符合自動化系統設計的各項指標。同時，選擇一些較高配置的硬件，保證先進性。

（四）靈活性和易維護性

系統功能要靈活方便，硬件配置要能夠“即插即用”，軟件要能夠方便安裝與使用。系統的維護上面又能做到易學易用，面對對象，直觀方便的去維護系統的運行。

（五）實時性和共享性

系統應能夠實時保存數據到內存中，同時又能分布實現其他計算功能。在數據的使用上面，既能滿足實時數據庫的調用、查詢，又能滿足歷史數據庫的統、計、計算。能夠在不同安全區域內，通過有效的控制手段，實現系統與系統之間數據的共享，可根據情況靈活的調配使用系統資源。

[1]孫育生.調度自動化系統遠動技術網絡化的研究[J].中國科技博覽,2012年28期.

[2]曹艷,高宏.調度自動化系統遠動技術網絡化的研究[J].機電技術,2012年2期.