600MW火電廠調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)二平面改造與故障處理淺析

劉瀅 王敏 孟憲岳 吉鵬 趙波

摘 要：隨著電網(wǎng)迅猛發(fā)展，“特高壓、大電網(wǎng)、大電源”特征凸顯，給大型火力發(fā)電廠調(diào)度通訊遠(yuǎn)動專業(yè)提出了更高的可靠性、安全性要求。目前600MW大型火電直調(diào)發(fā)電廠調(diào)度遠(yuǎn)動通訊系統(tǒng)技術(shù)現(xiàn)狀：現(xiàn)有調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)升級改造對業(yè)務(wù)傳輸影響較大；現(xiàn)有調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)應(yīng)對災(zāi)害性事件的能力不強(qiáng)；專線方式難以滿足調(diào)度業(yè)務(wù)發(fā)展的需要。該文主要介紹了大型火力發(fā)電機(jī)組按照國網(wǎng)公司《調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)第二平面總體技術(shù)方案》，東北電網(wǎng)調(diào)控分中心根據(jù)調(diào)度管理及未來調(diào)度業(yè)務(wù)持續(xù)快速發(fā)展的需要，積極采取成熟、先進(jìn)、可靠的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，增加網(wǎng)絡(luò)帶寬，建設(shè)現(xiàn)有國家電網(wǎng)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)第二平面東北接入網(wǎng)，以保障東北電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng) 二平面 IP地址 通訊中斷

中圖分類號：TM734 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）12（a）-0086-03

隨著電網(wǎng)迅猛發(fā)展，“特高壓、大電網(wǎng)、大電源”特征凸顯，給大型火力發(fā)電廠調(diào)度通訊遠(yuǎn)動專業(yè)提出了更高的可靠性、安全性要求。目前600 MW大型火電直調(diào)發(fā)電廠調(diào)度遠(yuǎn)動通訊系統(tǒng)技術(shù)現(xiàn)狀：現(xiàn)有調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)升級改造對業(yè)務(wù)傳輸影響較大；現(xiàn)有調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)應(yīng)對災(zāi)害性事件的能力不強(qiáng)；專線方式難以滿足調(diào)度業(yè)務(wù)發(fā)展的需要。該文主要介紹了大型火力發(fā)電機(jī)組按照國網(wǎng)公司《調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)第二平面總體技術(shù)方案》，東北電網(wǎng)調(diào)控分中心按調(diào)度管理及未來調(diào)度業(yè)務(wù)持續(xù)快速發(fā)展的需要，積極采用成熟、先進(jìn)、可靠的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，增加網(wǎng)絡(luò)帶寬，建設(shè)現(xiàn)有國家電網(wǎng)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)第二平面東北接入網(wǎng)。其目的為：一是用于支撐電力系統(tǒng)已有業(yè)務(wù)及新增業(yè)務(wù)的需要；二是作為應(yīng)急指揮系統(tǒng)和備用調(diào)度系統(tǒng)的主要通信手段；三是與目前的第一平面形成冗余備份或結(jié)構(gòu)互補(bǔ)。

內(nèi)蒙古蒙東能源有限公司結(jié)合兩年來調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)二平面設(shè)備安裝、調(diào)試、聯(lián)調(diào)、試運(yùn)中遇到的問題做淺要分析，積累寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，以確保同類型機(jī)組能夠順利高效的完成調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)二平面改造工作。

內(nèi)蒙古蒙東能源有限公司一期2×600 MW機(jī)組是為全面實(shí)施振興東北老工業(yè)基地戰(zhàn)略，在呼倫貝爾市鄂溫克旗開發(fā)投資建設(shè)的大型煤電基地工程。對外出線系統(tǒng)采取500 kV電壓等級、一次3/2主接線方式，以500 kV同桿雙回交流輸電線路“鄂巴I線和鄂巴II線”送至巴彥托海開關(guān)站，再由巴彥托海開關(guān)站轉(zhuǎn)到伊敏直流換流站，最終通過“呼-遼直流”大通道輸送到遼寧鞍山穆家?guī)X變電站，最終將電送至東北電網(wǎng)。

1 改造及施工方案

調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)是在專用的通道上使用獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組網(wǎng)，原理基于SDH方式，可在物理層面上成功實(shí)現(xiàn)與電力企業(yè)其它數(shù)據(jù)網(wǎng)和外部的公共信息網(wǎng)安全有效隔離。調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)一般可以劃分為邏輯隔離實(shí)時(shí)子網(wǎng)及非實(shí)時(shí)子網(wǎng)，分別在安全區(qū)Ⅰ和安全區(qū)Ⅱ進(jìn)行連接。

該工程考慮網(wǎng)絡(luò)路由防護(hù)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的安全配置、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)安全的分層設(shè)置等安全措施，應(yīng)按照國家電監(jiān)會5號令要求部署安全產(chǎn)品，保證業(yè)務(wù)系統(tǒng)接入的可信性。調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)一般會采用分層的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，主要分為接入網(wǎng)和骨干網(wǎng)兩級網(wǎng)絡(luò)。在接入網(wǎng)內(nèi)部，數(shù)據(jù)網(wǎng)可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模分成三層：核心層、匯聚層、接入層。核心層是網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)交匯中心，通常情況下核心層只做完成數(shù)據(jù)之間的交換功能。匯聚層一般位于核心層和接入層之間，主要完成業(yè)務(wù)的分發(fā)和匯聚。接入層是主要用于用戶業(yè)務(wù)接入網(wǎng)絡(luò)，可實(shí)現(xiàn)訪問控制和質(zhì)量保證。

該期傳輸鏈路通道容量考慮如下：核心層節(jié)點(diǎn)與各匯聚層節(jié)點(diǎn)之間的帶寬容量為155M SDH鏈路。接入廠站與匯聚節(jié)點(diǎn)帶寬統(tǒng)一定為4×2 M。調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)可承載業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)的可靠性要求更高，網(wǎng)絡(luò)可用率和實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的時(shí)延、網(wǎng)絡(luò)收斂時(shí)間等關(guān)鍵性技術(shù)必須予以保證。再有，目前大多數(shù)具體的業(yè)務(wù)傳輸頻度都為秒級，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)業(yè)務(wù)量相對比較恒定、穩(wěn)定，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)流量也不大。

該改造工作網(wǎng)絡(luò)擬采用的IP路由交換設(shè)備組網(wǎng)，采用IP over SDH/DWDM技術(shù)體制。該網(wǎng)絡(luò)中的傳輸業(yè)務(wù)將按安全等級進(jìn)行劃分。為實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的有效隔離需要在全網(wǎng)實(shí)現(xiàn)MPLS/VPN功能。要求是網(wǎng)絡(luò)中的所有路由設(shè)備（包含接入路由器）均具有MPLS/VPN或類似功能。網(wǎng)絡(luò)的IP地址由我方負(fù)責(zé)設(shè)置，IP地址設(shè)置原則在技術(shù)聯(lián)絡(luò)會中確定。

1.1 施工方案-施工準(zhǔn)備

（1）通訊機(jī)房和500 kV網(wǎng)控繼電器室之間鋪設(shè)單模光纖；（2）通訊機(jī)房原數(shù)據(jù)網(wǎng)屏和通訊配線架屏之間鋪設(shè)同軸電纜；（3）鋪設(shè)新組屏柜與直流、UPS系統(tǒng)間電源線。

1.2 安裝方案

（1）路由器安裝在通信機(jī)房原數(shù)據(jù)網(wǎng)接入與安全屏中的備用間隔。電源安裝時(shí)確保不碰觸其他帶電設(shè)備；（2）交換機(jī)和安全防護(hù)設(shè)備組屏安裝在500 kV網(wǎng)控繼電器室。盤柜安裝就位前，確認(rèn)柜體預(yù)留孔接口處具備柜體安裝條件，安裝盤柜時(shí)注意柜體要保證平衡，固定盤間螺絲后將柜體槽鋼可靠焊接；（3）路由器通過單模光纖和安全防護(hù)設(shè)備連接，光纖跳線采用FC-LC，分別和路由器及安全防護(hù)設(shè)備的光纖模塊連接，安全防護(hù)設(shè)備通過網(wǎng)線和交換機(jī)連接。路由器通過同軸電纜與通訊設(shè)備連接。接線要牢固，防止出現(xiàn)接線松動；（4）所需電源取自500 kV網(wǎng)控繼電器室直流與UPS系統(tǒng)中的備用間隔；（5）所有接線工作必須按圖施工，如有疑問必須上報(bào)。

1.3 調(diào)試方案

（1）路由器的G0/0口配置成實(shí)時(shí)網(wǎng)關(guān)口，通過光纖和IP加密設(shè)備的外網(wǎng)1口連接，IP加密的內(nèi)網(wǎng)1口通過網(wǎng)線和實(shí)時(shí)交換機(jī)連接，交換機(jī)的管理IP為實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)IP的最小位，交換機(jī)的所有口配置成VLAN1。此時(shí)，通過交換機(jī)的電口可訪問實(shí)時(shí)網(wǎng)關(guān)；（2）路由器的G0/1口配置成非實(shí)時(shí)網(wǎng)關(guān)口，通過光纖和防火墻的1口連接，防火墻的2口通過網(wǎng)線和非實(shí)時(shí)交換機(jī)連接，交換機(jī)的管理IP為非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)IP的最小位，交換機(jī)的所有口配置成VLAN1。此時(shí)，通過交換機(jī)的電口可訪問非實(shí)時(shí)網(wǎng)關(guān)。

2 具體接入方案

我公司調(diào)度數(shù)據(jù)第二平面網(wǎng)絡(luò)平臺于2012年8月已設(shè)立，各業(yè)務(wù)及數(shù)據(jù)終端尚未接入，應(yīng)東北網(wǎng)調(diào)要求，2014年12月底之前完成調(diào)度數(shù)據(jù)第二平面改造所有業(yè)務(wù)接引工作，并進(jìn)入試運(yùn)投入階段。

2.1 接入目的

（1）用于支撐電力系統(tǒng)已有業(yè)務(wù)及新增業(yè)務(wù)的需要；（2）作為應(yīng)急指揮系統(tǒng)和備用調(diào)度系統(tǒng)的主要通信手段；（3）與目前的第一平面形成冗余備份或結(jié)構(gòu)互補(bǔ)。

2.2 工作依據(jù)

（1）國調(diào)調(diào)自[2009]146號文件《啟用調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)雙平面技術(shù)體制》；（2）東電調(diào)傳文[2014]22號文件《關(guān)于加強(qiáng)國家電網(wǎng)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)東北接入網(wǎng)安全防護(hù)工作的通知》；（3）國家電網(wǎng)公司《調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)第二平面總體技術(shù)方案》。

2.3 安全措施

（1）改造過程中嚴(yán)格執(zhí)行《電業(yè)安全工作規(guī)程》中的有關(guān)規(guī)定。認(rèn)真執(zhí)行“三票三制”，開具工作票，認(rèn)真填寫并執(zhí)行《安全措施操作票》，作好安全措施，以確保人身安全和設(shè)備安全。現(xiàn)場工作勞動保護(hù)用品齊全，杜絕“三違”；（2）廠家技術(shù)人員入廠必須接受三級安全教育。工作前，對全體工作班成員及廠家技術(shù)人員進(jìn)行安全風(fēng)險(xiǎn)交底；（3）按照國家及電力部門有關(guān)安全生產(chǎn)的規(guī)定組織工作。

2.4 技術(shù)措施

（1）數(shù)據(jù)網(wǎng)第二平面改造接入工作進(jìn)行前，通過線標(biāo)方式，區(qū)分并與第一平面業(yè)務(wù)隔離，接入過程中，禁止隨意插拔本方案規(guī)定外的數(shù)據(jù)線；（2）所有數(shù)據(jù)網(wǎng)第二平面新增網(wǎng)線進(jìn)行標(biāo)注后，方可經(jīng)電纜溝與各終端互聯(lián)接入，新增網(wǎng)線做好防護(hù)屏蔽層，并保持與其它電纜的安全距離，防止電磁干擾；（3）統(tǒng)計(jì)出調(diào)度數(shù)據(jù)第一平面IP地址、網(wǎng)關(guān)及第二平面將要設(shè)置的所有IP地址、網(wǎng)關(guān)，在進(jìn)行IP設(shè)置時(shí)使用獨(dú)立的IP地址，避免地址沖突造成第一平面終端通訊中斷或第二平面無法正常通訊。

2.5 接入工作方案

調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)是在專用的通道上使用獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組網(wǎng)，原理基于SDH方式，可在物理層面上成功實(shí)現(xiàn)與電力企業(yè)其他數(shù)據(jù)網(wǎng)和外部的公共信息網(wǎng)安全有效隔離。調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)一般可以劃分為邏輯隔離實(shí)時(shí)子網(wǎng)及非實(shí)時(shí)子網(wǎng)，分別在安全區(qū)Ⅰ和安全區(qū)Ⅱ進(jìn)行連接。

該改造工作網(wǎng)絡(luò)擬采用的IP路由交換設(shè)備組網(wǎng)，采用IP over SDH/DWDM技術(shù)體制。該網(wǎng)絡(luò)中的傳輸業(yè)務(wù)將按安全等級進(jìn)行劃分。所有路由設(shè)備（包括接入路由器）均具有MPLS/VPN或類似的功能，可實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的有效隔離。調(diào)度數(shù)據(jù)第二平面改造工程，目前已裝設(shè)一面“數(shù)據(jù)網(wǎng)第二平面接入屏”并通過4條單模光纖接至通訊機(jī)房，由電力信息接入及安全屏內(nèi)路由器（型號）分配地址并接入東北電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)。

2.6 工作內(nèi)容

（1）同步向量測量裝置、保護(hù)及故障信息子站主機(jī)、500 kV故障錄波裝置、NCS遠(yuǎn)動機(jī)、電能量處理裝置的第二平面同軸電纜敷設(shè)；（2）同步向量測量裝置、保護(hù)及故障信息子站主機(jī)、500 kV故障錄波裝置、NCS遠(yuǎn)動機(jī)、電能量處理裝置與第二平面S-S3100交換機(jī)的物理鏈路連接；（3）各終端及數(shù)據(jù)網(wǎng)第二平面路由器的IP地址、子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)關(guān)等設(shè)置，建立數(shù)據(jù)通訊；（4）聯(lián)系各終端設(shè)備廠家，協(xié)調(diào)接入工作的相關(guān)事宜。

3 故障處理淺析

2015年3月，該廠得知周邊同類型國華呼倫貝爾電廠發(fā)生過一次通訊中斷事件，為積累寶貴的檢修經(jīng)驗(yàn)，該廠積極詢問、溝通得知具體處理過程如下：其廠當(dāng)?shù)弥糠稚婢W(wǎng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)中斷后，調(diào)度責(zé)令與國網(wǎng)呼倫貝爾市供電公司配合查找故障點(diǎn)，必須盡快處理此問題。國華呼倫貝爾電廠技術(shù)人員分析此線路故障后，本著先局部自查，再延伸至地調(diào)，再延伸至網(wǎng)調(diào)的方式分段查找故障點(diǎn)。

國華呼倫貝爾電廠的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)于2014年12月完成數(shù)據(jù)網(wǎng)業(yè)務(wù)第二平面接入工作且通訊運(yùn)行正常。經(jīng)過測試其通訊機(jī)房至500 kV升壓站系統(tǒng)之間光纜＼設(shè)備環(huán)回、ping IP地址等方式方法，確認(rèn)目前其調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)第二平面通訊對地調(diào)遠(yuǎn)方中斷，但廠內(nèi)局部設(shè)備通訊一、二次設(shè)備完好。就此延伸至與地調(diào)之間通訊繼續(xù)查找。與此同時(shí)，經(jīng)過與網(wǎng)調(diào)自動化處積極聯(lián)系，網(wǎng)調(diào)與地調(diào)之間通訊也進(jìn)行了測試，確認(rèn)通訊完好。就此可以確定故障點(diǎn)為國華呼倫貝爾電廠與地調(diào)之間有問題。具體問題分析有兩點(diǎn)：其一就是一次光纜故障、設(shè)備尾纖故障；其二就是中間通訊板卡故障。

于是就國華呼倫貝爾電廠和地調(diào)之間的通訊設(shè)備進(jìn)行檢查。現(xiàn)場檢查接入交換機(jī)運(yùn)行良好，防火墻、縱密良好，自接入交換機(jī)可ping通下位設(shè)備，ping不通網(wǎng)調(diào)各業(yè)務(wù)主站，光功率表檢查各段光纖完好，確定物理通道無異常，檢查廠內(nèi)數(shù)據(jù)網(wǎng)二平面路由器環(huán)回測試及配置均無異常。

隨即國華呼倫貝電廠派專人前往呼倫貝爾市電業(yè)局?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)機(jī)房。地調(diào)通信科配合檢查通道，經(jīng)幾日排查，發(fā)現(xiàn)國網(wǎng)呼倫貝爾供電公司通信機(jī)房光傳輸設(shè)備至自動化機(jī)房中數(shù)據(jù)網(wǎng)二平面路由器端口狀態(tài)不正確。 為判斷是否該P(yáng)OS口異常，地調(diào)建議檢查方法：在其他POS口配置業(yè)務(wù)，看環(huán)回之后狀態(tài)是否正常，若正常，可以將國華呼倫貝爾電廠業(yè)務(wù)改至其他端口下。地調(diào)然后對通信機(jī)房光傳輸設(shè)備至自動化機(jī)房網(wǎng)調(diào)第二平面的路由器進(jìn)行了環(huán)回測試，即將呼倫貝爾電廠的通道斷開，只對地調(diào)兩個(gè)機(jī)房的通道進(jìn)行測試，在光端機(jī)側(cè)環(huán)回后，二平面路由器端口狀態(tài)不正確，還是DOWN狀態(tài)，由此確認(rèn)地調(diào)通訊板卡故障。

調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)為網(wǎng)調(diào)遠(yuǎn)程調(diào)控機(jī)組，并接收機(jī)組運(yùn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的傳輸媒介，關(guān)系到東北電力系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制，意義重大。該次故障，國華呼倫貝爾電廠發(fā)現(xiàn)問題后立即啟動了《電力網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)安全事故應(yīng)急預(yù)案》，在確認(rèn)為III類突發(fā)事件后積極牽頭排查故障，經(jīng)過19天的排查與修復(fù)，調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)于3月19日成功恢復(fù)通訊，各數(shù)據(jù)傳輸正常。截至通訊恢復(fù)當(dāng)日，通訊中斷造成的影響幾乎為零。

該次國華呼倫貝爾電廠調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)第二平面通訊故障事件的成功處理，為內(nèi)蒙古蒙東能源有限公司調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)第二平面改造后續(xù)工作積累了寶貴的故障處理經(jīng)驗(yàn)，也為以后大量數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)切換的安全可靠提供了技術(shù)儲備。

4 結(jié)語

通過調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)第二平面的安裝、調(diào)試、聯(lián)調(diào)、及故障處理。該廠認(rèn)真總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，并制定了更加完善的緊急應(yīng)對措施，強(qiáng)化涉網(wǎng)安全管理工作，同時(shí)與國華呼倫貝爾電廠分享調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)第二平面改造經(jīng)驗(yàn)，共同保障東北電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1] 彭峰華，夏駿.基于.NET的智能型電網(wǎng)調(diào)度操作票管理系統(tǒng)[J].湖南電力，2009（2）：8-11.

[2] 周鵬，張明亮.河南電網(wǎng)調(diào)度專業(yè)業(yè)務(wù)培訓(xùn)及考試管理系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用[J].河南電力，2005（4）：28-31.

[3] 黃偉旋.談電網(wǎng)調(diào)度部門的安全管理[J].電力安全技術(shù)，2002（2）：31.