電能量計量系統設計方案

1 電能量計量系統設計方案 第一章緒論 題背景 電力交易市場化是我國市場經濟體制發(fā)展的要求。隨著電網體制改革的深入和電力生產技術的進步，建立電量能計量系統，以提高電力系統管理自動化水平和經營效益水平己成大勢所趨。在電力營銷系統和電網企業(yè)化運行管理中，電能量計量系統的作用更顯重要，而這一作用在電力供應形勢日益緊張的情況下實施錯峰用電管理及用戶負荷管理中更顯得重要。要真正發(fā)揮電能量計量系統的作用，系統涉及的計量范圍將包括各種電壓等級的變電站和電廠的電量結算關口計量點 和網損、線損管理關口計量點 ;根據管理需要所需采集的用戶電量結算關口計量點 (所有的 1 用變和專用變 );以及根據需要 (如考慮母線平衡、變壓器負荷平衡等 )提出的各電量計量點。電能量計量系統主要實現電廠上網、下網和聯絡線關口點電能量的計量，分時段存儲、采集和處理，為結算和分析提供基本數據。若為計量計費系統，則還包括對各種費率模型的支持和結算軟件。 電能量計量系統的發(fā)展可以認為是系統架構及通信網絡發(fā)展的有機結合。能量計量系統已成為繼 能之后電網調度自動化的又一個基本功能，并在電能作為商品走向市場的進程中發(fā)揮著重要的作用。 內外的現狀 上個世紀電能量計量系統的發(fā)展進程經歷了兩個階段。第一階段 (20 世紀七、八十年代 ):電能量的采集和統計處理僅作為 的一項功能。由于受當時設備的能力限制，其采集精度、數據的可靠性、連續(xù)性均存在不少問題。因此，只能作為 統監(jiān)視電網運行工況之用，遠未達到電能量計量和計費的要求。 當時電能量數據與常規(guī)的遠動采用同一種通信規(guī)約，信息由同一臺 過同一通道進行傳輸，由主站系統按“凍結 ;讀數 ;解凍”的方式統計與處理。由于 數據存貯 方式、容量和遠動通信規(guī)約都不支持按分鐘 /J、時定義的采集周期，大容量存貯和批次的數據傳送，尤其是通道、主站系統或 身發(fā)生故障或進行例行檢修還會影響電能量數據的準確性、可靠性和連續(xù)性。 第二階段 (20 世紀 90 年代至今 )國外知名廠商如 L&G, 先后推出獨立于原統的電能量計量專用系統。國內也在 20 世紀 90 年代后期推出了自行研制的電能量計量系統例如 。其特點是采用了獨立的主站系統，專門的電量采集終端或電能量表，采用了專用通道 (專線公用 電信網、數據通信網等 )、專用的通信規(guī)約例如 P 等來進行電能量的采集，計算和統計考核，以適應電力市場“廠網分開，競價上網”的商業(yè)化運作的需求。與此同時，為了保證系統的高可靠性、安全性、準確性的要求，相關的高新技術例如 集 )技術，三層體系結構及 件， 覽器，網絡安全技術等相繼得到應用。 目前國內的電能量計量系統經過近 20 年的發(fā)展，已進入穩(wěn)定成長階段，網省級電網及主要城市的供電網均已配備電能量 計量系統。并有向區(qū)、縣供電網發(fā)展的趨勢，普及率正在逐年提高。 2003 年，廣東電網公司出臺了相關規(guī)定，如 ()一東電網計量自動化主站技術規(guī) 2 范書、廣東電網公司電能計量數據傳輸通信規(guī)約第二版，在這些文件的指導下，清遠地區(qū)在 2004 年開始建設電能量計量系統。至今為比，清遠地區(qū)己實現了對城區(qū)所有變電站及各子公司所有用戶電量結算關口計量點的電能量計量系統覆蓋。 展趨勢 電能量計量系統經過二一 f 一多年的發(fā)展，無論是網絡的組成、結構還是功能、性能，都日趨完善，系統規(guī)模逐漸擴大。今后的電能量計量系統的發(fā)展趨勢主 要體現在以下幾個方面 : 跨平臺設計。這里所說的“跨平臺”主要是實現兩個目標 :代碼級的移植不需要或很少對代碼進行修改就能從一種平臺移植到另一種平臺 ;其次混合系統聯機運行時能夠實現異構平臺之 數據交換。遵循 1970/61968 準。 1970 近幾年 內電力自動化廠家和研究機構進行了積極研究和互操作試驗，為系統間的數據交換提供了技術規(guī)范。 圖模庫一體化設計。該項功能在電力調度自動化系統已經開發(fā)成功并成功應用，降低了建立電網拓撲模型的復雜度， 提高手工建模的準確性。隨著電能量系統的廣泛應用，用戶在檔案錄入和理論線損方面也提出了較高的要求，有必要開發(fā)和應用這項功能。該項功能的開發(fā)有助以后為用戶提供許多派生功能 :線路拓撲著色、終端數據與線路狀態(tài)一致判斷、自動旁路替代、理論線損計算等 ;同時為用戶提供了另外一種參數和檔案錄入的方式，便于圖形化的數據統計和查詢。 與配網自動化系統一體化的設計。前幾年配網自動化系統的興起和試點，為許多用戶提供了電能量與配網進行一體化設計的想象空間，在許多地方已經呈現出臺區(qū)監(jiān)測、計量和就地無功補償一體化的實現方式。 分層分布式 設計。采用結構分層、功能分布的系統構架，實現模塊化的軟件設計和基于軟總線的“瘦客戶” 據訪問方式，提高系統開發(fā)的簡易性和資源充分的共享性。 安全性。滿足電網和電廠計算機監(jiān)控系統及調度數據網絡安全防護規(guī)定中規(guī)定關于電能量系統與其他相關系統安全互聯的要求，快速的實現數據訪問和發(fā)布。 文的研究內容與章節(jié)安排 文的研究內容 本人參與并完成的研究內容包括 : (1)電能量計量系統的總體邏輯結構設計 通過全面的現場調研，根據地理位置、需求關系和功能要求進行綜合考慮，本計量系統由三部分組成，即 系統主機、通信網絡和遠端采集模塊。 (2)電能量計量系統的主機群硬件結構設計 根據業(yè)務量和安全需求，為系統運行提供可靠的硬件主機配置。 (3)電能量計量系統通信網絡部分的設計 通過對電能量計量系統網絡需求的深入分析，按照計量系統網絡要實現的功能進行網絡通道的選型和設計。 (4)傳輸設備的軟硬件調試 在設計好傳輸設備的硬件和軟件后，對硬件和軟件進行功能和性能的調試和測試。 文的章節(jié)安排 全文共五章，各章的內容安排如下 : 第一章為緒論部分，首先介紹電能量計量系統產生的背景，介紹國內外電能量計量系統的 現狀及其發(fā)展趨勢，最后提出本文的研究內容。 第二章為電能量計量系統的設計方法，首先介紹了電能量計量系統的行業(yè)標準，然后說明了電能量計量系統設計原則，最后對計量系統的特點及要實現得功能進行了分析。 3 第三章對電能量計量系統常用設計方案的詳細介紹。 第四章為清遠電能量計量系統的詳細設計，包括系統邏輯架構設計、系統主機架構設計和通信網絡架構設計。 第五章為清遠電能量計量系統不同通信技術的實施和比較分析。 第二章電能量計量系統的設計方法 業(yè)標準要求 2004 年 12 月，中華人民共和國發(fā)展和改革委員會發(fā)布了電能 量計量系統設計技術規(guī)程 ( 5202該標準規(guī)定了電能計量系統設計技術要求，可指導系統規(guī)劃設士十，電能量計量系統主站端、相關發(fā)電廠和變電所的工程設計。該電力行業(yè)標準的及時推出，為電能量計量系統的設計提供了技術參照依據，為該電能量計量系統的順利建設推廣掃清了行業(yè)壁壘，加快了建設步伐。 本術語及定義 口電能量計量點 指發(fā)電企業(yè)、電網經營企業(yè)及用電企業(yè)之間通過電能結算的計量點 (簡稱關口計量點 )。 能量計量裝置 該裝置山電能量表計、電流互感器、電壓互感 器及他們之間的連接裝置組成。 能量計量系統 由電能量計量表計、電能量遠方終端 (或傳送裝置 )，信息通道以及主站端計算機組成的系統的簡稱。 能量計量系統主站 主站端用于電能量計量接收和處理的、性能可靠、技術成熟、功能完善、相對獨立的計算機系統。 能量遠方終端 具有對電能量計量信息采集、數據處理、分時存儲、長時間保存、遠方傳輸等功能的設備。 能量計量現場監(jiān)視設備 在發(fā)電廠側配置的，用于收集電廠上網電能量、發(fā)電機電能量、廠用電電能量等數據，完成打印報表 以監(jiān)督為目的的計算機裝置。 量系統設計基本要求 1 計量系統應具有計量屬性，數據準確、完整、可靠、及時、保密，以保證電能量信息的唯一性和可信度。 2 計量系統應是系統完整、性能可靠、技術成熟、功能能完善、獨立的計算機系統。 3 計量系統應具有分時段電能量自動采集，處理，傳輸，整理，統計，存儲，檔案管理，具有聲光報警、旁路替代、保留原始電量數據不被修改等功能。 4 依據電網的規(guī)模、地理分布、產權劃分、經營機構設置等因素設置計量系統。 5 計量系統必須具有可擴展性、開放性、良好的兼容性和易維護性。 6 計量系統 可依據重要性對某些部件采用雙設備以提高冗余度。當廠站端配有電能量遠方終端時，該終端一般情況下不宜再采用雙配置。 量系統設備功能及技術要求 1 采用結構模塊化、測量組合化、高精度電子型電能量計量表計。 2 準確度等級范圍 : 有功電能量 : :無功電能量 :。 4 由供電能量 : :無功電能量 :。 3 滿足方向性有功和無功電能量計量，或四象限無功電能量計量。 4 在標稱值的 120%的測量范圍內，應保持準確度等級不變。 5 應具有最大需量的測量和儲存。 6 輸出 :可具有脈沖和數據接口 兩種輸出形式，電能量輸出為表底值 7 脈沖以繼電器觸點輸出時 :觸點電壓范圍為 次。電能量輸出為表底值。 24V，觸點電流為 l A,壽命為 0*10 次。 8 當以數據通信方式輸出時 :應為 口，通信規(guī)約符合 645 標準。 9 電能量計量表計應具有自檢功能，能主動向主站和現場提供相應的報警信號輸出，如T)失壓、 線，電源失常、自檢故障等。 10 電能量計量表應配有標準光通信口，可由手持式電能量度如期讀取電能量表數 據。 11 電能量計 量表應具有數據凍結命令的接收功能。 12 電能量計量表應配有后備電池，最大連續(xù)工作時間應為 35 天以上，使用壽命為 3 年以上。 13 電能量計量表具有積分周期，積分周期應為 (1用戶自選。以 1 積分周期時，電能量計量表應能存儲 7 天以上的數據。 14 電能量計量表具有直接遠傳功能時，必須具備有各種通信規(guī)約的接口。 站端計算機要求 1 主站端計算機系統應是一個分布式網絡體系結構的開放式系統，所選用的硬件平臺、網絡、圖形接口等模塊應符合最新國際標準，易于硬件設備擴充和軟件應用升級。支持與 其他 算機網絡及不同計算機廠商設備的互聯。 2 主站端計算機系統主要技術指標 : 系統可用率 平均無故障 :0000h 系統運行壽命 10 年 畫下面響應時間 如果一臺路由器的 必須 重啟 使新的 D 生效，在此次城域網中每臺設備的 置為與該設備的 口地址相同。 域 (劃 采用 為 建骨干路由。 一種收斂迅速、消耗系統資源較少的高效的鏈路狀態(tài)路由協議，在很多大型的骨干網的環(huán)境中得到了成功的應用。 最重要的概念之一是存在層次和區(qū)域。 許把連續(xù)網絡匯集起來，以進行分組。這樣的組，和路由器一起維護到內含網絡的接口，稱為區(qū)域 (每個區(qū)域獨立運行基本 鏈路狀態(tài)路由算法的一個副本。 與把整個自治系統當作單個鏈路狀態(tài)域相比，區(qū)域的拓撲結構更優(yōu)越一些，它能隱藏起來，使之從區(qū)域外面不可見。同樣地，其它區(qū)域里的路由器不知道其區(qū)域外的拓撲結構，這樣明顯地減少路由選擇流量。 在網絡里可以創(chuàng)建多個區(qū)域，不需要自治系統里的全部路由器都去維持整個鏈路狀態(tài)數據庫。只有同一區(qū)域里的路由器要有相同的數據庫。 由于創(chuàng)建了區(qū)域，自治系統里的路由分成兩種 :區(qū)域內 (連接到區(qū)域內的目標 )和區(qū)域間(連接到本地區(qū)域外的目標 )。 通過設計， 議可把網絡強制分層。對于能實施 網絡， 必須存在或能創(chuàng)建層次結構。區(qū)域的概念促使管理員在網絡里創(chuàng)建層次。 隨著區(qū)域間路由選擇的引入，出現了主干區(qū)域 (概念。區(qū)域之間的所有流量必須流經主干區(qū)域。 干區(qū)域是專用 域 O. 干始終包含全部的負責在非主干區(qū)域之間發(fā)布路由選擇信息。主干區(qū)域必須連續(xù)。如果不連續(xù)的話，必須創(chuàng)建虛擬鏈路使之連續(xù)，以保證流量不被中斷。這只是一個臨時的解決方案，永久解決 23 方案必須保證主干區(qū)域物理上連續(xù)。 流量不能不流經主干區(qū)域。但是，若整個網絡只有一個區(qū)域，那區(qū)域 不重 要了，因為不需要主干區(qū)域。若單個區(qū)域設置成非主二 F 區(qū)域，引入第二個區(qū)域時，把第二個區(qū)域當作主干區(qū)域來建立，因為所有區(qū)域間的流量必須流經過它。 次的主要優(yōu)點在于隱含了其它區(qū)域的拓撲結構，這樣能明顯地減少路由選擇協議流量。區(qū)域可能是一個或多個網絡、一個或多個子網、或是網絡或子網的任意組合。若需要進一步減少路由更新，可能需要總結網絡或子網?？偨Y使用連續(xù)的地址塊。 在此次方案山于涉及到 議的設備較少 (不到 10 臺 )，互連網段地址也很少 (不到20 個網段地址 )，考慮以后設備的維護方便和網絡的健壯性，把骨 干層設備都劃在一個區(qū)域里面。 由于骨干層全部是以太接口對接，在 議中，接口若是廣播類型和 型，需要選擇 負責傳遞信息。所有的路由器都只將路由信息發(fā)送給 由 路由信息發(fā)送給本網段內的其他路山器。兩臺不是 路由器( 1,01 不再建立鄰接關系，也不再交換任何路由信息。廣播網絡或 型的網絡需要選舉指定路由器 備份指定路由器 路由器接口的優(yōu)先級 影響接口在選舉 所具有的資格。優(yōu)先級為。的路由器不會被選舉為 每個 鄰居個數也應該越少越好，盡量不要報同一個路由器配置為多個網段的的免一個路由器忙的不開交，而其它路由器確相對空閑。每個匯聚層設備只是一個網段的 心層兩臺設備是其三個網段的 本工程區(qū)域和 分圖如圖 4圖 4程區(qū)域和 分圖 注 :圖中棕色區(qū)域都是 ,即核心層和匯聚層設備的互連接口都是 0 為了較少在整個 由域中的路由條目，在區(qū)域邊界路由器 ( ，可以進行路由聚合操作，向區(qū)域外部發(fā)送聚合后的路由信息。 本次工程中可以考慮在 對如下路由進行聚合后發(fā)布 :核心區(qū)域中的互聯地址核心節(jié)點與骨干節(jié)點之間的互聯地址 ; 本次工程中可以考慮在 對如下路由進行聚合后發(fā)布 : 以引入其他路由協議產生的路由，包括直連路由、靜態(tài)路由、 次工程中，骨干層之間 議只用 聚層和接入層之間用靜態(tài)路由，在 不引入 24 其他路由。在 統一路由尺度 (計算 為確保路由器選擇最優(yōu)路徑，統一 由尺度 (計算，計算公式為 :10000/帶寬，帶寬的單位是 種接口的路由尺度如表 4示。 表 4口路由尺度表 通過設置合理的 來實現流量的負載或分擔 :比如把匯聚節(jié)點連接核心節(jié)點和匯節(jié)點的鏈路設置不同的 實現正常情況下流量直接留向核心點，而連接到其他匯聚節(jié)點到核心節(jié)點的鏈路作為備份。 本次工程中， 口的 采用默認值 1 ( 缺省是 1)，由于 各匯聚層設備到核心設備之間是直連，所以其 是 1，遠小于從其他匯聚設備學習到到核心設備網段的路由，所以匯聚設備訪問核心設備上的網段報文優(yōu)先從直連接口發(fā)出，反之依然。 由協議規(guī)劃 劃分 各地市城域網采用私有 統一分配，各地市分配如表 4示 : 表 4東電網地區(qū) 配表 各地市城域網采用私有 骨干層設備都屬于一個自治系統，設備之間都是 居關系，為了保證鄰居關系的穩(wěn)定性， 等體都用自己的 口地址和對方的口建立 居關系。 由于清遠電力數據網屬于私有網絡，按照常規(guī)的規(guī)劃原則，應該在規(guī)劃 議時采用保留自治域號 (64512根據城域網實施導則，清遠城域網采用 。 域網網絡安全保障技術 保不同類型業(yè)務及地域之間的有效隔離 25 術具有天然的安全特性，不同的 戶之間由于無法獲知對方的路由信息，從而可以理解為存在于不同的私有網絡之中，而 于在公網中使用 道進行標簽交換，較 之普通的 發(fā)具有更好的安全級別。 本次工程通過規(guī)劃兩大類 時與非實時 )，確保兩種不同業(yè)務之間的設備無法獲知對方的路由信息。在同一種業(yè)務中通過對 性的合理設置，可以保證即使是相同的業(yè)務，如果沒有互訪需求，也無法相互訪問。 證設備控制安全。 華為系列路由器和交換機的命令行提供分級保護功能，禁止低優(yōu)先級的用戶更改設備的重要配置，進入高優(yōu)先級模式時進行密碼驗證。 用戶的用戶級別與命令優(yōu)先級的關系是 :用戶只能使用命令優(yōu) 先級不大于用戶級別的命令。用戶可以根據自己的需要定義命令的優(yōu)先級，使其在不同的用戶級別下使用。 戶訪問 對遠程登錄用戶，提供了 證、本地驗證和 證三級驗證。不同的用戶可設置不同的用戶級別，從而對設備有不同的操作權限 (見上 )。對 戶還可進行的限制有 : 配置 型 呼入呼出限制 戶訪問 通過在 備上設置 制只允許源地址為公網，并禁止其他所有 部用戶的私網地址進行登錄。此項措施可以簡單有效的防止 戶通過 備進行非法訪問。 配置團體名限制對設備的 問 用團體名認證，與設備認可的團體名不符的 文將被丟棄。 體 (一字符串來命名，稱為團體名 (不同的團體可具有只讀(讀寫 ( 問模式。具有只讀權限的團體只能對設備信息進行查詢，而具有讀寫權限的團體還可以對設備進行配置。 路由信息交換的認證 在運行路由協議的路由器上，有些端口具有不安全的屬性，最據代表性的如以太網口，該類型的接口由 于需要發(fā)布本接口網段的路由信息，所以需要啟動路由協議，但由于以太網的廣播屬性，攻擊者很容易將一臺同樣運行 協議的路由設備連接到以太網中，并進而獲得整網的路由信息及拓撲結構。所以必須在上述端口上啟用 令，啟動該命令后，該接口的網段路由可以照常發(fā)布出去，但該接口不會再收發(fā) 議報文，也就不會再與任何其他路由設備建立鄰居關系，從而避免了路由泄漏。 志 對于網絡安全，不僅要關注網絡的事前防范能力，更要做好對事后跟蹤能力方面的考慮，在安全事件 發(fā)生前后，可以通過對用戶上網端口、時間、訪問地的一記錄，全面提供用戶上網的追溯能力，從而為后期的分析提供第一手的資料。 實際上日志記錄等功能是一個非常良好的追溯手段，在出現問題時可以根據記錄迅速查找源頭，防止事態(tài)進一步擴大 ;同時可以通過法律懲治罪犯，以警后人。 利用 錄重要的設備信息 (如告瞥，設備狀態(tài)變化信息 )，可以為故障定位排除提供有利數據。日志記錄支持控制臺 ( 端和 l 啞終端 (日志緩沖區(qū) ( H 志主機 (等多個 方向的日志輸出。在條件允許的情況下，對關鍵設備的日志輸出建議采用日志主機的方式。 E. 議進行安全認證 “標記分發(fā)協議， )的縮寫，是 術的核心協議之一。 議包括一組用于在 間建立 消息和處理過程。 議通過 26 將網絡層的路由信息直接映射到建立在數據鏈路層的交換式通道 (?？梢酝ㄟ^配置證來保證 議的安全。 域網業(yè)務接入方式分析 據調研，清遠電力城域網將 承載的業(yè)務包括電力營銷系統 (、財務管理系統(、生產運行管理系統 (、人力資源管理 (、辦公自動化 (網管 (己有或待建業(yè)務系統共 6 個方面的數據。 根據廣東省廣電集團有限公司地區(qū)城域信息網絡技術規(guī)范 )，相關 務定義如下 : 綜合業(yè)務管理 :主要包括公文管理、檔案管理、簽報管理、項目管理、定期工作管理、工作計劃與總結、郵件等內容，要求能夠實現全公司范圍內的協同無紙化辦公。此外，工程物資系統、遠程訪問系統等也歸屬于綜合業(yè)務管理范疇。 財務管理 :主要 包括預算管理、資產運營管理、財務計劃編制、會計帳務管理、財務審計等內容。 人力管理 :主要體現為人力資源的管理。 營銷管理 :主要包括報裝營業(yè)管理、電量電費管理、電能計量管理、用電檢查、客戶關系管理 (客戶溝通與服務 )、電力供應管理等內容，主要業(yè)務流程包括營銷業(yè)務擴充 (變更 )、電量電費抄核收、客戶溝通與服務等。 生產管理 :主要業(yè)務流程包括設備運行管理、可靠性管理、線損管理、生產計劃管理等流程。此外， 音系統、同步時鐘系統、會議電視系統等業(yè)務系統歸屬于生產管理范疇。 網絡管理 :主要業(yè)務流程包括通信與網絡運行管理 、設備管理、信息系統運行維護管理等流程。 我們采用 術實現不同業(yè)務之間的安全隔離。廣東電網各個地市城域網采用 絡技術實現 間既相互隔離又有一定的數據交換要求。 照各個應用系統劃分，每個 統需要分配一個獨立的 識用于相互區(qū)分。 控制 訪的關鍵， 過中攜帶的 則來實現的。有全局意義， 要起到 路由策略控制的作用。要求采用 16 32 式，分配規(guī)則為“ :別”。 要求采用 16 32 式，分配規(guī)則為“ :別”。 對于有特殊 求地區(qū)，要求采用的 圍為 901在核心層和匯聚層設備 58505 上劃分 同的業(yè)務屬于不同的劃如表 4表 4劃表 27 絕大多數的訪問點都是通過接入層設備 備接入城域網的，在 3952P 上采用二層透出業(yè)務 式。 能量計量系統在城域網中的接入 根據應用系統的特點和功能，目 前廣東電網公司已有或即將部署的有綜合業(yè)務 (人力、財務、營銷、生產和網管等 6 個 中，綜合業(yè)務 缺省的。 業(yè)務 歸屬及劃分原則如下 : 電網本部涉及全部的 6 個 直屬單位只涉及 :綜合業(yè)務、人力、財務和網管 4 個 地市級供電局本部、農電公司總部涉及全部的 6 個 區(qū)分公司、縣分公司 (直管局 )和區(qū)縣級農電公司包括綜合業(yè)務、生產、營銷、網管 4 個縣分公司 (代管局 )包括綜合業(yè)務、人力、財務、生產、營銷、網管 6 個 基于上述條件下，相關單位的人力資源部屬于人力 務部屬于財務 總經理級的單位領導可同時屬于綜合業(yè)務、人力、財務、營銷、生產 總師級的單位領導可同時屬于綜合業(yè)務、營銷、生產 可劃分到營銷 部門包括 :市場部、營業(yè)部、營業(yè)所、供電局 /所等 ; 可劃分到生產 部門包括 :輸電部、變電部、規(guī)劃建設部、工程部、計量部、變電站等 ; 可劃分到網管 部門包括 :信息部、通信中心、調度中心等 ; 廣東電網各個地市城域網采用 絡技術實現 間既相互隔離又有一定的數據交換要求。從上述分配原則可以看到，電能量計量 系統的業(yè)務接入，被劃歸在生產 。現在以回瀾站關口表接入為例說明 : 圖 4瀾站關口表示意圖 如圖 4示，回瀾站的關口表采集終端直接與回瀾站交換機相連，其中，回瀾站交 28 換機設置了 3 個 別為 : 回瀾站電能量計量 于采集終端往實時通信服務器傳送數據使用 ; 回瀾站生產系統用 于回瀾站內的計算機與其他服務器通信使用 ; 回瀾站設備管理 3，該 門用于設備網管。 三個 關均設在該片區(qū)的匯聚節(jié)點上，回瀾站對應的匯聚節(jié)點為清新局。 在回瀾站交換機上，只劃分了 2 個業(yè)務 別為 501, 502，其中 47口劃為能量計量系統使用 (一主一備 )，其余端口劃歸 生產系統使用。由于目前城域網并沒有針對業(yè)務流進行 流，故同一 所有 優(yōu)先級一致，沒有針對實時業(yè)務進行優(yōu)化。 際應用情況分析 1、目前清遠地區(qū)所有 110以上變電站均開通了城域網網絡連接，目前已開通了 85個站點，所有站點均為光纖接入 ，實現了千兆主干、百兆到終端，速度上大大提升，傳輸速度一般都有將近 300kb/s(由于終端性能所限，無法達到網絡的上限，上限理論值將近10Mb/s 。 . 2、由于大部分接入層節(jié)點均為單鏈路接入，沒有環(huán)路保護，一旦發(fā)生如光鏈路中斷、設備故障等情況，對應的整個下聯節(jié)點業(yè)務將全部中斷。 3、根據歷史統計，從 2006 年至 2008 年，一共發(fā)生城域網通道 (85 條 )中斷 5 次，其中光通道中斷 4 次，數據故障 1 次 4、由于沒有針對業(yè)務進行 流，故業(yè)務繁忙的時候，實時業(yè)務與非實時業(yè)務只能按先后順序排隊，對計量業(yè)務 (屬于即時 業(yè)務類型 )存在較大的時延影響。由于目前城域網帶寬及響應時間在可接受范圍內，故短期內不構成影響。 度數據網網絡方式 度數據網概述 調度數據網工程，它利用在電力主干光纖，在高可靠性的 纖傳輸通道上建立高可靠、高性能、多種業(yè)務的數據通信網絡，為清遠省電力公司和相關電力企業(yè)的生產經營、信息化建設提供服務。清遠電力調度數據網最終將覆蓋 1 個地調、 7 縣局、 85 個 110以上等級變電站。 清遠電力調度數據網絡基于 成。該網絡采用層次化設計，分為三層 :核心層、匯聚層 和接入層。 電力調度數據網是電網調度自動化、管理現代化的基礎，是確保電網安全、穩(wěn)定、經濟運行的重要手段，是電力系統的重要基礎設施，在協調電力系統發(fā)、送、變、配、用電等組成部分的聯合運轉及保證電網安全、經濟、穩(wěn)定、可靠的運行方面發(fā)揮了重要的作用，并有力的保障了電力生產、電力調度自動化、繼電保護、故障錄波、安全自動裝置、遠動等通信需要，在電力生產及管理中的發(fā)揮著不可替代的作用。 調度數據網承載的業(yè)務對網絡可靠性要求高，網絡的可用率、實時業(yè)務的傳輸時延 (業(yè)務應有不同的優(yōu)先級 )、網絡的收斂時間等關鍵性能指標應予以保 證。 為了實現實時和非實時業(yè)務的有效隔離需在全網實現端到端 求網絡中核心層、匯聚層和接入層設備應具有 功能。 網絡可靠性主要是指當設備或網絡出現故障時，網絡提供服務的不間斷性?？煽啃砸话阃ㄟ^設備本身的可靠性和鏈路、路由、設備的備份來實現。 度數據網結構設計分析 根據上述網絡拓撲設計原則，清遠供電局調度數據網絡將采用層次化結構進行設計，即將整個網絡分為三層 :核心層、匯聚層、接入層組網。核心層和匯聚層是 P, 備組成 29 骨干網絡，接入層是由 備組成的用戶網絡。 清遠供電局由于變電站數目較多，建議全網分為三層 :核心層、匯聚層和接入層。根據調度數據的業(yè)務流向，采用星型連接的拓撲結構。 核心層節(jié)點為 :清遠供電局、 220遠站、 220德站、 220山站。 匯聚層節(jié)點為 :清新局、 220峰站、 220江站、佛岡局和英德局 ; 接入層節(jié)點為 :其它 220 110電站和電廠。 根據可研審查意見，骨干層采用 入層采用 術作為底層傳輸技術。 根據上述帶寬分析及網絡組網結構、業(yè)務流向，清遠供電局調度數據網 絡帶寬設計如下。 X 1000s，采用 口 ; E 接口連接 ; 采用 術組網時 155s; 4*2s; s，采用 口 ; 20電站各業(yè)務系統接入交換機與接入層路由器互連帶寬為 000s。 清遠供電局 I 期工程網絡組網如圖 4示。 在清遠供電局配置 2 臺核心路由器，在陽山站、英德站、清遠站各設置 1 臺骨干路由器，形成清城區(qū)、英德片、連陽片各一個骨干節(jié)點，這四個節(jié)點構成骨干層 ;另外，在英德局、佛岡局、清新局、安峰站、滔江站各設置一套匯聚路由器，形成各區(qū)域的匯聚節(jié)點，這五個節(jié)點構成匯聚層。骨干匯聚層組成調度數據網的 干。 I 期工程接入全部 220電站及直調電廠。 圖 4遠調度數據網 2007 年目標拓撲圖（ I 期） 二期工程網絡如圖 4示，實現全部 110以上變電站接入。 30 圖 4遠調度數據網 2008 年目標拓撲圖（二期） 干之間通過 55M 進行連接，在傳輸網開通 155M 通道。在傳輸網帶寬充裕時，建議開通復用段保護，路由器可以利用 議實現 50換，提高網絡可靠性。在傳輸資源不足是，利用路由協議本身收斂來實現網絡的可靠性。 入層 各 220電站、 110電站、電廠以及地調中心局域網都作為 戶端接入。 清遠地調業(yè)務接入 清遠供電局地調集中了所有的調度應用系統，所有的 I, 業(yè)務在此終結。調度數據網兩臺 備通過 口與地調自動化機房路由器互聯，形成口字形接口。 縣局和 220電站接入 縣局和 220電站接入調度數據網方案在通信機房配置 1 臺支持 能的路由器，通過 M 接口接入就近的兩個 干節(jié)點。同時配置 1 臺二層交換機，通過與路由器連接。 220電站包括浩源站、燕河站、郎新站、石潭站、英東站、石角站、連山站和英西站采用雙 式上聯到 干的 2 個節(jié)點?？h局包括連州局、連山局、陽山局和連南局采用雙 式上聯到 干的 2 個節(jié)點。 地調電廠接入 地調電廠接入調度數據網方案如圖 4示 :在電廠側配置 2 臺支持 能的路由器，通過 M 接口連接就近的 2 個 干節(jié)點。同時，配置 2 臺二層交換機，通過 口與路由器連接。若電廠不具備光纖通信，建議改造。 31 圖 4廠接入方案示意圖 與省網互聯 清遠供電局調度數據網與廣東電網骨干調度數據網絡的互連如圖 4示。清遠局 2臺核心設備通過 2 條鏈路上聯到省網骨干。與省網清遠局節(jié)點設備用 口連接，與省網韶關局節(jié)點采用 155M 接，這兩條鏈路可以實現負載均衡，具有較高的可靠性。 圖 4省骨干網絡的互聯 度數據網路由規(guī)劃設計 32 A 由協議規(guī)劃 在本期工程中，采用 為匯聚層、匯聚層和接入層 由協議。 劃 每臺設備的 :置為與該設備的 址相同。 區(qū) (劃 采用 為 建匯聚路由。 一種收斂迅速、消耗系統資源較少的高效的鏈路狀態(tài)路由協議，在很多大型的匯聚網 的環(huán)境中得到了成功的應用。 最重要的概念之一是存在層次和區(qū)域。 許把連續(xù)網絡匯集起來，以進行分組。這樣的組，和路由器一起維護到內含網絡的接口，稱為區(qū)域 (每個區(qū)域獨立運行基本鏈路狀態(tài)路由算法的一個副本。與把整個自治系統當作單個鏈路狀態(tài)域相比，區(qū)域的拓撲結構更優(yōu)越一些，它能隱藏起來，使之從區(qū)域外面不可見。同樣地，其它區(qū)域里的路由器不知道其區(qū)域外的拓撲結構，這樣明顯地減少路由選擇流量。 在網絡里可以創(chuàng)建多個區(qū)域，不需要自治系統里的全部路由器都去維持整個鏈路狀態(tài)數據庫。 只有同一區(qū)域里的路由器要有相同的數據庫。 由于創(chuàng)建了區(qū)域，自治系統里的路由分成兩種 :區(qū)域內 (連接到區(qū)域內的目標 )和區(qū)域間(連接到本地區(qū)域外的目標 )。 通過設計， 議可把網絡強制分層。對于能實施 網絡，必須存在或能創(chuàng)建層次結構。區(qū)域的概念促使管理員在網絡里創(chuàng)建層次。 隨著區(qū)域間路由選擇的引入，出現了主干區(qū)域 (概念。區(qū)域之 I 旬的所有流量必須流經主干區(qū)域。 干區(qū)域是專用 域 O. 干始終包含全部的負責在非主干區(qū) 域之間發(fā)布路由選擇信息。主干區(qū)域必須連續(xù)。如果 不連續(xù)的話，必須創(chuàng)建虛擬鏈路使之連續(xù)，以保證流量不被中斷。 流量不能不流經主干區(qū)域。但是，若整個網絡只有一個區(qū)域，那區(qū)域 不重要了，因為不需要主干區(qū)域。若單個區(qū)域設置成非主干區(qū)域，引入第二個區(qū)域時，把第二個區(qū)域當作主干區(qū)域來建立，因為所有區(qū)域間的流量必須流經過它。 次的主要優(yōu)點在于隱含了其它區(qū)域的拓撲結構，這樣能明顯地減少路由選擇協議流量。區(qū)域可能是一個或多個網絡、一個或多個子網、或是網絡或子網的任意組合。若需要進一步減少路由更新 ，可能需要總結網絡或子網?？偨Y使用連續(xù)的地址塊。 本項目 由協議建議采用 蓋到清遠省調、清遠省 6 個地調、省內直調 40 個 220以上電壓等級變電站、 10 個發(fā)電廠等。全網分為 7 個區(qū)域 括省調核心節(jié)點和 6 個匯聚節(jié)點 址、互聯接口。 果省調核心路由器有所轄接入路由設備或連接的子網，則規(guī)劃為 項目需求另行規(guī)劃 ;如沒有，則暫時保留 - 6:包括各地調匯聚 路由器與所轄廠站、超高壓公司的互連接口地址，各廠站、超高壓公司所連接的子網。 外發(fā)布路由時進行聚合 為了較少在整個 由域中的路由條目，在區(qū)域邊界路由器 (可以進行路由聚合操作，向區(qū)域外部發(fā)送聚合后的路由信息。所有設備的 址不進行聚合。 本次工程中可以考慮在 對如下路由進行聚合后發(fā)布 : 核心區(qū)域中的互聯地址 核心節(jié)點與匯聚節(jié)點之間的互聯地址 ; 匯聚節(jié)點和接入層節(jié)點之間的互聯地址。 注 :路由聚合可以視現場更具體的情 況而定。省調核心節(jié)點的 各地調的 N 3 分別設計為 由器。 引入其他路由協議的路由 以引入其他路由協議產生的路由，包括直連路由、靜態(tài)路由、 。本次工程的具體路由引入情況視現場情況而定。 統一路由尺度 (計算 為確保路山器選擇最優(yōu)路徑，統一 由尺度 (的計算，計算公式為 :10000/帶寬，帶寬的單位是 種接口的路由尺度如表 4示。 接口類型 表 4由尺度表 通過設置合理的 來實現流量的負載或分擔 :比如把接入節(jié)點連接省調節(jié)點和匯聚節(jié)點的鏈路設置不同的 實現正常情況下流量從接入節(jié)點到匯聚節(jié)點，而接入節(jié)點到省調節(jié)點的鏈路作為備份。 由協議規(guī)劃 A. 劃分 由于清遠電力調度數據網絡屬于私有網絡，按照常規(guī)的規(guī)劃原則，應該在規(guī)劃 議時采用保留自治域號 (64512但本次規(guī)劃設計統一采用公用的 治域號(1 而各內部的網使用私有自治域號，主要基于以下原因 : 每個地市網內部同樣會使用私有自治域號組建自己的 絡，這樣在雙方網絡互聯時有可能產生沖突。 在 議中可以很方便的使用一條命令將所有的私有 全部過濾，這樣如果日后各地市內部的市級網需要與清遠電力調度數據網絡互聯時，可以方便的將私有自治域號全部屏蔽。 由于公有的自治域號的資源十分豐富，可用地址空間為 6 萬個，遠遠大于私有自治域號的地址空間 (1024 個 )，所以，即使日后與其他網絡相連，或者新舊網絡進行割接，產生沖突的概率將十分低 ，可以忽略。 由于清遠電力調度數據網絡的地址空間全部使用私有地址空間 (所以該網絡不會與 連，即使存在相連的可能性，也一定要使用地址轉換等技術，不會將 :不存在同 的公用 治域號沖突的可能性。 建議本工程 連采用二層中繼或直連路由方式，只需給 絡分配一個即可。暫時假定為 :530000 計目標是追求網絡的穩(wěn)定性，減少路由振蕩 ;可擴展性，降低路由器開銷， 允許支持更多的設備 ;簡單性，使網絡易于管理。 用了特殊水平分割方式來避免出現路由循環(huán)，即 由器不向其他 此要求所有 由器之間必須構成 種 連接會增加系統 網絡傳輸開銷，降低系統性能，嚴重影響網絡的可擴展性。解決 全連接問題有兩種方式 :路由反射 34 器和自治域聯盟，前者的可擴展性和簡單性都好于后者，因此在可以企業(yè)網中采用路由反射器 (方式。 要用于將國調或省調路由傳遞到匯聚、接入層。同時將本網路由傳遞到國調或省調。由于所有路由器運行在同一個 ，按照 議的要求，所有這些路由器必須保證是全連通的，即 :任意兩臺路由器之間都必須配置鄰居關系。這樣會導致 N 平方問題，為了解決這個問題，必須使用 射器技術。本項目中 劃內容主要為 設計模式基本上是遵循網絡的物理結構，一方面可以達到最佳的路由轉發(fā)率，提高可擴展性，同時也可以避免路由決策和數據轉發(fā)的分離造成的次優(yōu)路由現象 。 本項目中 由規(guī)劃建議采用兩級 構。 具體原則如下 : 清遠電力調度數據網所有節(jié)點都作為 點，需要建立 連接，運行 議實現 由及信息的傳遞。 清遠電力調度數據網有 105 臺路由器，要實現 連接，需要建立 5000 條連接關系，為了減少 接的數量，建議采用路由反射策略。一般而臺，一個 有一個路由反射器，但為防止路由反射器發(fā)生故障引起路由刷新信息的終止，在每個 此時該 的每個路由反射器都必須配置相同的 識符。 根據本次工程網絡結構設置兩級路由反射器 : 第一級反射器 : 省調核心和各地一調匯聚節(jié)點共 7 臺路由器組成一個 中省調核心路由器一級路山反射器 (反射客戶機為各地調匯聚節(jié)點路由器 N 第二級反射器 : 各地調匯聚路由器與所屬接入層路由器組成一個 地調的匯聚路由器 其所屬反射客戶機為接入層路由器 采用路由反射策略后， 接數量大量減少，降低了管理難度，同時又便于業(yè)務擴展。 由于企業(yè)網內的 要是為了承載 山，所以 需要在 由器之間開展，也可以考慮把總部的兩臺路由器作為 R，所有的 由器作為它們的 面的規(guī)劃是比較全面的 由規(guī)劃。 與路由協議配合使用的路由策略用于增強網絡管理者對路由協議的控制管理。上層路由協議在與對端路由器進行路由信息交換時，可能需要只接收或發(fā)