吴炎彬
(国网河南省电力公司驻马店供电公司,河南驻马店,463000)
智能化电力调度数据专网建设分析
吴炎彬
(国网河南省电力公司驻马店供电公司,河南驻马店,463000)
结合电力调度自动化发展方向,指出当前地市电力调度专网存在的问题。根据智能化电力调度数据专网结构,设计了智能化电力调度数据专网建设具体方案,对电力调度数据专网关键技术、网络结构及业务接入类别与方式等进行了重点分析,以期为智能化电力调度数据网建设提供借鉴。
智能化;电力调度;数据专网;建设方案
近年来,随着智能电网概念的提出,国家对数字化变电站的重视程度加深,对安全电力监控系统的安全性、可靠性、灵活性等要求也更高。而电力通信网络作为当前电力监控系统的重要内容,在通信网络技术逐步发展与进步的条件下,已逐渐由传统的语音业务向数据业务转型,以IP技术为基础的宽带数据网络成为主流。因此,建设智能化电力调度数据专网取代专线通道传输方式,成为电力监控系统重要数据的承载通信网,是电力调动自动化发展的必然要求,也是21世纪信息时代电力事业发展的重要趋势。
1.1 网络可靠性低
目前,各地市电力调度专网一般为星型结构,未进行网络分层,以各地调主站为网络核心,以端到端的连接方式实现与网络末端子站的连接,主、子站间的连接保护路径不完善,导致网络不具较高的可靠性。
1.2 网络传输速率低
在星型结构及专线通道传输方式限制下,主、子站通过串口连接,自动化信息的传输速率仅可达到64kb/s,传输速率明显不高。
1.3 传输路由便利性差
在星型结构下,主、子站的连接仅可进行彼此间联络,而现今的电力调度中,变电站运维仍采用大量疾控模式,再考虑到目前的自动化网络模式,子站的信息和数据只能通过主站向集控站传输,路由传输方式便利差,同时也不利于日常的网络运行与维护。
电力系统是包含了发电、输电、变电、配电、用电各环节内容的电能生产系统,整个电力系统智能化水平既决定着系统电能质量,又关系着五大环节中系统的调度自动化情况。由于电力调度数据网依赖于电力调度的专用数据传输网络,且与电网调度自动化密切相关,本文首先分析了电力调度数据网结构,如图1所示。
图1 电力调度数据网结构
如图1所示,电网调度数据网络结构包括核心层(中调)、汇聚层(地调)和接入层。核心层通常是由当地电力调度控制中心担任,是整个数据结构网络的核心;汇聚层是由不同的城市担任,通过双归属方式与核心节点、汇聚节点连接;接入层主要实现各变电站的接入,是电能传输的末端环节。
3.1 电力调度数据网关键技术分析
单子其将死乎!朝有著定,会有表,衣有禬,带有结。会朝之言,必闻于表著之位,所以昭事序也。视不过结禬之中,所以道容貌也。言以命之,容貌以明之,失则有阙。今单子为王官伯,而命事于会,视不登带,言不过步,貌不道容,而言不昭矣。不道不共,不昭不从,无守气矣。[注]本文引用的《左传》为中华书局影印清嘉庆刊本《春秋左传正义》(北京:中华书局,2009年)。为行文流畅,仅在需要说明处出注。
3.1.1 虚拟专用网(VPN)技术
虚拟专用网是依托于传统物理网络平台形成的逻辑性网络,其优势在于不同网络节点间需要建立起端到端的物理链路,数据传输通过逻辑链路实现,可跨越地域限制形成逻辑子网。不同的VPN一般可满足不同的业务需求,在电力调度数据网中,VPN技术实现了各节点业务的互联互通。
3.1.2 数据流连接重组技术
在电力调度数据网的TCP/IP协议中,传输层包括TCP、UDP、ICMP三种类型,如传递用户数据信息的TCP具有提供可靠的字节流的传输控制协议,主要用于监控数据网络中网络原子事件的生成。在进行连接重组时,事件生成引擎会监听SYN请求数据包、SYN+ACK响应包、ACK确认包等事件,经确认无差错后将其加入到全局连接链表中。若TCP连接的两端发出的FIN数据包成功被事件生成引擎所监听,则全局连接链表中的连接将会被删除,数据流连接重组结束。
3.1.3 分析机网络对象建模
分析机网络对象建模则是为了实现对TCP 连接建立事件,TCP 数据包到达事件等各调度数据网络原子事件进行维护。以某窃密程序下载文件的网络Session会话为例,整个Session会话包含了数据流及控制流时序图,通过运用分析机网络对象建模技术,在分析引擎接收到下发行为簇事件时,可记录该事件的时间和事件簇所在连接ID,以此达到对该电力系统的实时控制,提升整个电力调度数据网络的安全性。
3.2 网络结构
以国家电力调度数据网络总体技术方案,以及网络拓扑设计要求为依据,本文所设计的电力调度数据专网网络构架采用分层结构,包括核心层、汇聚层和接入层。
(1)核心层:采用双核心结构,分别设置在地调及第二汇聚点。第一核心是地调接入网第一出口,选择通过背靠背方式与本地骨干网双平面节点进行连接,第二核心是调度接入网第二出口,选择通过155M的CPOS口与其他地调、省调骨干网双平面节点进行连接。
(2)汇聚层:设置在各县调和220 kV枢纽变电站,选择双节点方式,分别设置在各县调,和县调管辖范围内110 kV枢纽变电站,通过CPOS方式实现核心和汇聚节点的互联互通。其中,县调两个汇聚节点间通过8×2M互联,各汇聚节点通过8×2 M与两个不同的核心节点进行连接。
(3)接入层:设置在220 kV及以下变电站。其中,地调直调变电站通过2×2M就近接入到两个不同的220 kV枢纽变电站汇聚节点,县调直调变电站通过2×2M接入县调两个汇聚节点。
3.3 业务接入
3.3.1 接入业务类别
电力系统中应用业务包含的分类方法较多,如生产控制业务和管理信息业务。本文所设计的电力调度数据专网,主要完成电网调度自动化系统生产控制业务任务。
3.3.2 业务接入方式
变电站端业务系统通过实时和非实时交换机接入。调度端应用系统全部接入骨干网,变电站端应用系统接入相应接入网。220k及以上变电站的变电站端业务系统,两个网口应接入不同的接入网,110 kV及以下变电站的变电站端业务系统,直接接入地调接入网的网口应不少于1个,并实现与地调主站双平面的对调。
[1]支济欣.电力调度数据网传输通道优化配置研究[J].中国高新区,2017,(11):100.
[2]郭伟.浅谈电力调度数据网建设[J/OL].河南建材,2016,(05):237-238.
[3]皮薇薇.郑州电力调度数据通信专网建设规划[D].郑州大学,2010.
Fluke 发布729全自动压力校验仪
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Construction of intelligent power dispatching data private network
Wu Yanbin
(State Grid Henan electric power company, Zhumadian power supply company, Zhumadian Henan,463000)
Combined with the development direction of power dispatching automation, the existing problems of current city power dispatching private network are pointed out According to the structure of intelligent power dispatching data network, design a specific construction scheme of intelligent power dispatching data network, the power dispatching data network technology, network structure and service access categories and modes are analyzed, in order to provide reference for the network construction of intelligent power dispatching
intelligent; power dispatching; data private network; construction plan