2020年調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸通道性能比較及發(fā)展方向

1、（0入自動(dòng)化）調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸通道性能比較及發(fā)展方向20XX年XX月去年的企業(yè)咨詢顧問經(jīng)驗(yàn)經(jīng)討實(shí)戰(zhàn)驗(yàn)證可以客地執(zhí)行的卓越管理75案，直得您下載擁有!調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸通道性能比較及發(fā)展方向浙江省電力公司培訓(xùn)中心熊佩華浙江省電力公司調(diào)通中心占震濱摘要：通信通道質(zhì)量是調(diào)度自動(dòng)化的支撐系統(tǒng)，文章在介紹調(diào)度自動(dòng)化數(shù)據(jù)傳輸通道的基礎(chǔ) 上，比較了三種通道的性能，介紹了調(diào)度自動(dòng)化業(yè)務(wù)接入方式及性能比較，高速、寬帶的數(shù) 據(jù)網(wǎng)雙重化配置將是調(diào)度自動(dòng)化數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌l(fā)展方向。關(guān)鍵詞：模擬通道；數(shù)字（透傳）通道；電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)SGDnet-2 ； I區(qū)業(yè)務(wù)；II區(qū)業(yè)務(wù)； IEC-60870-5-101 ； I

2、EC-60870-5-104 ；二次安全防護(hù)Abstract : CommunicationchannelsystemisthesupportingsystemofSCADA ， inthispaper,threekindsofcommunicationchannelswereintroducedandcompelled ， mentiontheaccessmethodofrealtimedataandthequalityofthreechannelsquality,highs peed、wideband、doubleequippednetworkisthedirectionofdatanet

3、work.Keyword :analogicalchannel ；digitalchannel ；SGDnet ；thesecondplane ；area I data ； areaHdata ；IEC-60870-5-101 ；IEC-60870-5-104 ；electricsecondarysystemsafeguard 0 .引言電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)由主站系統(tǒng)、子站設(shè)備和數(shù)據(jù)傳輸通道構(gòu)成，隨著調(diào)控一體化技 術(shù)在電網(wǎng)的大力推廣，通道質(zhì)量的好壞直接影響該遠(yuǎn)方控制技術(shù)的最后實(shí)現(xiàn)。目前，調(diào)度自 動(dòng)化系統(tǒng)的通道有三種形式：模擬通道、數(shù)字通道、數(shù)據(jù)網(wǎng)通道。本文重點(diǎn)介紹I區(qū)業(yè)務(wù)三 種通道的物理實(shí)現(xiàn)、業(yè)

4、務(wù)的接入、通道性能比較，介紹十二五規(guī)劃中數(shù)據(jù)網(wǎng)的第二平面建設(shè) 方案。當(dāng)前調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸通道總體布置電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)為不同業(yè)務(wù)配置不同通道，I、H區(qū)業(yè)務(wù)傳輸通道配置總體布置如 圖1。目前，在浙江省500kV變電站三種通道都使用，220kV變電站已經(jīng)撤銷了模擬通道， 保留了數(shù)字透傳通道和網(wǎng)絡(luò)通道，110/35kV變電站的通道應(yīng)地區(qū)而異。模擬通道使用CDT/ 華東101規(guī)約，數(shù)字（透傳）通道使用IEC60870-5-101華東2004年修訂版，數(shù)據(jù)網(wǎng)通道 使用IEC60870-5-104華東2004年修訂版。圖1調(diào)度自動(dòng)化通道總體布置1.1模擬通道模擬通道屬于專線通道，它是借用調(diào)度電

5、話的語音通道傳輸自動(dòng)化數(shù)據(jù)，因此變電站 到省調(diào)、網(wǎng)調(diào)的數(shù)據(jù)需要通過地調(diào)轉(zhuǎn)接，其接口聯(lián)系圖見圖2。為了滿足了【、II區(qū)業(yè)務(wù)與本 區(qū)業(yè)務(wù)之間縱向加密的電力二次安全防護(hù)的要求，線路加裝線路加密裝置。圖3調(diào)度自動(dòng)化數(shù)據(jù)傳送的數(shù)字通道1.3網(wǎng)絡(luò)通道圖4調(diào)度自動(dòng)化數(shù)據(jù)傳送的數(shù)據(jù)網(wǎng)通道目前電力調(diào)度自動(dòng)化數(shù)據(jù)網(wǎng)SGDnet僅為第一平面，它由接入網(wǎng)、骨干網(wǎng)、核心網(wǎng)組 成，以220kV變電站為例，其接入地調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)的組網(wǎng)方式如圖4：主站系統(tǒng)由實(shí)時(shí)路由 器RTA、非實(shí)時(shí)路由器RTB、實(shí)時(shí)交換機(jī)SA、非實(shí)時(shí)交換機(jī)SB、I區(qū)業(yè)務(wù)終端PC1、II區(qū) 業(yè)務(wù)終端PC2、加密裝置JM1、防火墻FW1組成。子站系統(tǒng)由路由器R1

6、、實(shí)時(shí)交換機(jī)S1、 非實(shí)時(shí)交換機(jī)S2、I區(qū)業(yè)務(wù)終端PC3、II區(qū)業(yè)務(wù)終端PC4、加密裝置JM2、防火墻FW2組 成。RTA、RTB分別通過CPOS接口接入傳輸設(shè)備SDH，速率一般為155Mbit/s，R1通過 2個(gè)雙向E1接口接入傳輸設(shè)備SDH，其余網(wǎng)絡(luò)接口之間為100Mbps鏈路。若傳輸設(shè)備是 MSTP，具備100M鏈路接入方式，主站系統(tǒng)和子站系統(tǒng)的路由器可以直接采用100M鏈路 接入。500kV系統(tǒng)的組網(wǎng)如圖1，子站系統(tǒng)采用實(shí)時(shí)路由器和非實(shí)時(shí)路由器分開模式。在業(yè)務(wù)配置上，數(shù)據(jù)網(wǎng)的路由器PE之間使用BGPMPLSVPN技術(shù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)VPN-rt 和非實(shí)時(shí)VPN-nrt兩個(gè)虛擬網(wǎng)的隔離，PE和

7、交換機(jī)CE之間采用靜態(tài)路由和OSPF多實(shí)例 方式。子站的實(shí)時(shí)交換機(jī)、路由器異常時(shí)，通過VRP配置，可以借助非實(shí)時(shí)交換機(jī)、路由 器優(yōu)先傳輸。三種通道性能比較模擬通道是固定電路連接，通道結(jié)構(gòu)復(fù)雜，存在多次A/D轉(zhuǎn)換，到省調(diào)業(yè)務(wù)需要通過 地區(qū)的PCM轉(zhuǎn)接，進(jìn)入PCM需進(jìn)過VDF，故障點(diǎn)比較多，速率不高，使用高速M(fèi)ODEM， 信號(hào)不穩(wěn)定，容易丟包。因此，模擬通道將逐步被淘汰。數(shù)字通道的承載網(wǎng)DDN網(wǎng)絡(luò)可以提供點(diǎn)對點(diǎn)、點(diǎn)對多點(diǎn)業(yè)務(wù)，電路可以是永久型虛 電路PVC或交換型虛電路SPVC，該網(wǎng)絡(luò)具有自愈功能。因此，數(shù)字通道減少模擬通道多次 A/D轉(zhuǎn)換及PCM轉(zhuǎn)接而引起的通道異常，電路全程數(shù)字化、時(shí)隙化，無A

8、/D轉(zhuǎn)換過程，提 供了穩(wěn)定、可靠、實(shí)時(shí)、高QOS的電信級(jí)服務(wù)，克服了原有PCM專線方式的眾多問題。 數(shù)字通道使用PVC通道，仍然屬于專用通道，只有當(dāng)通道故障，依靠DDN網(wǎng)絡(luò)的自愈特性 可以進(jìn)行路由重新分配，一旦占領(lǐng)路由，有無數(shù)據(jù)，通道都不釋放。數(shù)字通道作將為數(shù)據(jù)網(wǎng) 通道的主要備份通道。數(shù)據(jù)網(wǎng)通道符合TCP/IP協(xié)議，子站到主站的數(shù)據(jù)在電力實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)網(wǎng)的三層和四層上互 聯(lián)，不需要轉(zhuǎn)發(fā)，采用TCP協(xié)議，面向連接，業(yè)務(wù)可靠，動(dòng)態(tài)分布帶寬。但是第一平面的數(shù) 據(jù)網(wǎng)在運(yùn)行中也暴露出一些缺點(diǎn)：骨干網(wǎng)2x2Mbps的帶寬已不能滿足調(diào)度業(yè)務(wù)持續(xù)增長和 帶寬要求較高的新業(yè)務(wù)的需求；原有設(shè)備及板卡已停止生產(chǎn)，系統(tǒng)更新

9、難以實(shí)施；系統(tǒng)冗余 度不高；調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)除部分核心節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)雙機(jī)，其余節(jié)點(diǎn)以單機(jī)為主，冗余度不滿SN-1 穩(wěn)定運(yùn)行要求；第一平面核心骨干節(jié)點(diǎn)運(yùn)行穩(wěn)定性有待加強(qiáng)；現(xiàn)有調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)核心骨干節(jié) 點(diǎn)還負(fù)責(zé)直調(diào)廠站接入，隨著直調(diào)廠站不斷增加，新增廠站和通道不斷接入，對調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng) 絡(luò)骨干網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行造成不利的影響；單一網(wǎng)絡(luò)平面增加升級(jí)、檢修等系統(tǒng)工作的難度； 第一平面在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備升級(jí)改造或檢修時(shí)，將會(huì)影響各類實(shí)時(shí)在線網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的運(yùn)行。十二五規(guī) 劃中，數(shù)據(jù)網(wǎng)將建設(shè)第二平面，取消模擬通道、數(shù)字通道，即數(shù)據(jù)網(wǎng)的雙平面將是調(diào)度自動(dòng) 化業(yè)務(wù)的主要通道。根據(jù)電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行管理規(guī)程(DL/T516 - 2006 )

10、規(guī)定，遠(yuǎn)動(dòng)專線通道 發(fā)送電平應(yīng)符合通信設(shè)備的規(guī)定，在信噪比不小于17dB的條件下，其入口接收工作電平應(yīng) 為-15dBm-5dBm。遠(yuǎn)動(dòng)專線通道在速率1200bit/及以下，比特差錯(cuò)率的極限值規(guī)定為問 答式不大于5x10-5 ；循環(huán)式不大1x10-4。計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通信模擬通道傳輸速率一般為1200、 2400、4800、9600bit/s ；數(shù)字通道傳輸速率一般為 N*64kbit/s、N*2Mbit/s、155Mbit/s 等。通信專業(yè)應(yīng)為調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)提供可靠并滿足質(zhì)量要求的數(shù)據(jù)通道，網(wǎng)絡(luò)通道帶寬為 N*2Mbps或155Mbps,符合ITU-TG.703標(biāo)準(zhǔn)?；诠饫w的SDH通道，比特差錯(cuò)率要

11、求 小于10-9 ；基于微波的SDH通道，比特差錯(cuò)率要求小于10-8 ；基于微波的PDH通道，比 特差錯(cuò)率要求小于10-6。表1三種通道性能比較模擬通道數(shù)字通道網(wǎng)絡(luò)通道A/D轉(zhuǎn)換過程多次全程數(shù)字化、時(shí)隙化全程數(shù)字傳輸帶寬1200、2400、4800、9600bit/s ；實(shí)際使用一般為 1200bit/s，否則丟包嚴(yán)重N*64kbit/s、N*2Mbit/s、155Mbit/s帶寬捆綁N*2Mbps 或 155Mbps動(dòng)態(tài)帶寬比特差錯(cuò)率1x10-45x10-510-9是否專線專線專線（PVC/SPVC）動(dòng)態(tài)帶寬，TCP連接自愈特性無有最佳路由通道故障率大小較小傳輸優(yōu)先級(jí)SOE優(yōu)先插入傳送1級(jí)數(shù)

12、據(jù)取代2級(jí)數(shù)通過路由策略，實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)據(jù)傳送比非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)優(yōu)先傳送傳輸時(shí)延幾乎無很小小重負(fù)荷丟包率較明顯一般很少典型通信協(xié)議CDTIEC60870-5-101IEC60870-5-104通道故障環(huán)節(jié)MODEM、4 線 E&M透傳設(shè)備、SDH路由器、交換機(jī)、安防設(shè)接口、PCM、VDF、備DDF、SDH故障診斷方法自環(huán)試驗(yàn)自環(huán)試驗(yàn),DDN網(wǎng)管PINGTraceout 等指令系統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng)第二平面介紹調(diào)度自動(dòng)化數(shù)據(jù)網(wǎng)第二平面的網(wǎng)絡(luò)采用骨干網(wǎng)、接入網(wǎng)兩層的扁平化結(jié)構(gòu)（如圖5）, 骨干網(wǎng)核心層為國調(diào)、網(wǎng)調(diào)，骨干層為省調(diào)、省調(diào)備調(diào)節(jié)點(diǎn)，省調(diào)及省調(diào)備調(diào)節(jié)點(diǎn)為本省到 骨干網(wǎng)核心層的出口，接入層為地調(diào)。廠站由各級(jí)調(diào)度機(jī)構(gòu)

13、的接入網(wǎng)接入，接入網(wǎng)再與骨干網(wǎng)互聯(lián)。每個(gè)接入網(wǎng)與骨干網(wǎng)中對應(yīng)節(jié)點(diǎn)采用單歸方式背對背互聯(lián)。為了提高廠站接入的可 靠性，每個(gè)廠站同時(shí)接入兩個(gè)不同調(diào)度級(jí)別的接入網(wǎng)，按照地調(diào)-省調(diào)-網(wǎng)調(diào)-國調(diào)的順序 將廠站的第二臺(tái)設(shè)備接入其他級(jí)別調(diào)度接入網(wǎng)，兩臺(tái)設(shè)備分別屬于不同自治域AS。國調(diào)、 網(wǎng)調(diào)、省調(diào)、地調(diào)及各級(jí)備調(diào)節(jié)點(diǎn)全部配置單機(jī)。骨干網(wǎng)與接入網(wǎng)仍然采用MPLSVPN跨域 的方式進(jìn)行互訪，根據(jù)業(yè)務(wù)建設(shè)三個(gè)VPN :實(shí)時(shí)VPN、非實(shí)時(shí)VPN、新增加應(yīng)急VPN，跨 域技術(shù)采用MP-EBGP方式，自治域內(nèi)采用OSPF多子網(wǎng)技術(shù)。圖5調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)第二平面拓?fù)浞桨甘疽鈭D4傳輸通道技術(shù)發(fā)展要求根據(jù)浙江電網(wǎng)地縣調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范要求，傳輸通道將建設(shè)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)雙 平面骨干網(wǎng)，骨干節(jié)點(diǎn)覆蓋地級(jí)以上調(diào)度機(jī)構(gòu)，充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，調(diào)整構(gòu)建地級(jí)以上 調(diào)度接入網(wǎng)，220kV以上電壓等級(jí)廠站接入兩層接入網(wǎng)并逐步向110kV廠站擴(kuò)展；優(yōu)化調(diào) 度數(shù)據(jù)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，提高網(wǎng)絡(luò)可靠性，滿足備調(diào)建設(shè)和應(yīng)急指揮需求，保障電網(wǎng)安全