魏媛
（国网朔州供电公司 山西朔州 036002）
摘要：随着计算机与网络技术的发展,数字化电网的新时代正在向我们走来。电网调度系统是引人数字化电网应用较早的领域之一。本文根据国家电力调度数据网的网络构架目标要求确定了国家电力调度数据网采用的技术体制、组网方案和电路建设方案,并对拓扑原则、路由选择方案、虚拟专用网络构成、安全防护要求等方面进行了分析和论述。
关键词：电力调度数据网；设计；实施
一、SPDnet建网目标
SPDnet建设采用一次规划设计、分步工程实施的方式,节点覆盖国家电网公司调度通信中心(国调)、备调、各大网调、各省调、国调各直调发电厂、变电站(换流站)及中国南方电网调度中心等。SPDnet承载的调度系统数据通信业务大致可分为两类：①实时监控业务,以能量管理系统、广域相量测量系统等为代表：②运行管理业务,以电力交易支持系统、调度日报传输、电能量计量系统等为代表。这些业务的共同特点是以数据处理为主,数据周期性传输,占用信道带宽不大,数据具有分布采集、分层传输、集中汇聚的特点。
二、技术体制的选择
2.1X25分组交换技术
早期选用X25分组交换技术组网主要是考虑当时网络的应用要求和通道条件的限制,只能选用纠、检错能力强、对通道质量要求相对较低的X25分组交换网。分组交换网络的纠错能力减小了通道瞬断对业务系统的冲击,使各业务系统运行更为平稳可靠。因此,在通道质量偏低、网络数据流量要求不高时采用X25分组交换技术是合理的。
2.2DDN技术
DDN技术非常成熟,可支持高速数据和多媒体业务。由于其时延小,能保证端到端数据的透明传输,数据吞吐量大,因此适合实时业务及多媒体业务。另一方面,DDN基于传统的时分复用技术,其带宽是固定分配的,不能提供端口和带宽的共享,不支持突发性业务,对目前及今后网络中大量的局域网互联业务的支持有限,不能升级到未来的异步宽带交换平台。
2.3ATM技术
ATM技术采用异步时分复用的方法,将信息流分成固定长度的信元进行高速交换,可满足对时延敏感的用户的需求。为满足多媒体业务网络中不同特点用户信息的要求,ATM技术中规定了多种服务质量级别,并且拥有相应的服务质量保证机制。
2.4IP+SDH和IP+光纤技术
对于IP业务,这两种实现方式比IP+ATM方式更为直接。它避免了基于ATM网络的IP通信所要求的额外开销,并且由于直接支持IP、无需IP包的拆分和重组而大大提高了交换机的处理能力,并降低了设备的价格。I+PSDH很容易实现不同业务之间的物理隔离,对电网控制和继电保护类的应用特别有利。
三、网络拓扑结构
3.1拓扑构造原则
①拓扑可靠性原则在各网络的拓扑设计中应遵循“N公1”的电路可靠性和节点可靠性原则。即拓扑中去掉任何一条连线(电路)均不影响节点的连通性；去掉任何一个节点均不影响其它节点的连通性。②双出口原则国调局域网、每个网调局域网都有两个出口,两个出口应位于不同的地理位置,防止因外部原因(如停电)造成两出口同时失效。两出口的外联电路中至少有两条没有相关性。③流量优化与时延原则根据网络的流量和流向合理配置电路及其带宽,适度考虑在“N一1”情况下网络的流量。网络流量分布均匀,各电路带宽能得到较充分的利用不存在网络带宽瓶颈。④经济性与扩展性原则，在保证可靠和畅通的前提下,应尽可能减少网络电路的数量、总里程和带宽,以降低网络的运行费用。网络电路和节点的增加、减少及修改应不影响网络的总体拓扑。
3.2可靠的网络拓扑
SDPnet包括3层结构：核心层、骨干层和接入层。核心层为国调、备调、各网调和有关省调等节点,核心层节点在IP组网网络中居于核心地位,在低层传输链路网中也居于较核心的地位；骨干层节点为各省调节点；接入层节点为各直调发电厂、变电站(换流站)等。
四、路由方案
4.1路由自治域的构成
SPDnet采用何种路由结构与IP网络设计能力有很大关系,网络规模对路由结构起决定性作用,除技术因素外调度管理体制也是考虑的因素。SPDnet的规模从地理环境来说是覆盖全国；从节点数目来说,若国、网、省调按双节点配置,设备总数不超过80台,各省网内部(含地、县调)的网络设备均不超过10台,则全网网络设备(不包括厂站节点)约为300台。
4.2域内路由部署
根据IP技术及SPDent的规模,自治域内部路由协议(ntrrtPrtl,IGp)应采用链路状态协议。整个路由域分为两层,即一个主干区和若干个子区,各子区相对独立,每个区内路由的变化仅在区内完成收敛,不会影响其它区。这种方式能增强网络的稳定性,使网络具有弹性,便于扩展。
4.3路由协议的部署
从最终要构建的全网看,SPDnet要划分为多个AS（自治系统）,因此需要在不同AS之间部署交换路由信息的通信协议(,BGP),同样,MPLSVPN的部署也需要采用BGP来扩展。在具体部署中,在SPDent中约有50台路由器需运行在同一个AS中,按照BGP协议的要求,必须保证所有这些路由器是全连通的,即任意两台路由器之间都必须配置邻居关系。
五、MPLSVPN的部署
网络安全的基础调度数据网承载的业务较多,为保证安全等级不同的应用业务之间的有效隔离,需要部署从调度端到厂站的全网VPN,使网络各业务都能在自己的VNP内运作。这样一个系统受到病毒、攻击等影响时不会影响另一个系统,大大提高了系统的安全性。
（2）分层PE技术SPDnet采用独立的AS部署路由,在一个AS内将有超过20台路由器作为PE设备接入业务(包括核心/骨干设备、厂站接入设备等),由于VPN的扁平性,网络对这些PE功能、性能等要求是相同的。分层式PE直接连接用户的设备称为下层PE(udnerlayerPE,UPE),连接UPE并位于网络内部的设备称为上层P(PrtrtP,SPE)。MPLSVPN的部署如图1所示,图中SPE为连接直调厂站的国调、网调和省调节点设备；PE为其它核心和骨干层路由器；UPE为各直调厂站路由器；RR一2、RR一3为路由反射器。此外,在SPDent网络MPLSVPN的部署中,对不支持分层VPN的节点采用虚拟路由转发(VRF一ot一VRF)的方式进行互连。
（3）VPN的分区互访在SPDent内,为进一步提高安全性及管理性,对各单位及VPN之间的具体访问做如下规定：①国调、备调的局域网只访问国调直调厂站和各网调局域网；②各大区的网调、省调局域网只访问本大区的网调直调厂站和国调直调厂站：③各大区不会跨区域访问其它大区的网调直调厂站。
结语
随着我国电网结构的升级和电网调度数据网络的不断完善优化，将使国家电网调度数据网络系统发生质的变化，进一步提高电网运行的安全性和可靠性，为我国的现代化建设提供能源保障。同时，电网调度数据网和一般的通信网络在运行结构上具有相似性，所以加强和维护电网调度数据网络的安全性也是电网调度数据网建设中的重要问题，需要认真对待。
参考文献
[1]胡炎.二次系统安全体系结构化设计方法[J].电力系统自动化，2012.
[2]王晓英.电力调度数据网安全防护设计及实现[J].信息安全与通信保密.2012
作者简介
魏媛（1986.07.29），女学历：武汉大学工程硕士，电气工程。研究方向：电力。
论文作者:魏媛
论文发表刊物:《电力设备》2016年第7期
论文发表时间:2016/7/5
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