探討復(fù)雜大電網(wǎng)下電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)組網(wǎng)模式

許寶福

摘 要：近幾年，我國電力行業(yè)的得到了快速發(fā)展，數(shù)據(jù)調(diào)度運營水平也得到了進(jìn)一步提升，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的開展，IP業(yè)務(wù)的急速增加，對數(shù)據(jù)網(wǎng)技術(shù)提出了更高的要求。在復(fù)雜大電網(wǎng)的基礎(chǔ)下，對電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)組網(wǎng)模式進(jìn)行探討是必要的。

關(guān)鍵詞：大電網(wǎng) 數(shù)據(jù)網(wǎng) 網(wǎng)組模式

中圖分類號：TM73 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）11（a）-0020-02

電力調(diào)度的現(xiàn)代化管理需要電力調(diào)度網(wǎng)調(diào)度工作的支持。在電力調(diào)度過程中，對電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)進(jìn)行合理應(yīng)用，一方面可以降低網(wǎng)絡(luò)運行成本，另一方面也能是電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性得到進(jìn)一步提高。由此可見，對電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)組網(wǎng)模式進(jìn)行分析是必要的。

1 數(shù)據(jù)網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)選用準(zhǔn)則

電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)技術(shù)具有一定普適性、靈活性、協(xié)議性，因此在構(gòu)建過程中需要為了確保系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，要依據(jù)對以上幾項特點進(jìn)行充分考慮。此外，電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)機制在選擇過程中，具有較高的信息數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)采集保密性、管理性、技術(shù)前沿性等特點，因此，在數(shù)據(jù)網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)選擇上需要注意以下幾點內(nèi)容。

1.1 劃分網(wǎng)絡(luò)層次

復(fù)雜大電網(wǎng)數(shù)據(jù)網(wǎng)應(yīng)當(dāng)具備層次清晰、結(jié)構(gòu)清晰等特點，構(gòu)建網(wǎng)的目的也是確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。通過多年的研究，清晰層次使網(wǎng)絡(luò)中存在的問題能夠被清楚的解決，因此在電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的設(shè)計過程中必須要劃分好網(wǎng)絡(luò)層次。負(fù)載大電網(wǎng)具有分層數(shù)據(jù)傳輸、分布采集等特點。因此在化分層次上可以將其劃分為以下3個層次：（1）核心層，主要負(fù)責(zé)省內(nèi)電網(wǎng)運行的安全性，依據(jù)相關(guān)的準(zhǔn)則對發(fā)電以及運行管理進(jìn)行動態(tài)監(jiān)管，提高供電質(zhì)量，確保電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。將網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建成網(wǎng)狀，在電網(wǎng)運行過程中，可以減少路由器跳數(shù)，確保網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膶崟r性。（2）匯聚層，主要作用是對接入層的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯接。（3）接入層，通過星形網(wǎng)絡(luò)與接入層中的設(shè)備進(jìn)行連接，作為葉子節(jié)點[1]。

1.2 設(shè)計網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

網(wǎng)路的運行需要拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的支持，其對網(wǎng)絡(luò)性能有著決定性作用。現(xiàn)以某市部分地區(qū)的實際情況為例進(jìn)行分析。該市現(xiàn)存在傳輸Q和P網(wǎng)與新建設(shè)而成的光傳送網(wǎng)，在實際操作過程中將以上三網(wǎng)作為操作的基礎(chǔ)，并適當(dāng)?shù)呐c路由技術(shù)結(jié)合，依據(jù)寬帶需求，在詳細(xì)分析站點位置和光纜結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建一個OTN核心傳輸網(wǎng)絡(luò)的雙平面骨干網(wǎng)，由于承載Q和P的網(wǎng)絡(luò)傳輸，同時在操作過程中，需要在骨干網(wǎng)絡(luò)上將葉子節(jié)點接入[2]。

一般來說，復(fù)雜大電網(wǎng)電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)業(yè)務(wù)的橫向業(yè)務(wù)相對來說比較少，縱向業(yè)務(wù)則偏多，這對這一特點，在設(shè)計上為了盡量使網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變得簡單，在接入點與匯聚層設(shè)備進(jìn)行連接使用的為2ME1鏈路，如果在網(wǎng)絡(luò)在實際運行過程中流量偏大，鏈路聚合可以通過對IP-Trunk和點對點技術(shù)，從而對網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載能力進(jìn)行適當(dāng)擴(kuò)充。

2 數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)則

2.1 可靠性

我國電網(wǎng)在運行過程中經(jīng)常會發(fā)生各種各樣的故障，這對電網(wǎng)的運行十分不利，因此提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行意義重大。在電網(wǎng)運行過程中，為了確保電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性，應(yīng)當(dāng)對整個電網(wǎng)進(jìn)行動態(tài)監(jiān)控，并且應(yīng)當(dāng)通過自動化命令對電網(wǎng)能夠進(jìn)行控制[3]。由此可見，在復(fù)雜大電網(wǎng)下調(diào)度背景下，提高數(shù)據(jù)網(wǎng)運行的可靠性有著重要意義。目前N-1可靠性設(shè)計是主流電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)中重點強調(diào)的內(nèi)容，也是設(shè)計中比較常見的一種設(shè)計，但是由于復(fù)雜電網(wǎng)在運行過程中具有臨界性特征動力學(xué)行為，這也為網(wǎng)絡(luò)可靠性附加了不同的內(nèi)涵，網(wǎng)絡(luò)可靠性不僅體現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)對風(fēng)險的抵抗能力，同時也表示系統(tǒng)在運行過程中的保護(hù)業(yè)務(wù)的能力和自我治愈能力。因此，在電網(wǎng)運行過程中，如何在確保電網(wǎng)安全運行的基礎(chǔ)下，提高網(wǎng)絡(luò)效率，目前已經(jīng)成為了電網(wǎng)可靠性研究的一項關(guān)鍵問題。

2.2 隔離業(yè)務(wù)

在復(fù)雜大電網(wǎng)背景下，電路調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)十分復(fù)雜，在內(nèi)部網(wǎng)擴(kuò)中承載了監(jiān)視控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、管理系統(tǒng)、向量測量系統(tǒng)等對整個電網(wǎng)運行有著重要影響的各項系統(tǒng)。系統(tǒng)在電網(wǎng)運行過程能夠中，肩負(fù)著動態(tài)監(jiān)控、數(shù)據(jù)傳輸、實施分析等重大責(zé)任。需要注意的是，網(wǎng)絡(luò)所承載的業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)的要求情況也各不相同，由此可見在實際操作過程中通過對虛擬通道的應(yīng)用，實現(xiàn)對業(yè)務(wù)路由的隔離是必要的，對保證電網(wǎng)穩(wěn)定運行有著重要意義[4]。此外，在面對眾多業(yè)務(wù)系統(tǒng)時，對于服務(wù)優(yōu)先級的設(shè)置，應(yīng)當(dāng)通過流量工程實現(xiàn)，從而實現(xiàn)對業(yè)務(wù)的規(guī)劃和管理的目的。

2.3 帶寬

現(xiàn)代電網(wǎng)規(guī)模擴(kuò)大了，各個環(huán)節(jié)的相互連接的加強是目前電網(wǎng)發(fā)展的一個主要趨勢，因此在實際構(gòu)建過程中，為了提高電網(wǎng)對大電網(wǎng)的駕馭能力，將實施監(jiān)控業(yè)務(wù)、傳感測量業(yè)務(wù)都融入到控制系統(tǒng)中，建立在電網(wǎng)定義為功能性網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的帶寬預(yù)測的局限性充分的暴漏出來。因此，在電網(wǎng)構(gòu)建過程中，不僅需要考慮新加入業(yè)務(wù)所造成的網(wǎng)絡(luò)帶寬上級，而且在還需要對復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)在運行過程中，業(yè)務(wù)極具增多所帶來引發(fā)的一系列問題，預(yù)留出充足的帶寬冗余，從而確保網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅惩ㄐ院涂煽啃?。由此可見，百兆網(wǎng)絡(luò)、甚至千兆網(wǎng)絡(luò)都已經(jīng)無法滿足系統(tǒng)對帶寬的需求，因此在電力調(diào)度過程中需要不斷提高帶寬，相信在不久的將來，萬兆帶寬即將到來。

3 分析電力調(diào)度數(shù)據(jù)組網(wǎng)

3.1 路由方案

路由方案指的是電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)中，針對電網(wǎng)運行中涉及到的骨干路由相關(guān)及地址設(shè)計，其中主要包括的內(nèi)容還有邊界協(xié)議以及內(nèi)部網(wǎng)管協(xié)議承載。目前，電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)組網(wǎng)局域網(wǎng)采用的協(xié)議狀態(tài)通常都為開發(fā)式鏈路狀態(tài)協(xié)議，從而事項最短協(xié)議傳輸。

此外，在通信網(wǎng)絡(luò)中，構(gòu)建路由自治域與IP的設(shè)計有著密切聯(lián)系，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)受網(wǎng)路規(guī)模的直接影響。因為數(shù)據(jù)網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜，但層次十分清晰，因此在構(gòu)建方式上可以選擇多穿越自治域和單自治域相結(jié)合的方式。通過該方式，一方面使網(wǎng)絡(luò)的彈性和穩(wěn)定性得到了提高，便于擴(kuò)張，另一方面也可以實現(xiàn)對其他層次的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行隱藏，從而是路由計算變得更加簡單化，提高了網(wǎng)絡(luò)的安全性和路由的收斂速度，并且可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)匯聚，提高了尋址效率。

3.2 部署業(yè)務(wù)通道

復(fù)雜大電網(wǎng)下電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)需要承載龐大的業(yè)務(wù)量，在點電網(wǎng)運行過程，為了確保處于不同安全等級的業(yè)務(wù)之間的相互隔離，需要進(jìn)行MPLS（Multi-Protocol Label Switching） VPN（Virtual Private Network）部署，從而確保系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)信息能夠滿足安全運行的需求。MPLS本身可以提供流量，在運行過程中可以實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)資源的優(yōu)化配置，從而提高系統(tǒng)的可靠性和可用性，對系統(tǒng)在運行過程中出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)故障進(jìn)行自動修復(fù)，避免事故造成的不良影響進(jìn)一步擴(kuò)大。針對業(yè)務(wù)的劃分可以依據(jù)安全等級的不同，分為不同的VPN，從而使數(shù)據(jù)的通信能夠?qū)崿F(xiàn)高速、安全、跨地域。

目前，我國多數(shù)的電網(wǎng)在電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)過程中使用的都為MPLS三層VPN技術(shù)，通常分為以下兩種：（1）非實時VPN，主要制定是處于安全Ⅱ區(qū)的所有任務(wù)，也就是非生產(chǎn)區(qū)控制業(yè)務(wù)，主要包括的業(yè)務(wù)有：不具有控制功能的批發(fā)交易業(yè)務(wù)和生產(chǎn)業(yè)務(wù)，或系統(tǒng)不對其進(jìn)行控制的部分。（2）實時VPN業(yè)務(wù)，指的是處于安全Ⅰ區(qū)的業(yè)務(wù)，與Ⅱ區(qū)的業(yè)務(wù)存在較大差別，該區(qū)域的業(yè)務(wù)具有動態(tài)監(jiān)控功能，或者在運行過程中負(fù)責(zé)監(jiān)控的部分。非實時和實時VPN兩者的業(yè)務(wù)利用交換機計入到供應(yīng)商邊緣旅路由器的不同端口中，同時對VPN的劃分應(yīng)當(dāng)在PE（Provider Edge Router）設(shè)備中完成MPLS中具有差異性的VPN通過VPN實例隔離濾油器。

為了節(jié)約帶寬資源，確保業(yè)務(wù)傳輸效率，在骨干網(wǎng)絡(luò)搭建過程中，通常采用供應(yīng)商PE、核心路由器（P）、邊緣濾油器（CE）三者相互結(jié)合而構(gòu)成一套完整的MPLS VPN網(wǎng)絡(luò)。但是，因為P、CE兩者在實際應(yīng)用過程中，都不具備隔離業(yè)務(wù)的能力，與目前的實際情況相比，復(fù)雜大電網(wǎng)規(guī)模更加復(fù)雜、結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜、安全等價要求更高，因此該組網(wǎng)目模式已經(jīng)備淘汰。為了，使網(wǎng)絡(luò)具有隔離不同業(yè)務(wù)的能力，網(wǎng)絡(luò)中涉及到的節(jié)點都設(shè)為MPLS VPN的PE節(jié)點依據(jù)邊界網(wǎng)協(xié)議，建設(shè)Inner BGP，IBGP（BGP）連接，運行BGP協(xié)議，并對其進(jìn)行適當(dāng)擴(kuò)展，從而完成MPLS VPN信息和路由之間信息的傳遞。復(fù)雜大電網(wǎng)與一般電網(wǎng)相比，規(guī)模更加龐大、連接關(guān)系更加復(fù)雜，這對路由器的處理來說是一個巨大的挑戰(zhàn)，在實際運行過程中為了盡量降低IBGP數(shù)量，在連接過程中可以采取多跳跨域互聯(lián)與反射策略相連接的方式實現(xiàn)最終的目的。

4 結(jié)語

近幾年，隨著我國電力行業(yè)的發(fā)展，電網(wǎng)智能化得到了進(jìn)一步提高，復(fù)雜大電網(wǎng)時代已經(jīng)來到，電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)是支撐電網(wǎng)運行的關(guān)鍵，因此對其進(jìn)行科學(xué)合理的探討是必要的，文章對電力調(diào)度數(shù)據(jù)組網(wǎng)中涉及到的一系列內(nèi)容進(jìn)行了分析，并針對電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)組網(wǎng)模式的建立給出了相應(yīng)的意見，希望對促進(jìn)我國電網(wǎng)行業(yè)的發(fā)展能夠有所幫助。

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