基于調度數據網絡技術的調度控制系統地區互備通信模式研究

崔政

【摘 ?要】隨著智能服務的深入發展，越來越多的設備、終端和服務連接到調度數據網絡。本文對智能電網調度控制系統的穩定運行和備用系統提出了更高的要求度數據網絡允許實現前端系統的相互收集和檢索以及后臺網絡的互連等功能，以滿足日益增長的增強和集成需求。

【關鍵詞】電力調度數據網;區域調度;組網方式;GRE

電力調度數據網絡是電力調度生產的專用數據網絡，是調度中心之間以及調度中心與生產中心之間實時數據通信的基礎設施。電”提供更好的生活條件，在人們的生活中重要的能源生產是整個網絡的國家電力系統電力生產中的一個重要的基礎設施，以及重要的運營服務，同時安全地管理網，與控制系統已安全運行尤為密切。

一、系統總體結構

智能電網調度控制系統由國家電網公司總部統一組織、集中開發。具體開發工作由中國電力科學研究院、國家電網電力科學研究院等科研機構負責。各級調度控制中心參與總體設計和功能設計。總體技術路線為：基于高安全硬件和軟件，使用多核計算機集群技術來提高系統的可靠性和處理能力，使用面向服務的體系結構（SOA）促進系統互連能力，最初的一個調度中心在10套獨立的應用系統，水平整合的基本平臺和四類應用程序（實時監控和預警、調度計劃、安全檢查，電網調度控制系統的調度管理。智能電網調度控制系統的研究和實現了世界上第一次滿足需求的大型電網調度電網統一建模、分布式實時數據庫，實時圖形遙視等關鍵技術，攻克的多級調度協調電網智能報警和協調控制，整個網絡聯合網絡安全預警等重大技術問題。與智能電網調度控制系統開發和成功的商業應用，促進調度控制技術的升級，實現電網調度的“橫向集成、縱向滲透”業務，實現實時監控的大電網從靜態到動態，從離線到在線穩定分析，事故處理從分散到協同作用，經濟調度從地方到全球主要的技術進步，提高互聯電網調度機構管理能力，廣泛優化資源配置能力和應對重大電網故障處理能力，確保電網安全穩定、經濟環保。

二、調度控制系統地區互備通信模式研究

以下電網為例，這個數據傳輸網絡由兩部分組成：骨干網和接入網，在骨干網要包括第一和第二數據平面，省調接入網和地調接入網是接入網絡。該網絡覆蓋所有地面電站直調以及35kV及以上變電站。

1控制系統的網絡通信要求。智能電網控制調度系統的區域互操作性意味著該系統是相互可用的。智能電網控制系統通過調度數據網收集區域內生產站和相互備用區域的信息，使系統在應用層相互準備。調度數據網絡在執行控制系統的互操作性中發揮著重要作用，特別是在以下幾個方面：（1）建立可靠的區域系統預收網。在正常情況下，A區和B區系統可以實時收集這兩個區域監測站的全部信息。在A區系統或核心網絡出現故障等特殊情況下，B區系統可以完成A區所有監測站的數據采集。（2）為區域系統提供可靠的交互式后臺辦公網絡。在系統正常運行的情況下，系統之間需要進行數據維護信息、檢查和維修卡信息的交互。（3）提供可靠的遠程工作站交互網絡。為適應縣域一體化系統的要求，為縣域企業建立遠程辦公網絡平臺。

2調度數據網絡結構優化。目前，該地區接入網僅與該地區骨干網跨域連接。調度數據網絡的當前網絡狀態。

地調接入網A與地調骨干網B之間缺乏備份鏈路，導致地調B有時無法采集地調A廠站的數據，無法滿足區域互備份系統的采集要求。提高收集和可靠性，和一個新的500千伏變電站接入網絡核心節點和骨干網絡互聯B和B訪問新的500千伏變電站的核心節點和骨干網絡互聯的過程，500千伏變電站作為接入網和骨干網絡中核心節點之間的第二網絡出口，優化調度數據網絡可以更好地滿足前面的區域為每個系統采集的要求。

3MSTP通信模式。智能電網調度控制系統互備地調系統之間通信，傳統的做法是基于MSTP網絡專線，目前地縣一體化系統地調與縣調之間的通信基于MSTP網絡專線，主要存在以下不足：MSTP通信方式。智能電網部署和控制系統之間的通信傳統上是基于MSTP網絡線路。目前，縣綜合部署和控制系統之間的通信是基于MSTP網絡線路的，不足的是：（1）網絡結構比較復雜，需要建立一個比較復雜的冗余結構，才能使綜合的區縣網絡具有冗余性。（2）二級安全設備部署相對比較復雜，為了使瀝青與縣之間的網絡通信更安全，需要音高和縣的邊界的通信鏈接部署在二次安全防護設備、瀝青、縣之間的溝通可能需要許多其他縣的邊界，導致二次安全防護設備部署和政策配置更為復雜。（3）使用更多的MSTP網絡資源。縣集成基于MSTP的棕色線網絡的網絡調度數據網絡提出了本文基于MPLS VPN隧道代替MSTP網絡控制系統的每一行之間的智能電網調度和通信系統模型，與MSTP網絡線路相比，基于調度數據網絡交換系統之間的通信模式具有以下優點：①網絡結構簡單，只需要將系統的后臺網絡連接到調度數據網絡的雙平面，而調度數據網絡的雙平面提供冗余的網絡信道。②二次安全設備部署簡單，只需要在系統后臺網絡和調度數據網之間部署二次安全防護設備即可。③節約網絡資源。由于測地系統中的私有IP地址無法在調度數據網絡中傳輸，因此需要NAT地址轉換或GRE隧道來實現測地系統之間的通信。調度數據網絡的雙平面可以滿足備用測地系統之間通信的冗余要求。BFD技術可以實現主、備用鏈路的快速切換。

4.GRE技術。GRE協議包括為某些網絡級別協議封裝數據消息，因此這些封裝的數據消息可以在另一個網絡級別協議中傳輸。GRE采用了隧道技術VPN的第三級隧道協議。隧道是一種虛擬的點對點連接，它提供訪問權限，允許在這種傳輸介質上傳輸封裝的數據消息，并在隧道的兩端分別封裝和解鎖數據。GRE協議有兩個主要用途：協議的封裝和私有地址的封裝。

5.BFD技術。為了保護關鍵的應用程序，將在網絡中設計一些冗余的備用鏈路。在發生網絡故障時，網絡設備必須能夠快速檢測故障并將流量切換到備用鏈路，以加快網絡收斂。目前，某些鏈接（如銷售點）允許通過硬件檢測機制快速檢測故障。但是，某些鏈路（例如以太網鏈路）沒有這種檢測機制。在這個階段，應用程序必須依賴于高級協議本身的故障檢測機制，高級協議的檢測時間都大于1秒。一些諸如OSPF路由協議，并且is-is fasthel-lo功能來加快檢測速度，但時間也不能精確探測到1秒多，FastHello僅是該議定書和特有的功能，無法快速檢測缺陷為其他規程。正是在這種背景下，開發了BFD協議，提供了一種獨立于介質和協議的標準化故障快速檢測機制。下列好處是可能的：（1）上的缺陷檢測設備之間的雙向傳輸的任何類型的公路網絡，包括物理、虛擬電路直接連接隧道、MPLSLSP多跳路和單向鏈路等。（2）有可能提供連貫的時間快速檢測和更高層次的不同應用程序。（3）檢測時間小于1s，加快網絡收斂，減少應用中斷時間，提高網絡可靠性。BFD應在兩個網絡設備上建立會話，以檢測網絡設備之間的雙向傳輸路徑，并服務于更高層次的應用程序。BFD本身沒有鄰居發現機制，而是通過告知鄰居它所服務的高級應用程序來建立會話。

本文利用調度數據網絡相關技術，實現了對調控一體化、地縣一體化、區域互備系統數據通信需求的有效支撐。下一步需要針對各種通信模式的安全性進行深入研究。

參考文獻：

[1]劉曉源.基于CIM/E的電網調度中心應用模型信息共享方案[J].電力系統自動化，2017，37（8）：1-5.

[2]王倩倩.調度自動化系統及數據網絡的安全防護[J].電力系統自動化，2017，25（21）：5-8.

（作者單位：山西省電力公司平順縣供電公司）