Smart Grid第32卷第5期电网与清洁能源Vol.32 No.52016年5月Power System and Clean EnergyMay 2016文章编号：1674-3814(2016)05-0047-04中图分类号：TM711文献标志码：A基于调度数据网络技术的调度控制系统地区互备通信模式研究霍雪松，裴培(江苏省电力公司，江苏南京210024)Research on Regional Mutual Backup Communication Mode of SchedulingControl System Based on Scheduling Data Network TechnologyHUO Xuesong,PEI Pei(State Grid Jiangsu Electric Power Company,Nanjing 210024,Jiangsu,China)ABSTRACT:With the gradual development of the company's署区域互备系统能够提供可靠的地区系统前置网络、互备系“Big Process”"system,four“integration”construction have统后台交互网络、系统远程工作站交互网络，能够满足日益been carried out in depth,putting forward higher requirements发展的集约化与一体化要求。for the stable operation of the intelligent power grid dispatching关键词：电力调度数据网；区域调度；组网方式；CREcontrol system and the standby system.For the safe and stableoperation of power monitoring and control system of security,电力调度数据网是为电力调度生产服务的专enhance mutual backup operation of the power grid collabora-用数据网络，是调度中心之间及调度中心与厂站之tive ability and the overall control capacity,research usingexisting dispatching data network dual plane based equipment,间计算机监控系统实现实时数据通信的基础设施。by GRE techniques achieve smart grid control system by江苏电力调度数据网包括骨干网和接人网两部分，dispatching data network and collecting in the region and each其中，骨干网包括数据网第一、第二平面；接人网包prepared area of station information,achieve application system括省调接人网和地调接人网-。网络覆盖了江苏电by.The results show that the through the deployment of regional网所有直调电厂、35kV及以上电压等级变电站。调mutual preparation system can provide reliable regional system度数据网络为调度自动化系统、变电站集中监控系pre network,mutual backup system background interaction统、电能量自动采集系统、继电保护信息远传系统network,system remote workstation interactive network,to等应用业务提供了有力的支持。meet the growing intensive and integration requirements.KEY WORDS:power scheduling data network;regional sche-随着公司“大运行”体系建设的和谐运转，电网duling;network mode;GRE运行管理模式发生了深刻变化6。调度机构承担了摘要：随者公司“大运行”体系逐步深化，四个“一体化"”建设调度监控业务一体化运行的工作，对调度自动化系深人开展，对智能电网调度控制系统的稳定运行和备用系统统的安全稳定运行提出了更高要求仰。为进一步加都提出了更高的要求。为保障电力监控系统的安全稳定运强调度自动化系统的业务支撑能力，江苏电网在地行，提升互备电网的运行协同能力和整体驾驭能力，研究利区智能电网调度控制系统建设过程中，利用地区间用现有调度数据网双平面基础设备，通过GE等技术实现智的系统实现相互备用，提高区域内系统高可用性，能电网控制系统通过调度数据网络同时采集本地区和互备在自然灾害、通讯网络、关键设备故障等突发事件地区的厂站信息，实现应用级的系统互备。结果表明，通过部发生时，保证调度自动化系统不间断运行，为电网基金项目：江苏电网“十三五”发展规划1510011402HN)。调控指挥提供高可靠支撑-四。Project Supported by the 13th Five-Year Developing Planning of本文针对智能电网调度控制系统地区互备需Jiangsu Power System(1510011402HN).求，提出了优化湖度数据州絳结构，分析基手调度48霍雪松，等：基于调度数据网络技术的调度挖制系统地区互备通信模式研究Vol.32 No.5数据网络技术的互备系统之间通信模式。之间的第二网络出口，优化后的调度数据网络可较好满足区域互备系统的前置采集要求。网络示意图1控制系统地区互备网络通信需求如图2所示。智能电网调度控制系统地区互备，是指互为备用的2个地区智能电网控制系统通过调度数据网络地调同时采集本地区和互备地区的厂站信息，实现应用级的系统互备。500kV调度数据网络在控制系统地区互备实现上发挥了重要作用，具体来说主要有以下几个方面：图2电力调度数据网拓扑结构优化示意图1)提供可靠的地区系统前置采集网络。正常运Fig.2 Optimized topology diagram of the power行时，A、B地区系统均能实时采集两地区所有厂站scheduling data network信息。特殊情况下，如A地区系统或骨干网络失效时，B地区系统能够完成A地区所有厂站的数据采集。3MSTP通信模式2)提供可靠的地区系统后台交互网络。系统正常运行时，系统间需要进行数据维护信息、检修置智能电网调度控制系统互备地调系统之间通牌信息等数据交互。信，传统的做法是基于MSTP网络专线，目前地县一3)提供可靠的系统远程工作站交互网络。适应体化系统地调与县调之间的通信基于MSTP网络专地县一体化系统要求，为县公司远程工作站提供网线，主要存在以下不足：络平台。1)网络结构较为复杂，为了使地县一体化网络网络具备冗余性，需要将网络建成较为复杂的冗余2调度数据网络结构优化结构。2)二次安防设备部署较为复杂，为了使地调与调度控制系统主站前置通信网关机接入调度县调之间的网铬通信更加安全，需要在地调与县调数据网骨干网，地调厂站接入调度数据网接人网。通信的边界链路上部署二次安全防护设备，地调与目前，地区的接入网仅与地区的骨干网跨域互联，县调之间通信可能经过多个其他县调边界，导致了调度数据网网络现状图如图1所示。二次安全防护设备部署及策略配置也较为复杂。3)使用了较多MSTP网铬资源。针对基于MSTP网络专线的地县一体化网络存在的不足，本文提出了基于调度数据网络MPIS-VPN隧道代替MSTP网地络专线的智能电网调度控制系统互备地调系统之间通信模式，相较于MSTP网络专线，基于调度数据图1电力调度数据网拓扑结构示意图网络的地调系统之间的通信模式有以下几个优点：Fig.I Topology diagram of the power scheduling①网络结构简单，仅需要将系统后台网络接人调度data network数据网铬双平面，由调度数据网双平面提供冗余的地调接入网A与地调骨干网B缺少备份链路，故树铬通道。②二次安防设备部署简单，仅需要在系在某些情况下，地调B无法采集地调A厂站的数据，统后台网络与调度数据网之间部署二次安防防护故不能满足区域互备系统的采集要求。设备。③节约了MSTP网络资源。因为地调系统中的为提高采集可靠性，地调A接入网新增500kV私有P地址无法在调度数据网中传递，需要采用变电站核心节点与地调B骨干网互联，地调B接入网NAT地址转换或者GRE隧道实现地调系统之间通新增500kV变电站核心节点与地调A骨干网互联：信，调度数据网络双平面可以满足互备地调系统间500kV变电站核心节点作为地调接人网与骨干网通信的冗余性要求，采用BFD技术可以实现主，备链Smart Grid第32卷第5期电网与清洁能源49路的快速切换。并没有邻居发现机制，而是靠被服务的上层应用通知其邻居信息以建立会话。会话建立后会周期性地4GRE技术快速发送BFD报文，如果在检测时间内没有收到BFD报文则认为该双向转发路径发生了故障，通知GRE协议是对某些网络层协议的数据报文进行被服务的上层应用进行相应的处理。封装，使这些被封装的数据报文能够在另一个网络层协议中传输。GRE采用了Tunnel技术，是VPN的第6应用实例三层隧道协议。Tunnel是一个虚拟的点对点的连接，提供了一6.1基于NAT地址转换的通信模式条通路使封装的数据报文能够在这个通路上传输，地调核心交换机A接人调度数据网第一平面，并且在一个Tunnelf的两端分别对数据报进行封装及核心交换机B接入调度数据网第二平面，利用加密解封装。装置对地调私网地址与调度数据网应用地址进行GRE协议的主要用途有2个：协议封装和私有地NAT地址转换，网络拓扑图如图3所示。址封装。5BFD技术核心交换机B为了保护关键应用，网络中会设计有一定的冗余备份链路，网络发生故障时就要求网络设备能够快速检测出故障并将流量切换至备份链路以加快网络收敛速度。目前有些链路（如POS)通过硬件检测机制来实现快速故障检测。但是某些链路（如以太网链路)不具备这样的检测机制。此时，应用就要依靠上层协议自身的机制来进行故障检测，上层协核心交换机A)多核心交换机B议的检测时间都在1s以上，这样的故障检测时间对某些应用来说是不能容忍的。某些路由协议如图3基于NAT地址转换通信模式的电力调度OSPF,IS-IS虽然有Fast Hello功能来加快检测速度，数据网拓扑图但是检测时间也只能达到1s的精度，而且Fast HelloFig.3 Topology diagram of the power scheduling data功能只是针对本协议的，无法为其他协议提供快速network based on NAT communication mode故障检测。地调A与地调B两台核心交换运行VRRP冗余协BFD协议就是在这种背景下产生的，它提供了议，确定核心交换机A为主转发交换机，调度数据网一个通用的标准化的与介质无关和与协议无关的第一平面作为地调间数据主转发主平面，数据网第快速故障检测机制，其优点如下：二平面作为地调间数据转发备平面。1)对网络设备间任意类型的双向转发路径进如果加密装置配置NAT源地址转换，则地调系行故障检测，包括直连物理链路、虚电路、隧道、统之间采用调度数据网的地址相互通信，但地调系MPLS LSP、多跳路由路径以及单向链路等。统之间数据流流经不同的数据网平面，则被转换为2)可以为不同的上层应用服务，提供一致的快不同的地址，不满足应用的需要。如果加密装置配速故障检测时间。置NAT目的地址转换，则地调系统之间可采用系统3)提供小于1s的检测时间，从而加快网络收内私网地址相互通信，故确定加密装置配置NAT目敛速度，减少应用中断时间，提高网络的可靠性。的地址转换。BFD在2台网络设备上建立会话，用来检测网络通过BFD和VRRP协议联动的方式确保主备链设备间的双向转发路径，为上层应用服务。BFD本身路可以湘换，地调A核心交换机A上行链路裁可