合理優(yōu)化電網(wǎng)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)建設(shè)探索

□任 峰 張國斌 王黎軍 李曉斌

為了保障國網(wǎng)中的智能電網(wǎng)可以安全、可靠地運行，合理優(yōu)化與建設(shè)電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)顯得尤為重要。國網(wǎng)電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)是通過虛擬的專用局域網(wǎng)絡(luò)VPN，并發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢，實現(xiàn)了電力系統(tǒng)各級調(diào)度中心之間的信息相通、調(diào)度中心與相關(guān)發(fā)電廠之間的聯(lián)系、變電站與變電站之間交流的及時性。主要是通過專用通道的交換設(shè)備IP 路由器組成的虛擬網(wǎng)絡(luò)，通過網(wǎng)絡(luò)操作完成國網(wǎng)電力系統(tǒng)內(nèi)公用的電力信息電能量的計費系統(tǒng)、繼電保護的信息管理系統(tǒng)、動態(tài)預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)、安全自動裝置等信息在SDH 或PDH 層面上的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)。

一、電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)層次

(一)電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)層次中的核心層。電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)層次中的核心層主要是由省電力調(diào)度中心與地區(qū)電力調(diào)度中心的核心路由器組成的，屬于電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的主干部分。電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)層次中的核心層的工作內(nèi)容是:一是建立220KV 電壓的變電站;二是提供統(tǒng)一調(diào)度發(fā)電廠的網(wǎng)絡(luò)接入功能;三是運用具有強大性能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與安全可靠的網(wǎng)絡(luò)拓補結(jié)構(gòu)完成電力報文等文件信息的高速轉(zhuǎn)發(fā)。

(二)電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)層次中的骨干層。電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)層次中的骨干層主要是由地區(qū)電力調(diào)度中心、部分縣級電力調(diào)度中心以及以集控站為主的監(jiān)控中心的路由設(shè)備組成。工作內(nèi)容是負責(zé)匯接好一定管轄區(qū)域內(nèi)的所有的接入層節(jié)點的電力信息管理工作。例如:電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的實時監(jiān)控業(yè)務(wù)，是實現(xiàn)能量管理系統(tǒng)(簡稱EMS)與遠程終端控制系統(tǒng)(簡稱RTU)、變電站的自動化系統(tǒng)、地級或者縣級電力調(diào)度中心、市級電力調(diào)度中心或者縣級電力調(diào)度中心等之間的電力信息數(shù)據(jù)的實時傳輸。

(三)電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)層次中的接入層。電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)層次中的接入層的工作是將電力信息數(shù)據(jù)匯入骨干層，負責(zé)各個電力調(diào)度點的業(yè)務(wù)接入。工作內(nèi)容包括:一是發(fā)電、用電、聯(lián)絡(luò)線的交換計劃;二是聯(lián)絡(luò)線的檢測與考核;三是調(diào)度生產(chǎn)運行的日報、月報、季報的報表;四是保護安全自動裝置的相關(guān)管理數(shù)據(jù)，以及包括調(diào)度票、操作票、檢修票在內(nèi)的票據(jù)數(shù)據(jù)管理業(yè)務(wù)、故障錄波、電能量計量計費信息等等。

二、合理優(yōu)化電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)建設(shè)的實施策略

合理優(yōu)化電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)建設(shè)的實施策略中包括:虛擬的局域網(wǎng)技術(shù)、設(shè)計路由策略、設(shè)計IP 規(guī)劃方案與網(wǎng)絡(luò)節(jié)點、加強調(diào)度人員的素質(zhì)培養(yǎng)四個部分。

(一)虛擬的局域網(wǎng)技術(shù)。虛擬的局域網(wǎng)技術(shù)(簡稱VPN)是指網(wǎng)絡(luò)站點不受地理位置限制，可以根據(jù)需要建立不同邏輯的子網(wǎng)的一種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)。虛擬局域網(wǎng)(簡稱Vlan)根據(jù)業(yè)務(wù)的不同需求可以分為:EMS 型局域網(wǎng)、自動化型局域網(wǎng)、保護型局域網(wǎng)、模式型局域網(wǎng)、調(diào)度型局域網(wǎng)等等。每一個Vlan 之間的關(guān)系是不相通的，使用的Vlan 端口也是不一樣的，端口上的網(wǎng)關(guān)是整個Vlan 公用的，每一個Vlan 控制著一個子網(wǎng)。因此，VPN 的工作主要是解決Vlan 工作站點與該網(wǎng)關(guān)的通訊后，該網(wǎng)關(guān)在為這些數(shù)據(jù)尋找路由設(shè)備，將IP 地址與網(wǎng)關(guān)中的地址保持一致，設(shè)置好相應(yīng)的網(wǎng)關(guān)和掩碼就可以實現(xiàn)電力信息的數(shù)據(jù)包傳輸工作了。

(二)設(shè)計好路由策略。電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的路由策略，首先要從路由協(xié)議(簡稱OSPA)開始著手，為了減少帶寬占用率，根據(jù)路由器的主干域和子域的協(xié)議支持結(jié)構(gòu)，可以將主干域和子域進行分散路由處理。然后要保障電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)主干區(qū)域的連通性，即使出現(xiàn)子域的某種Vlan 斷開的現(xiàn)象，也要完全保證主干域的穩(wěn)定運行。為了保證電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的可靠性與冗余性，在電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)結(jié)構(gòu)部署方面可以分為子域模塊與OSPA 區(qū)域模塊。其中的子域模塊是將邊界路由器(簡稱ABR)設(shè)置在省電力調(diào)度節(jié)點亦或是比較重要的地級電力調(diào)度節(jié)點中，并將每一個子域都采用分布式體系結(jié)構(gòu)，以維持與保證電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的彈性管理;OSPA 區(qū)域模塊指的是OSPA 中0～7 的8個區(qū)域，其中的區(qū)域0 指的是地級電力調(diào)度節(jié)點與省電力調(diào)度中心的相互聯(lián)系的路由器接口;區(qū)域1～7 各地級電力調(diào)度節(jié)點與管轄范圍內(nèi)的下水變電站之間聯(lián)系的路由接口。

(三)設(shè)計IP 規(guī)劃方案與網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。為了保證電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的地址的唯一性，電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)地址編碼、分配應(yīng)該是與網(wǎng)絡(luò)拓補、地址管理體制結(jié)合實施的。因此，電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)地址編碼應(yīng)該采用30 位掩碼的分配方式，每一條連接通道采用一個子網(wǎng)網(wǎng)段。例如:核心層與骨干層節(jié)點之間的連接有10 條鏈路，那么就需要10 個子網(wǎng)網(wǎng)段。接入層與骨干層之間的鏈路如果是120 個變電站，其中的110VA 的變電站100 個，按照上聯(lián)鏈路的單鏈路方式計算，一共需要100 個子網(wǎng)網(wǎng)段;而330VA 的變電站20 個，按照上聯(lián)鏈路的雙鏈路方式計算，一共需要40 個子網(wǎng)網(wǎng)段。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的設(shè)置，在核心層、骨干層與接入層上的設(shè)置有相同之處也有各異之處。由于核心層、骨干層與接入層都是對安全性有要求的，因此都適合采用的設(shè)備是路由器+交換機。核心層的特點是整個地區(qū)調(diào)度中心的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，并且對可靠性的要求是非常高的。路由器通過與太網(wǎng)的快速相連，將站點設(shè)備數(shù)據(jù)備份。骨干層是各個縣級電力調(diào)度中心數(shù)據(jù)的匯聚節(jié)點，與接入層的業(yè)務(wù)接入的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)置更復(fù)雜些。

(四)加強調(diào)度人員的素質(zhì)培養(yǎng)。由于電力數(shù)據(jù)網(wǎng)的運行工作是由電力調(diào)度人員操作執(zhí)行的，因此，電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的調(diào)度人員是電網(wǎng)安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟運行的重要保障，電力數(shù)據(jù)網(wǎng)的調(diào)度人員的技術(shù)素質(zhì)直接決定了電網(wǎng)安全運行措施的落實情況，加強電力調(diào)度人員的素質(zhì)培訓(xùn)，不但可以使電力調(diào)度人員成為一名合格的指揮者、出色的高素質(zhì)者?？梢栽陔娏π袠I(yè)里通過理論學(xué)習(xí)與技能訓(xùn)練，逐步成為專家型的人才，而且可以為國家電網(wǎng)的電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的科學(xué)發(fā)展保駕護航。

三、結(jié)語

綜上所述，電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)建設(shè)的合理優(yōu)化，主要是針對電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的核心層、骨干層與接入層的科學(xué)、系統(tǒng)的制定與實施部署好的調(diào)度計劃，才能實現(xiàn)電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的安全、經(jīng)濟、高效運行，從而使調(diào)度人員在對電網(wǎng)進行電網(wǎng)管理時，根據(jù)調(diào)離調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)提供的數(shù)據(jù)信息，及時發(fā)現(xiàn)并調(diào)整好電網(wǎng)的運行參數(shù)并投入運行相關(guān)設(shè)備，以保證整個電網(wǎng)可以處于最佳的運行狀態(tài)，更好地發(fā)揮電網(wǎng)調(diào)度自動化的作用，為電力生產(chǎn)的數(shù)據(jù)運行在高速、穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)通道中提供一個良好的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

［1］劉伯宇.統(tǒng)一平臺下的電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)設(shè)計［D］.鄭州大學(xué)，2011

［2］楊晨.電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)在濟南電網(wǎng)的應(yīng)用與研究［D］.山東大學(xué)，2011

［3］齊聰.鷹潭地區(qū)電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)組網(wǎng)分析及規(guī)劃［D］.南昌大學(xué)，2012

［4］劉守逸.電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)仿真系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)［D］.東北大學(xué)，2013