浅析电力调度自动化系统网络技术

赵明武 蔡晓峰 胡明清/沈阳华创风能有限公司

浅析电力调度自动化系统网络技术

赵明武 蔡晓峰 胡明清/沈阳华创风能有限公司

为满足日益复杂的电网运行方式，电力调度自动化系统越来越成熟，电网调度自动化已是大势所趋。高性能、高可靠性、扩展性、标准化和可管理性的电力调度自动化系统网络，能灵活地根据需求提供不同网络服务保证，因此需要做好电力调度自动化系统网络建设。本文重点从电力调度数据网和调度自动化系统两部分探讨了电力调度自动化系统网络建设的要点。

电力调度自动化；网络；建设

一、电力调度自动化系统网络

最早的电力调度自动化网络系统出现在上世纪80年代末90年代早期。早期的电力调度自动化网络系统只是简单的生产系统，最先进的也不过是把几台至十几台计算机用同轴电缆或双绞线通过集线器的方式互联到一起，简单地划分各机器的功能，从而实现了电力调度自动化的网络化。电力调度自动化系统互联在早期采用专线方式进行。到上世纪90年代中后期电力调度自动化系统网络和管理系统互联逐渐被广泛的实用，很多互联是通过交换机或路由器方式进行的物理直连。渐渐地由于电力系统需要电力调度自动化系统数据的其他系统很多，越来越多的系统被接入。很多被接入的系统有和因特网互联，这使得电力调度自动化网络系统直接或间接地与因特网有了物理连接。

电网调度技术的网络化设计主要包括电力调度数据网和调度自动化系统两部分。下面对这两部分进行分析介绍。

二、电力调度数据网

调度自动化数据是电力调度系统中最重要的业务数据，此外电力市场技术支持系统需要的数据支持，这些数据都需要很高的实时性。因此，为了满足电网的实时监视控制和电力市场等实时业务需求，电力调度数据网必须是一个高实时性网络，提供有保证的端到端延时。电网调度技术不断发展，电力调度数据网承载的业务也在不断发展。EMS/SCADA系统仍然是电力调度最基础、最要害的业务；传统上使用专用通道传输的电网事故信息和继电保护信息，开始向数据网络转移。此外调度生产治理系统，水调自动化系统，电力市场技术支持系统都需要电力数据网承载。业务系统的不断发展对调度数据网络提出更高要求，多个要害系统在同一数据网络承载，保证不同业务系统间的有效隔离、保证业务系统的安全，是调度数据网建设的重要要求。

（一）网络可靠性

为了提高电力调度数据网的运行可靠性，避免因网络中断引发系统故障，应该使链路的无关系满足N-1原则，从而在电力调度数据网络中出现单点故障时，不会造成多条链路的中断，避免由于网络的分区分裂造成的网络瘫痪。采用分布式体系结构：分布式体系结构是提高可靠性的基础，与集中式体系设备相比较，分布式体系设备除性能可以通过插入更多的接口处理板提高整体性能外，更为关键的是将

管理、路由转发、接口处理等功能分配在不同的部件上，协同工作，分布式体系可以分散故障风险、隔离故障、提供冗余配置，提高系统的自动恢复能力；如管理部件故障，只需要更换这部分板件，不影响其他功能。而且，分布式体系结构可以提高组网的物理可靠性，如在调度网环网组网中，每个骨干节点都有多条接口与相邻的节点或本地互联，从路由上提高了可靠性。如果采用是集中式体系，则当节点设备出现故障时，这个节点所有接口都会失效，造成节点所带网络的中断；而采用分布式结构时，这些接口可以分别配置到不同的接口处理板上，这样，无论这台设备的管理单元、交换转发单元，还是单一接口出现故障，都可以保证至少有部分路径是连通的，降低网络中断的危险。

（二）网络性能

电力调度数据网络的设计应综合考虑网络的规模、拓扑结构、设备配置以及带宽和传输质量要求等多种性能指标。网络延迟，包丢失率、网络收敛时间，可用率等技术指标是衡量电力调度数据网络性能的关键指标。标准化网络能够对数据传输提供“尽力而为”的服务，基于先进先出的机制，对所有报文同等对待，对其传输的可靠性，时廷性能不提供保证。当网络稳定且流量恒定时，调度组网的性能指标符合业务要求。当业务量增加引起网络流量增加时，也可以通过带宽的扩充予以解决。当网络故障引起拥塞和流量突增时，需要对实时性强的调度业务进行可用性保障。在电力调度数据专用网络上部署QO$应不增加系统的复杂度，同时保障网络的可管理和可维护性原则。如果能够使网络核心部分简洁，网络边缘略微复杂，仍然是一种较为理想的方案。

（三）网络管理

随着网络基础架构日趋复杂，传统的设备命令行、简单的管理工具已经不能够满足网络管理的需求。业界的经验证明，选择一个优秀的网络管理系统是保证网络最大可用性的有效手段。网络管理通常可以通过带内和带外两种方式实现。综合考虑成本和技术时，电力调度网络通常采用带内管理的方式。管理系统采用集中式管理，通过建立集中系统进行整个网络的管理，主要负责网络的主机系统管理、网络设备管理和网络应用管理。所用的设备信息都将存储在网络中的数据库中，各地的网络设备将统一交由地区网络管理中心进行处理。建立地区网络管理中心系统，负责网络的管理。网络管理系统应提供灵活的浏览器形式的客户端，并对各种网络设备进行统一的管理。网络管理系统应具有以下功能：故障管理、设备管理、拓扑管理、配置管理、性能管理、安全管理、计费管理等等。与此同时，网络管理系统应该为用户提供二次可开发的网络接口。

三、调度自动化系统

（一）安全性和可靠性

安全性与可靠性是系统建设的首要要求。安全性要求系统采用安全的分区，必要时设置硬件防火墙、软件防火墙及相应的数据隔离装置，保证不同的系统、不同的功能在自己分区范围内实现；系统可靠性要求对系统所用硬件设备及软件功能要超前配置，对系统实行双机双网双电源等的冗余配置，提高系统的运行率和可靠性。

（二）开放性和可扩展性

系统应遵循国际IEC61970标准，采用通用的操作系统及数据库技术，駣用大众的通信协议，以便系统能够满足多种系统和软件的接入，并且对于系统的重建或升级改造都能够提供很好的支撑。

（三）先进性和实用性

在系统的选型上既要满足于系统实用化的要求，由要具有友好的界面、图模一体化功能、方便用户使用，符合自动化系统设计的各项指标。同时，选择一些较高配置的硬件，保证先进性。

（四）灵活性和易维护性

系统功能要灵活方便，硬件配置要能够“即插即用”，软件要能够方便安装与使用。系统的维护上面又能做到易学易用，面对对象，直观方便的去维护系统的运行。

（五）实时性和共享性

系统应能够实时保存数据到内存中，同时又能分布实现其他计算功能。在数据的使用上面，既能满足实时数据库的调用、查询，又能满足历史数据库的统、计、计算。能够在不同安全区域内，通过有效的控制手段，实现系统与系统之间数据的共享，可根据情况灵活的调配使用系统资源。

[1]孙育生.调度自动化系统远动技术网络化的研究[J].中国科技博览,2012年28期.

[2]曹艳,高宏.调度自动化系统远动技术网络化的研究[J].机电技术,2012年2期.