濱海配網自動化系統平臺相關問題的探討

潘娜++許志成++王媛媛++董澤寅++司威

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.25.031

摘 要：近年來，隨著濱海配網自動化業務的不斷擴展，配網自動化覆蓋面積不斷擴大，配網主站功能越來越完善。本文介紹了濱海配網自動化系統平臺的基本組成以及特點，總結了目前濱海配網自動化系統平臺存在的若干問題，并對配網自動化系統Ⅰ區與Ⅲ區之間的數據鏈路故障問題進行了分析，并且針對這些問題，提出了進一步解決問題的兩種方案。

關鍵詞：配網自動化 Ⅰ區 Ⅲ區 數據鏈路故障

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）09（a）-0031-03

隨著我國經濟的高速發展，我國城市出現了供電負荷密度大、供電方式復雜、對可靠性的要求越來越高的情況。尤其是城市中的大型用戶和重要用戶，一旦發生意外停電事故，就會造成極大的影響和損失。濱海供電公司作為天津市電力公司第一批配網自動化系統建設的試點單位，自2011年起開始建設配網自動化系統，至今已有5年。隨著配網自動化設備和通信技術越來越成熟，濱海公司的配網自動化覆蓋面積也越來越大，配網主站功能越來越完善，其實用化水平也越來越高。但濱海配網自動化系統自2011年運行至今，也遇到了一些問題，導致生產控制大區和管理信息大區之間的數據鏈路故障時有發生，這對濱海調控中心對配網的監控能力產生了一定的影響。

1 配網自動化系統平臺現狀分析

目前，隨著濱海配網自動化覆蓋面積的擴大，配電終端已經不能只用光纖方式通信，為了提高偏僻地區的配電自動化覆蓋率，我們開始使用基于無線公網這種通信方式的配電自動化終端設備。無線公網這種通信方式需要租用聯通公司的無線通信網絡，建立一個無線VPN網絡（虛擬專用網絡）。由于VPN網絡屬于公用網絡，其二次安全防護的要求就要高于電力系統的數據專網，故此VPN網絡連接的前置采集服務器也只能部署在管理信息大區（即Ⅲ區），而其他前置服務器部署在生產控制大區（即Ⅰ區）。這樣的Ⅰ區和Ⅲ區部署方式，屬于配網自動化主站系統所特有，所以，在配網自動化主站Ⅰ區和Ⅲ區的數據傳輸中，就更注重實時性與可靠性。由于Ⅰ區和Ⅲ區的功能和性質所決定，兩者之間必須設置安全有效的安全防護措施，所以，在兩個大區之間部署了橫向隔離裝置，如圖1所示。

濱海公司配網自動化系統Ⅰ區和Ⅲ區的現有平臺及設備，是在2011年建設完成，但隨著濱海公司配網自動化業務的發展，配網自動化系統功能擴展越來越多，Ⅰ區和Ⅲ區之間的數據傳輸交互流量不斷增大，但濱海公司配網自動化系統設備更新相對落后，導致Ⅰ區和Ⅲ區之間數據鏈路故障時有發生，這對配網自動化系統的安全穩定運行造成了很大的隱患，因此，我們需要對濱海公司配網自動化系統平臺的配置以及設備進行一定的調整。

2 數據鏈路故障問題分析

2.1 目前現狀

濱海配網自動化系統功能擴展越來越多，經過測定速度發現最大傳輸速率可達到4.2M/s，但設備更新相對落后，仍然在使用單臺百兆橫向隔離裝置，Ⅰ區的2臺前置服務器和Ⅲ區的2臺前置服務器之間傳輸的大量數據均通過此橫向隔離裝置進行，如圖2所示。目前這樣的配置僅能達到最高傳輸速率為3M/s。當Ⅰ區和Ⅲ區之間有大量數據傳輸且數據量超過3M/s時，就會發生丟包現象。而對天津地區其他地調配網自動化系統的配置進行調查發現，Ⅰ區和Ⅲ區之間使用2臺百兆橫向隔離裝置進行連接，其傳輸速率也會翻倍。因此，Ⅰ區和Ⅲ區之間橫向隔離裝置帶寬小、設備裝置無冗余是濱海配網自動化系統面臨的主要問題。

2.2 存在問題

（1）橫向隔離裝置帶寬小。濱海配網自動化系統自建成投運以來，共接入變電站25個，新增配電終端1454個，而且隨著近年濱海地區電力事業建設速度的加快，越來越多的系統站、用戶站建成投運，接入配網自動化系統的配電終端也越來越多。濱海配網自動化系統Ⅰ區和Ⅲ區之間需要處理傳輸的數據量越來越大，因此，單臺橫向隔離裝置的百兆帶寬成為了濱海配網自動化系統的發展瓶頸。提高橫向隔離裝置的帶寬，從而提高配網自動化系統Ⅰ區和Ⅲ區之間的數據傳輸速率成為一個亟待解決的問題。

（2）設備裝置無冗余。從圖2橫向隔離裝置配置示意圖中可以看出，濱海配網自動化系統Ⅰ區和Ⅲ區的服務器之間僅靠1臺橫向隔離裝置進行連接，如果此橫向隔離裝置發生故障，會造成配網自動化系統Ⅰ區和Ⅲ區之間數據傳輸的中斷，從而影響配網自動化系統正常的數據傳輸，導致濱海調控中心失去對Ⅲ區數據的監控能力，從而造成嚴重后果。因此，對設備裝置進行冗余配置可以提高濱海配網自動化系統平臺的可靠性，從而可以提高濱海調控中心對配網的監控能力。

2.3 擬解決辦法

方案一：在配網自動化系統Ⅰ區與Ⅲ區之間增加1臺橫向隔離裝置，將Ⅰ區與Ⅲ區之間現有的單通道傳輸方式改成雙通道并聯的傳輸方式，并將配網自動化系統各個終端的值班機器按照所屬廠站平均分配到2臺前置服務器上。使Ⅲ區一半的數據通過其中一臺前置服務器與橫向隔離裝置傳輸到Ⅰ區，另一半數據則通過另一臺前置服務器與橫向隔離裝置傳輸到Ⅰ區，從而將無線公網數據采集裝置采集來的數據進行分流，使得每臺橫向隔離裝置傳輸的數據量減少了一半，減小了橫向隔離裝置數據傳輸的壓力。在本方案中，當其中一臺橫向隔離裝置出現故障后，會造成與其相連的前置服務器數據傳輸的中斷，只會影響值班機器為該前置服務器的配網終端的數據傳輸，不會對其余配網終端的數據傳輸造成影響。

方案二：在配網自動化系統Ⅰ區與Ⅲ區之間增加一臺橫向隔離裝置，將Ⅰ區的各臺服務器（2臺前置服務器、2臺SCADA服務器、2臺歷史數據服務器）先后通過2臺橫向隔離裝置與Ⅲ區的各臺服務器（2臺前置服務器、WEB服務器）進行連接，形成配網自動化系統Ⅰ區與Ⅲ區之間通過兩臺橫向隔離裝置級聯的數據傳輸方式。在本方案中，由于在配網自動化系統Ⅰ區與Ⅲ區之間增加了一臺橫向隔離裝置，使得橫向隔離裝置的帶寬增加了一倍，提高了數據傳輸的速率。但是本方案沒有考慮橫向隔離裝置的冗余配置，當其中一臺橫向隔離裝置出現故障后，會造成配網自動化系統Ⅰ區與Ⅲ區之間數據傳輸的中斷，從而影響配網自動化系統正常的數據傳輸，與方案一相比略有不足。

3 結語

濱海配網自動化系統Ⅰ區與Ⅲ區之間的數據傳輸十分重要，隨著濱海公司配網自動化業務的發展，Ⅰ區與Ⅲ區之間的數據傳輸交互流量不斷增大，數據鏈路故障問題成為一大隱患，橫向隔離裝置的運行狀況很大程度上決定了濱海配網自動化系統Ⅰ區與Ⅲ區這兩個核心區域的工作效率、實時性、可靠性、故障次數等。因此，在日常運行維護工作中我們應該重視Ⅰ區與Ⅲ區的設備裝置巡查，擅于查找工作中遇到的實際問題，并積極總結分析問題，以便更加完善地解決好此類問題，從而提高濱海調控中心對配網的監控能力，保障濱海新區配電網的安全穩定運行。

參考文獻

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