烏蘭察布電力調度數據網的建設

文/任濤

烏蘭察布電力調度數據網的建設

文/任濤

電力調度數據網是用來傳輸電力生產過程中所產生的實時信息的數據網絡系統，整個網絡承載的數據與電力生產過程息息相關。通過網絡將電力生產管理數據、電力調度數據和通信監測數據等進行傳輸，從而保證電力系統聯合運轉的過程中電力生產安全和電力調度工作能夠順利開展，同時也為整個電網的安全、穩定運行提供了保障。本文討論了烏蘭察布調度數據網建設過程中出現的問題及其解決辦法。

電力 電力調度 數據網

隨著計算機和互聯網技術的發展普及，電力行業也開始進入數字智能化電網時代。電力工程是國家的重要基礎設施，同時也是國民經濟的基礎產業。電力調度數據網是電力產業安全生產、傳輸的基礎保障設施。如果電力調度數據網出現問題，極有可能會出現大規模的停電現象，這不僅會影響我們的生活，也會使得那些依賴于電力進行生產發展的行業癱瘓，無法正常運營。因此，電力調度數據網建設是整個電力行業的重大工程。

1 電力調度數據網簡介

電力調度數據網是一個電力調度生產服務的數據網絡平臺，主要功能是連接各級電力調度中心和各個直調發電廠、變電站，便于各級調度中心與電廠之間進行網絡系統的相互訪問。電力調度數據網的建設和發展使得電力調度進入了自動化階段，電力管理也逐漸向現代化邁進。電力調度數據網在組織協調電力系統發、送、變、配、應用的各環節聯合運行，保證國家電網穩定運營等方面有著不可替代的作用。

電力調度數據網絡主要是由各級調度端和廠站端共同組成，采用SDH+IP的通信方式進行數據的傳輸。這種通信方式滿足了電力調度數據網對傳輸技術先進性、技術成熟性以及傳輸過程中數據安全性的諸多要求。電力調度網絡的主要承載內容是與電力生產以及輸配電過程相關的各類信息，主要包括電力調度自動化信息、廣域相量測量系統、繼電保護信息管理、電力市場輔助報價電能量計量關口表計采集信息等等。電力調度數據網主要用來對電度量計費系統、電力市場支撐系統、保護故障信息系統、生產計劃考核與檢修工作票處理系統、EMS系統以及RTU上網等業務進行數據支撐和管理維護。上述的各種電力系統和電力業務對整個數據通信的要求較高，因此創建一個高效、穩定、安全的數據通信網絡是十分必要的。

2 電力調度數據網的技術要求

2.1 數據通訊要求

當下電力調度數據網數據通訊主要是以數據處理為主，對數據進行周期性的傳輸，在這一過程中占用信道帶寬很小。在數據的采集、傳輸過程中具有分布采集、分層傳輸和集中匯聚的特點。在整個數據傳輸的過程中變電站是數據產生的源頭，通過電力調度數據網將產生的數據直接傳送至上一級調度部門，對數據進行處理后再向更高一級的調度部門轉發。

2.2 實時性強

電力調度數據網為了保證數據通訊中敏感數據的可靠性就要選擇恰當的延時較短的優先級設置，這種設置對業務數據的傳輸周期為秒級。這也就使得整個電力調度數據網絡對整個通訊技術的可靠性、信息傳送的實時性、保密性和準確性有非常高的要求。

2.3 可靠性高

電力調度數據網傳送的數據都是關系到電力安全運行的重要信息，而電力調度數據網也是整個電網信息自動化和調度指令發布、繼電保護等重要工作的神經網絡，因此數據傳輸的可靠性也有著較高的要求。

2.4 安全性

電力調度數據網對整個系統的安全防護也有一定的要求。在電力系統的運行過程中需要對不同的業務系統進行隔離，確保不同的系統之間不會發生干擾。例如控制電力生產業務系統需要和非控制生產類系統相互隔離，關鍵業務系統也需要按照運行要求隔離。對電力調度數據網進行合理的安全分區才能對其進行有效的安全防護和數據管理。

3 電力調度數據網現狀

各級電力調度中心和與其相關的發電廠、變電站之間是通過VPN(虛擬專用網絡)來實現其電力調度數據網的相互關聯。利用專業的路由交換設備在專用通道上來實現各類電力調度自動化和相關業務的數據傳輸，從而滿足電力的生產、調度和繼電保護等信息數據傳輸的需求，使電網聯合運轉，保證其安全性、穩定性和可靠性。

目前我國電力調度數據網主要有省級網和骨干網兩大部分。省級網是由各省的相關部門負責運行管理，覆蓋范圍主要是各省所管轄范圍內220kV及其以上的廠站和地調。骨干網是由電力調度中心來負責運行管理，其覆蓋范圍較廣，包含了國家電網公司系統內部的省級以上的電力調度單位和直調廠站等多個區域。但是這兩種數據網都是按照接入、匯聚、核心這三層進行設計的。廠站端和調度端之間進行數據傳輸也以網絡的傳輸為主。接入層的站點大部分都只有一臺數據網絡接入路由器，一旦這臺路由器發生故障，就會導致變電站內調度監控等各類信息丟失，同時也會對整個電網的安全運行造成影響。隨著電力行業的不斷發展，對電力調度業務信息的要求也不斷提高，因此部分地區電力調度網絡通信帶寬的利用率低、單點故障和設備老化等問題也就日益凸顯。

4 電力調度數據網的完善

目前所采用的這種專線調度方式已經不能滿足電力調度傳輸的要求，因此對現有的電力調度數據網結構進行技術優化調整是十分必要的。這樣不僅可以滿足電力調度業務的發展要求，也能提高網絡可靠性，保證其業務能力。

4.1 網絡拓撲優化

電力調度數據網覆蓋的規模廣泛，節點多，信息傳輸流向大部分是從廠站端向電力調度端聚集，省級和地市的電力調度網之間很少有信息交互，因此在網絡分級時依然可以使用現有的電力調度數據網的模式。把電力調度數據網絡分成骨干級和接入級兩類，骨干網的組網采用雙重化和雙平面的方式，把重要的生產運營業務分布到兩張網絡上，這樣不僅能夠實現業務上的分擔，也可以提高業務保護能力和抗災能力，提高業務的安全性。同時也可以有效的減少試營業務和初期運營的業務的增加對整個網絡的沖擊。

接入網絡依據所屬的調度等級的不同劃分為國調、網調、省調和地調四個接入網。這四個接入網單平面組網，彼此之間相互獨立。骨干網和接入網之間分為核心層、匯聚層、接入層這三種不同的分層結構。骨干網的核心層選用國調和網調作為節點，匯聚層選擇各省的省調作為節點，接入層選擇各市的地調作為接入點。接入網和骨干網之間通過BGP-4方式互聯，MPLS -VPN跨域這兩種連接方式進行數據交換和業務往來。接入網自身也可以通過骨干網來進行不同分區的相互訪問。

4.2 組網通道選擇優化

SCADA/EMS等電網實時信息和變電站的視頻監控圖像等信息數據需要傳送到電力調度總部的應急指揮中心，作為整個電網運行的數據分析依據。因此在骨干節點之間需要保證155M的帶寬來保證這些數據可以順利傳輸；接入層節點之間需要N×2 M bit/s的帶寬。電力調度數據網彼此之間一般采用光纖直連和IP over SDH、IP over WDM等方式，在具體的生產應用中應該根據不同的網絡規模來選擇合適的連接方式。

在接入網層面中，省調的電網規模較大，涉及的站點較多，如果所有220V以上的站點都采用光纖直連的方式會使用大量的纖芯，這樣就會使得纖芯資源不足以支持大規模的連接。新研發的DWDM系統和SDH光傳輸雙系統可以提供豐富的帶寬資源，因此可以在骨干網和省調接入網之間選擇采用IP over SDH、IP over DWDM方式進行組網。

4.3 網絡安全防護優化

電力調度數據網具有覆蓋范圍廣泛、交互多、技術更新較快，用戶使用范圍廣等特點。這些顯著的特點使得電力調度數據網的數據傳輸面臨著較高的安全隱患。電力調度數據網絡系統中存在著多種通訊方式和多種網絡協議的共同運行現象，使得整個數據網絡在數據信息的傳輸過程中數據被破壞、信息被篡改的幾率大大增加。除此之外，電力調度數據網不同的分層和不同的業務系統之間交互頻繁，會產生海量的數據信息，這些數據信息可能導致信息吞吐量過大，引起網絡的波動。電力調度數據網是一個承載各類電力生產信息的智能電網信息傳輸平臺，加強電力調度網的安全防護和自主控制能力，防止關鍵信息的泄漏、竊取是十分必要的。電網網絡的安全防護技術主要包括了防火墻技術、數據加密驗證技術、數據信息的物理隔離等等。防火墻技術和縱向加密技術聯合應用來保證不同的電力調度網之間的信息安全；在各調度端網絡和廠站端網絡之間使用加密裝置進行網絡的邊界保護；只有對電力調度網絡的各類數據進行加密保護，才能防止電網信息出現竊取和篡改的現象，保證整個網絡的數據安全，使整個電力調度數據網正常使用。

5 結束語

信息技術的不斷發展，使得電力通信技術也不斷提高，整個電力行業全面開展電力自動化建設。電力調度數據網為電力調度、運營和安全生產保駕護航。在日常的生產應用中，電力調度的管理部門需要加強對整個網絡的維護和管理，從路由設置、IP規劃等環節為突破點，不斷提高技術水平，保證電力調度數據網絡穩定、安全、高效的運營。作為電力工作者我們應當與時俱進，不管更新電力自動化管理技術，做到理論和實踐并行，敢于面對電力調度數據網在傳輸和發展中的技術挑戰，為行業的發展做出貢獻。

[1]侯康.淺談電力調度數據網及其維護[J].科技信息,2011(01)：772+784.

[2]吉亮,吳瑜.淺談電力調度數據網建設[J].科技資訊,2011(09)：138.

[3]譚賢柱,張眾發.電力調度數據網建設研究[J].電力系統通信,2012(11)：15-19.

[4]鄧亞芝,張莘茸.淺談電力調度數據網的組成及完善[J].科技資訊,2012(31)：27.

[5]孫新宇.淺談電力調度數據網及其維護[J].電子測試,2016(15)：92-93.

作者單位 烏蘭察布電業局 內蒙古自治區烏蘭察布市012000

任濤（1971-），女，內蒙古自治區烏蘭察布市人。大學本科學歷。技師。在烏蘭察布電業局從事調度自動化相關工作。