地区电力调度数据网组网结构优化提升实践

解 璐

（国网汉中供电公司，陕西 汉中 723000）

1 理论依据

1.1 调度数据网络构架

电力调度数据网络是电网自动化水平和安全稳定运行的根本保障。根据电力调度数据网络的相关要求以及国家电力相关网络建设规范，按照统一规划和设计的原则实施优化方案[1-3]。

网络层次结构方面，地区电力调度数据网节点多，网络规模大，其总体结构应采取分级、分层、多自治域设计。按标准网络分层设计，可分为核心层、骨干层以及接入层。核心层为网络业务的交汇中心，一般只完成数据交换的功能；骨干层则位于核心层与接入层中间，负责网络层内数据交换和层间业务的汇聚与分发；接入层将变电站、用户等业务接入网络，实现质量保证和访问控制[4,5]。

根据网络层级，在节点规划上分为接入节点、骨干节点和核心节点[6]。接入节点是数据网络的终端节点，可以进行访问控制和质量保证，其功能是使用户能够访问业务网络；骨干节点是接入节点与核心节点之间的主干节点，具有一定的网络扩展能力，能够有效实现数据在子区域内的相互交换功能以及相关数据的分布和汇聚；全网业务的交汇中心则是在核心节点，它的主要功能包括实现高速数据交换、集中对各种有效数据进行管理。

1.2 实施中的关键点和难点

1.2.1 网络优化结构搭建

网络IP路由规划要规范，使用要合理，同时要兼顾提高网络的可扩展性、可用性。针对地区调度系统特点，适应地区各应用系统的需求，建设满足实时性、安全性、可靠性的数据网络体系。在优化中做好汇聚网与地调核心路由的交互，使其能够充分满足电力调度网络的相关需求。在路由修改配置中需要根据电力监控系统安全防护要求对系统安全进行控制保护。

1.2.2 保证优化过程中电力调度网络数据交互

电力调度数据网络应分析系统各类业务数据，保证实时区和非实时区的数据带宽有效，确保不同区域网络数据的有效传输，保证生产控制大区和信息管理大区数据的有效交互。同时，保证在用业务不中断以及网络构架的全面优化。

2 实施方案和路径

2.1 对现有电力调度数据网网络构架进行优化。

现有地区电力数据网的网络构架为地调核心与备调核心独立接入模式，厂站为星型接入构架，小水电和用户接在汇聚节点。随着接入厂站的不断增多以及变电站延伸业务的接入，会导致地调核心路由压力增大，产生核心与汇聚接入能力不均衡的问题。

针对现有结构（见图1），调整厂站接入模式。优化后的地区电力调度数据网网络构架如图2所示。将所辖厂站进行所属地域划分，根据所属地将区域厂站调整接入至相应的汇聚节点，规范接入厂站；依据现有调度数据网接入模式，将小水电、用户等逐步改造为安全接入区模式接入，实现调度直控对象经管理信息大区录入电力工控系统，实现数据共享。

图1 现有地区电力调度数据网网络构架

图2 优化后地区电力调度数据网网络构架

2.2 全面优化管理信息大区网络结构

目前，管理信息大区具有以下问题：网络结构不清晰，交换机连接混乱，网络存在环路；区域之间的防火墙设备老化，不具备新版本防火墙的部分功能；IP地址应用不规范，内外网地址混用，不利于网络管理。针对以上问题，需要对管理信息大区内所有的业务设备地址进行全面梳理，优化整改网络结构，使其在满足要求的前提下规范配置，具体步骤如下：对内外网络地址进行梳理，规范管理信息大区所有主机IP地址；更换老旧设备，配置新版华为防火墙，将管理信息大区所有用户IP逐条细化配置于防火墙，并增加至上行调度网络链路专线。

2.3 对厂站节点带宽进行全面扩容

数据采集与监视控制系统（Supervisory Control And Data Acquisition，SCADA）、网元管理系统（Element Management System，EMS）等电网实时数据及变电站站内信息需要传至主站各应用系统，供业务分析使用。电力调度数据网之间根据各级网络规模大小灵活选择，采用无源光纤分路器（Passive Optical Splitter，POS）直连或IP over SDH、IP over WDM等方式连接。在接入网中，电网规模较大的省调接入网涉及站点较多，若每个110 kV及以上变电站均采用光纤直连接入将占用大量纤芯，现有常用的110 kV线路上光纤大多采用24芯，为省地通信共同使用，但是现阶段纤芯资源不足。

目前，地区电力调度数据网厂站接入均为主调、备调分别采用一个E1接口，传输设备以CPOS光接口提供155 Mb/s实现厂站路由节点与核心层数据网络通信，总体容量限定在63×2 Mb/s，每个厂站主备节点带宽均只有一个2 Mb/s。随着变电站主辅设备全面监控系统的接入，对数据传输提出了更高的要求，应对厂站节点与主调和备调的互联链路千兆带宽进行扩容，提升带宽达到N×2 Mb/s。

2.4 实施中的安全防护措施

电力调度数据网由于组网结构具有层级多、交互多、技术新、用户接入情况复杂等特点，在当前面临着很大安全风险。系统中的多种通信方式、网络协议并存使得电力调度数据网络更加复杂，数据在传输过程中存在着篡改和破坏的危险。各个系统之间交互频繁，海量的信息数据可能会造成数据的吞吐量过大，从而引起网络波动和业务过载。作为智能电网信息数据的传输网络，地区电力调度数据网承载着当地生产运行中调度指令、应急等多种关键指令。因此，须加强电力调度数据网之间的安全防护和自主控制，严防系统关键业务信息数据被窃取或篡改。

3 实施效果

全面优化了地区电力调度数据网组网结构，网络构架清晰，均衡了汇聚路由和核心路由的接入能力，转移减轻核心节点的压力，对日常运维排查分析故障提供便利；解决了多主机通信模式下可能引起的通信主机干扰、争夺与厂站管理机的通信，造成系统通信网络冲突，数据通信失效的问题；满足了各系统业务对电力调度数据网网络安全性和实时性的不同要求，创造了管理类业务与实时类业务有效流转的网络条件。通过网络带宽容量的提升，在不影响现有业务传输的前提下充分满足了变电站主辅设备全面监控系统数据传输的要求。

4 结 论

地区调度数据网结构和带宽的全面优化，加快调度自动化运维人员对变电站通道中断故障判断处理速度，减少了故障判断定位的时间，简化定位一次故障分析处理的流程，节约人工费和时间。电力调度数据网络的安全可靠是保证电力工控系统安全运行的重要支撑，通过对地区网络结构优化和带宽扩容，增强调度自动化系统业务数据传输的可靠性和网络的安全性。