論智能化電力調(diào)度數(shù)據(jù)專網(wǎng)建設(shè)分析

李敦艷

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，智能化電網(wǎng)技術(shù)也在飛速發(fā)展，且其經(jīng)濟(jì)、快速、安全的特點(diǎn)受到了人們稱贊，建立起智能化的電力調(diào)度數(shù)據(jù)專網(wǎng)已成為迫切要求。本文結(jié)合電力調(diào)度自動化發(fā)展方向，分析了目前智能化電力調(diào)度數(shù)據(jù)專網(wǎng)中存在的一些問題，并給出了電力調(diào)度專網(wǎng)建設(shè)的優(yōu)化建議，從網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)對智能化電力調(diào)度數(shù)據(jù)專網(wǎng)工作進(jìn)行分析，制定相關(guān)方案，擬為地市的智能化電力調(diào)度數(shù)據(jù)專網(wǎng)建設(shè)提供理論支持。

關(guān)鍵詞：智能化電網(wǎng) 電力調(diào)度 數(shù)據(jù)專網(wǎng) 方案

中圖分類號：TM73 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）08（a）-0029-02

隨著電網(wǎng)的發(fā)展，智能化電網(wǎng)概念也被提出，數(shù)字化變電站也得到了國家更多的關(guān)注，最明顯的表現(xiàn)便是變電站的建設(shè)，國家投入了更多的資金，對于安全電力監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)要求也在不斷提高。在通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展條件下，電力通信網(wǎng)絡(luò)是當(dāng)前電力監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分，并且電力通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)發(fā)生了變化，已經(jīng)變成從傳統(tǒng)的語音業(yè)務(wù)到數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)變，建立在IP技術(shù)基礎(chǔ)上的寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)業(yè)已成為一種流行。在這種情況下，智能化電力調(diào)度數(shù)據(jù)專網(wǎng)發(fā)展趨勢已不可阻擋，智能電力調(diào)度數(shù)據(jù)專用網(wǎng)絡(luò)取代專線信道傳輸，成為電力監(jiān)控系統(tǒng)的重要數(shù)據(jù)的通信網(wǎng)的工作也需加快進(jìn)度。

1 智能化電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的相關(guān)理論

智能化電力系統(tǒng)的概念是什么，最開始需要弄清楚什么是電力系統(tǒng)，由淺入深。由發(fā)電、輸電、變電、配電、用電組成的電能生產(chǎn)系統(tǒng)即為電力系統(tǒng)，智能化的電力系統(tǒng)就是在這個(gè)基礎(chǔ)上建立的，其中的控制功能多重，有全面監(jiān)控和調(diào)節(jié)功能、自主及半自主決策和檢測功能的智能系統(tǒng)。電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量是由其智能化程度決定的，與系統(tǒng)的調(diào)度自動化也是有著非常緊密的關(guān)聯(lián)。電網(wǎng)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)可按照不同的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行劃分，劃分方式多樣，按照結(jié)構(gòu)形式可以劃分為核心層、匯聚層和接入層。近年來，我們國家已提出關(guān)于調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的第二平面建設(shè)，此項(xiàng)工作需要相關(guān)技術(shù)的支持才能順利開展，所以，國家采用先進(jìn)的自動化控制技術(shù)和通信技術(shù)來推進(jìn)此項(xiàng)工作，主要目的在于提升電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng)中一系列調(diào)度業(yè)務(wù)系統(tǒng)的安全性和可靠性。因此，電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的安全管理體系構(gòu)建已成為國家電網(wǎng)中的重要部分。

2 目前地市電力調(diào)度數(shù)據(jù)專網(wǎng)存在的問題

2.1 傳輸路由便利性不高

在星型結(jié)構(gòu)下，主站和子站之間只可以彼此之間相互聯(lián)系。但是在電力調(diào)度中，變電站還是運(yùn)用大量疾控模式來進(jìn)行運(yùn)維，再考慮到目前的自動化模式，子站的信息和數(shù)據(jù)不能直接向集控站傳輸，而是必須要先經(jīng)過主站，再通過主站傳輸?shù)郊卣?，路由傳輸不夠方便快捷，對日常網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維也造成了不好的影響。

2.2 網(wǎng)絡(luò)可靠性低

目前，各地市電力調(diào)度專網(wǎng)沒有進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分層，它的結(jié)構(gòu)大部分為星形結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)的核心是各個(gè)地調(diào)主站，以端到端的連接方式實(shí)現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)末端子站的連接，并且主站和子站之間的保護(hù)路徑功能不夠完善，這一特性導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)可靠性不高。

2.3 網(wǎng)絡(luò)傳輸速率低

由于星型結(jié)構(gòu)和專線通道其本身的特性，傳輸方式具有一定的限制性，主站和子站之間的連接通過串口來實(shí)現(xiàn)，其傳輸速率很低，自動化的傳輸速率最高只能達(dá)到64kB/s。

3 智能化電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)結(jié)構(gòu)

前文已提到過電力系統(tǒng)的概念，在電力系統(tǒng)這個(gè)龐大的系統(tǒng)中，系統(tǒng)電能質(zhì)量是由整個(gè)電力系統(tǒng)智能化水平?jīng)Q定的，同時(shí)其智能化程度影響著電力系統(tǒng)的調(diào)度自動化情況。

對于電網(wǎng)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的劃分，大體上可分為三層，即為核心層（中調(diào)）、匯聚層（地調(diào)）和接入層。通常情況下，核心層的管控方為當(dāng)?shù)仉娏φ{(diào)度控制中心，核心層是這整個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的核心；匯聚層由不同城市擔(dān)任，利用雙歸屬的方式與核心節(jié)點(diǎn)、匯聚節(jié)點(diǎn)連接；接入層的主要任務(wù)是負(fù)責(zé)各變電站的接入，是電能傳輸中的最后一個(gè)環(huán)節(jié)。

4 智能化電力調(diào)度數(shù)據(jù)專網(wǎng)建設(shè)方案

4.1 電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)分析

4.1.1 數(shù)據(jù)流連接重組技術(shù)

在電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的TCPMP協(xié)議中，傳輸層的類型有3種，即TCP、ICMP和UDP。TCP用于傳輸用戶數(shù)據(jù)信息，并且可以提供可靠的字節(jié)流傳輸控制協(xié)議來生成監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)原子事件。在連續(xù)重組的情況下，SYN+ACK響應(yīng)包、SYN請求數(shù)據(jù)包、ACK確認(rèn)包等會被事件生成引擎監(jiān)聽，并且在確認(rèn)一切正常，沒有錯(cuò)誤之后，將其添加到全局連接鏈表中。如果TCP連接的兩端發(fā)出的FIN數(shù)據(jù)包成功被事件生成引擎監(jiān)聽，則將刪除全局連接鏈表中的連接，并結(jié)束數(shù)據(jù)流量連接重組。

4.1.2 虛擬專用網(wǎng)（VPN）技術(shù)

虛擬專用網(wǎng)絡(luò)是在傳統(tǒng)物理網(wǎng)絡(luò)平臺中演變而來，在不同網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間建立端到端的物理鏈路。在虛擬專用網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間的傳輸可通過邏輯鏈路實(shí)現(xiàn)，且對地域沒有限制，形成邏輯子網(wǎng)。不同虛擬專用技術(shù)多可滿足不同的業(yè)務(wù)需求，且在電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中，VPN技術(shù)實(shí)現(xiàn)各節(jié)點(diǎn)業(yè)務(wù)的相互連通。

4.2 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

根據(jù)國家電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)和設(shè)計(jì)需求可將網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分為以下三層：分別為核心層、匯聚層、接入層。核心層采用雙核結(jié)構(gòu)，在地調(diào)和第二匯聚點(diǎn)上進(jìn)行設(shè)置；匯聚層則選擇為各縣建立的雙點(diǎn)模式；接入層則設(shè)置在220kV及以下變電站中。

4.3 業(yè)務(wù)接入

4.3.1 接入業(yè)務(wù)類別

電力系統(tǒng)中的應(yīng)用業(yè)務(wù)分類方法多種多樣，如生產(chǎn)控制服務(wù)和管理信息服務(wù)。本文設(shè)計(jì)的電力調(diào)度數(shù)據(jù)專用網(wǎng)絡(luò)屬于第一類，生產(chǎn)控制業(yè)務(wù)，其主要任務(wù)為完成電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)。

4.3.2 業(yè)務(wù)接入方式

變電站端業(yè)務(wù)系統(tǒng)通過實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)交換機(jī)進(jìn)行接入。調(diào)度員應(yīng)用系統(tǒng)全部連接到骨干網(wǎng)，變電站端應(yīng)用系統(tǒng)連接到相應(yīng)的接入網(wǎng)。對于220k及以上變電站的變電站端業(yè)務(wù)系統(tǒng)，兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)端口應(yīng)連接到不同的接入網(wǎng)絡(luò)，110kV及以下變電站的變電站端業(yè)務(wù)系統(tǒng)，直接接入地調(diào)接入網(wǎng)的網(wǎng)口應(yīng)不少于1個(gè)，并實(shí)現(xiàn)與地調(diào)主站雙平面的對調(diào)。

5 結(jié)語

智能電網(wǎng)技術(shù)近年來發(fā)展迅速，整個(gè)電力系統(tǒng)領(lǐng)域?qū)⑷〉眯碌耐黄?。例如：視頻處理技術(shù)的使用將為電力系統(tǒng)帶來極大的便利。采用這項(xiàng)技術(shù)將使整個(gè)電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和信息處理能力更加完善，而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將使未來的電力自動化設(shè)備成為可能，使得其產(chǎn)品開發(fā)具有更好的人機(jī)交互性。簡而言之，整個(gè)電力系統(tǒng)將逐步從單一設(shè)備發(fā)展為集成多樣化系統(tǒng)，相關(guān)的調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)和國家電網(wǎng)也將在推動中國市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮重要作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 周雅.智能化電力調(diào)度數(shù)據(jù)專網(wǎng)建設(shè)方案研究[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2015，43（6）：133-137.

[2] 湯惠瓊.智能化電力調(diào)度數(shù)據(jù)專網(wǎng)建設(shè)[J].通訊世界，2015（21）：185-186.

[3] 王明奇.關(guān)于智能化電力調(diào)度數(shù)據(jù)專網(wǎng)建設(shè)方案思考[J].農(nóng)家參謀，2017（10）：258.

[4] 貝斐峰，李炳林，李新，等.國家電網(wǎng)公司無線專網(wǎng)建設(shè)解決方案研究[J].移動通信，2016，40（4）：78-83.

[5] 姚繼明，張浩，何潔，等.基于公共頻段資源的電力無線專網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究[J].湘潭大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào)，2016，38 （3）：94-98.