電力調度數據網組網技術改進探討

薛曉明(國網本溪供電公司電力調度控制中心,遼寧本溪 117000)

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電力調度數據網組網技術改進探討

薛曉明
(國網本溪供電公司電力調度控制中心,遼寧本溪 117000)

【摘 要】隨著國家通訊技術的普及與發展,為了滿足人們現代化生活的腳步,電力調度系統承載著很大的壓力,并且亟需對現有電力調度數據系統進行改進。因此,本文就結合當前電網傳輸的現狀,以三層網絡分層模式為基礎,設計了靈活可靠的網絡拓撲,并通過層次化的路由策略和專用業務通道部署,以可靠性、有效性和安全性為中心,提出了復雜大電網下電力調度數據網組網模式。

【關鍵詞】電力調度 數據傳輸 改進

隨著電子科技越來越高的融入到人們的生活與工作，電力支持也隨之越來越需要大量的進行供應，單純的電網系統已經無法承載這種超大的供應負荷量，在這樣一個超負荷的環境下，電力系統自然而然的加入了控制系統和通訊系統，逐漸走向復雜化，以確保能夠在大量的需求下，穩定的供應能源。電力數據網在自動化電力調度系統和電網運行系統中起著重要的作用，其主要負責對電力生產運行中的各種業務處理系統和智能設備進行監控，在電力生產與管理工作中具有重要意義。本文就是從電力調度數據網的需求入手，建立起一個清晰的網絡層次，以滿足電力網絡可靠性和網絡對寬帶的需求，對電力調度數據網的復雜化進行了整合與改進。

1 復雜大電網的數據傳輸需求

電力調度數據網在如今大需求、多對象的環境背景下，只能選擇發展成為更加復雜的電網系統。

1.1 帶寬需求

在如今供電需求和互聯網應用都十分巨大的環境下，電網的規模和各環節互聯的功能也無疑需要得到擴大和增強。傳感測量、業務監控等業務被融入到控制系統中，以此建立起能夠承載大量電力的電網系統。在提升電網規模的同時，相應的寬帶需求就隨之加強。升級網絡寬帶，避免在電網復雜化之后出現傳輸阻塞的問題。電網數據在網絡傳輸中得通暢是非常重要的一個環節，寬帶的需求電網發展相輔相成，增加寬帶的兆數無論是在如今還是未來都是電力發展的必然趨勢。

1.2 可靠性需求

目前，電網連鎖性大面積停電事故頻繁發生，電網安全穩定運行的要求愈加迫切。為了達到該目的，對整個電網大規模、全過程監控的各種狀態量和自動化控制命令十分重要。因此，復雜大電網下調度數據網可靠性的意義尤為特殊。目前，主流的電力調度數據網規劃中強調N-1可靠性設計，然而復雜大電網有其自組織臨界性特征的動力學行為，網絡可靠性有了更多的內涵，不僅表示網絡的抗風險能力，還表示控制系統帶來的自愈能力與業務保護能力。如何在保障網絡安全可靠的前提下提高網絡效率，成為復雜電網下可靠性研究中最重要的問題。

1.3 業務隔離需求

復雜大電網下電力調度數據網是一個復雜的內部網絡，承載了如數據采集與監視控制系統、廣域向量測量系統、安穩管理信息系統等重要系統的數據傳輸，肩負著電網的實時監控與控制、非實時分析與決策等重大責任。然而，網絡上承載的眾多業務對網絡的要求也不盡相同，因而，利用虛擬專用通道隔離業務路由十分必要。除此之外，面對眾多業務系統，需要利用流量工程設置服務優先級，以達到便于管理和規劃的目的。

2 電力調度數據網組網技術原則

2.1 技術體制選擇

數據網技術發展相對緩慢，依舊采用異步傳輸模式(Asynchron ous Transfer Mode，ATM)、以太網、路由器等技術。其中，ATM技術由于寬帶瓶頸，發展幾近停滯，且性價比不高，該技術即將被淘汰。以太網技術已發展到萬兆以太網，相對成熟可靠，但缺乏保護機制。路由器技術不僅成熟穩定，能對數據包進行高速轉發，還能實現流量工程，因此可采用路由器技術。

2.2 網絡層次規劃

復雜大電網下電力調度數據網應該是一個高度集成、結構清晰、層次分明的新型網絡，其建網的目的是保障電力系統高度智能化和安全穩定運行。多年來，經過不斷的研究與實踐，分明的層次劃分能使網絡中存在的復雜問題更加清晰，更易于發現并解決，因此，層次化設計是規劃復雜大電網下電力調度數據網的必由之路。復雜大電網下電力調度數據網具有分布采集、分層傳輸和集中匯聚的特點，且信息流向多為匯聚模式，業務分布主要為集中型，可采用三層網絡結構，核心層，匯聚層，接入層。

2.3 網絡拓撲設計

拓撲結構是網絡的基礎，對網絡性能具有決定性作用。以廣東電網部分地區為例，以現有傳輸A、B網和新建光傳送網(Optical Transport Network，OTN)為基礎，結合路由器技術發展，根據業務帶寬需求情況，整體考慮光纜的結構和站點位置，建設一個承載在OTN 傳輸網上的核心網絡和分別承載在傳輸A、B網上的雙平面骨干網，并將葉子節點接入骨干網絡。

2.4 路由部署方案

通信網絡中，路由自治域構建方式與 IP 網絡設計能力有很大關系，網絡規模對路由結構起決定性作用。復雜大電網下電力調度數據網拓撲層次分明，但結構復雜，可采用單自治域方式與多穿越自治域方式相結合。該方式不僅能增強網絡的穩定性，使網絡具有彈性、便于擴展，而且能隱藏其他層次的拓撲結構，降低路由計算的復雜度，從而增強網絡的安全性，并提高路由收斂速度，同時，使層間可以進行網絡地址匯聚，縮短路由表長度，提高網絡尋址效率。

3 專用業務通道部署

復雜大電網下電力調度數據網承載的業務量十分龐大，為保證安全等級不同的業務之間相互隔離，需部署MPLS VPN以滿足系統的網絡信息安全要求。MPLS自身具有提供流量工程能力，可以最大限度地優化網絡資源配置，提高可用性和可靠性，自動快速修復網絡故障，而業務可按安全要求縱向上劃分為不同的VPN，實現跨地域、安全、高速、可靠的數據通信。

電力調度數據網采用MPLS三層VPN技術，分為實時VPN和非實時VPN。實時VPN業務主要指安全I區業務，即具有實時監控功能的系統或系統中負責監控功能的部分。非實時VPN業務主要指安全II區業務，即非生產控制區業務，包括不具備控制功能的生產業務和批發交易業務，或系統中不進行控制的部分。實時和非實時VPN業

務通過交換機分別接入到供應商邊緣路由器(Provider Edge Router，PE)的不同端口，同時在PE設備上劃分VPN，在MPLS中不同的VPN之間通過VPN實例實現路由的隔離。

目前，為了保證業務傳輸效率，節約帶寬資源，骨干網絡往往采用供應商核心路由器(Provider Router，P)、PE、用戶邊緣路由器(Customer Edge Router，CE)相結合的方式組建完整的MPLS VPN網絡。但是，由于P和CE并不具有隔離業務的能力，相比于現狀，復雜大電網規模更龐大、結構更復雜、安全性等級更高，所以這種組網方式不再適用。

為了滿足網絡對業務隔離能力的需求，所有節點都設為MPLS VPN的PE節點，按邊界網關協議(Border Gateway Protocol，BGP)的要求建立內部BGP(Inner BGP，IBGP)全連接，運行多協議擴展BGP協議(Multiprotocol Extensions for BGP，MP-BGP)以實現MPLS VPN路由和信息的傳遞。復雜大電網規模龐大且連接關系復雜，這對路由器的處理能力是一個極大的挑戰。為了減少IBGP連接的數量，可采用路由反射策略與多跳跨域互聯方式相結合的方法達到該目的。

4 結語

隨著電網智能化程度的不斷提高，復雜大電網時代已經到來，作為支撐電網運行的電力調度數據網需求與日俱增，制定科學合理的規劃原則和設計方案十分必要。

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