源網(wǎng)荷儲接入電力無線專網(wǎng)方案探討

熊耀偉 周群志 江西省郵電規(guī)劃設(shè)計院有限公司 南昌市 330002

婁麗華 南昌市站前路學(xué)校 南昌市 330002

0 前言

隨著“兩個替代”與能源變革的深入推進(jìn)，電網(wǎng)控制與服務(wù)模式將逐步發(fā)生轉(zhuǎn)變，要求末端通信網(wǎng)絡(luò)提供全面、有效的支撐。局部地區(qū)分布式光伏滲透率顯著提升，電動汽車廣泛應(yīng)用，儲能設(shè)施逐步啟動，對分布式光伏、充電樁、儲能等實時控制的需求逐步顯現(xiàn)；電網(wǎng)優(yōu)質(zhì)服務(wù)逐步由被動模式向主動模式轉(zhuǎn)變，對中低壓電網(wǎng)實時感知的需求逐步加速。無線專網(wǎng)具備安全、可靠、泛在、靈活等優(yōu)點，將逐步成為支撐電網(wǎng)運營的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，是智能電網(wǎng)“最后一公里”不可或缺的基礎(chǔ)設(shè)施。隨著無線專網(wǎng)的逐步建設(shè)完成，需要將不同的終端業(yè)務(wù)接入無線專網(wǎng)，本文針對源網(wǎng)荷儲業(yè)務(wù)接入方案進(jìn)行探討。

1 無線專網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)介紹

根據(jù)國網(wǎng)公司電力無線專網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計技術(shù)導(dǎo)則，無線專網(wǎng)按核心網(wǎng)、業(yè)務(wù)承載網(wǎng)、回傳網(wǎng)、基站及終端等五部分進(jìn)行建設(shè)。為滿足生產(chǎn)控制大區(qū)及管理信息大區(qū)業(yè)務(wù)的安全隔離要求，基站、傳輸、核心網(wǎng)均采用雙配，實現(xiàn)控制類、非控制類業(yè)務(wù)全環(huán)節(jié)物理隔離。毫秒級源網(wǎng)荷儲、秒級源網(wǎng)荷儲、配電自動化、地縣自動化采集四類安全接入通道由地市公司生產(chǎn)控制大區(qū)核心網(wǎng)承載，其它安全接入通道由地市公司管理信息大區(qū)核心網(wǎng)承載。同時，采用 APN+VPN 方式，實現(xiàn)同區(qū)業(yè)務(wù)邏輯隔離及性能保障。

根據(jù)地區(qū)公司上報業(yè)務(wù)的安全等級、承載網(wǎng)、流量、時延等，結(jié)合現(xiàn)狀劃分 APN/VPN。

根據(jù)電力無線專網(wǎng)建設(shè)技術(shù)要求，建議無線專網(wǎng)的核心網(wǎng)、業(yè)務(wù)承載網(wǎng)、回傳網(wǎng)、基站建設(shè)要求如下：

（1）核心網(wǎng)

在地市公司配置2套核心網(wǎng)設(shè)備。1套承載生產(chǎn)控制大區(qū)業(yè)務(wù)，1套承載管理信息大區(qū)業(yè)務(wù)。

（2）業(yè)務(wù)承載網(wǎng)

由MCE交換機、CE設(shè)備組成，實現(xiàn)業(yè)務(wù)系統(tǒng)和核心網(wǎng)互聯(lián)。業(yè)務(wù)承載網(wǎng)在地區(qū)公司配置1臺精控交換機、4臺MCE交換機、4臺CE，其中，1臺精控交換機承載毫秒級源網(wǎng)荷儲業(yè)務(wù)，4臺MCE交換機分別承載除毫秒級源網(wǎng)荷儲業(yè)務(wù)外的其他生產(chǎn)控制大區(qū)業(yè)務(wù)和管理信息大區(qū)業(yè)務(wù)；4臺CE分別承載秒級源網(wǎng)荷儲、配電自動化、地市自動化采集類業(yè)務(wù)、配變采集類業(yè)務(wù)。

（3）無線回傳網(wǎng)

按通信傳輸網(wǎng)架構(gòu)分為核心層主環(huán)、核心層支環(huán)，以及接入層支環(huán)。生產(chǎn)控制大區(qū)業(yè)務(wù)和管理信息大區(qū)業(yè)務(wù)在回傳網(wǎng)上應(yīng)通過不同的交換機、SDH不同槽位的以太網(wǎng)口接入（具備條件的，宜從不同的SDH接入），并承載在不同的時隙上；其中在核心層主環(huán)、核心層支環(huán)宜承載在不同的平面上（一般情況下，A平面承載生產(chǎn)控制大區(qū)業(yè)務(wù)，B平面承載管理信息大區(qū)業(yè)務(wù)）。

（4）基站

基站 BBU 設(shè)備需配置具備至少兩路獨立傳輸功能的板卡，一塊承載生產(chǎn)控制大區(qū)業(yè)務(wù)，一塊承載管理信息大區(qū)業(yè)務(wù)。

為確保“雙覆蓋”中設(shè)備的物理隔離性，基站應(yīng)盡可能地接入到不同的變電站；受位置限制有 2 個及以上的基站必須接入同一個變電站的，應(yīng)配置與基站數(shù)量相同的 BBU 予以分別承載，并統(tǒng)籌考慮相應(yīng)的安裝柜位和供電設(shè)施。

2 源網(wǎng)荷儲接入方案介紹

2.1 毫秒級系統(tǒng)

毫秒級系統(tǒng)主要是針對頻率緊急控制要求，實施第一時限控制，300毫秒內(nèi)快速切除部分可中斷負(fù)荷。

（1）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：市公司至500kV控制子站間傳輸通道的組織，參照《國網(wǎng)信通部關(guān)于印發(fā)精準(zhǔn)負(fù)荷控制通信系統(tǒng)建設(shè)指導(dǎo)意見（試行）的通知》中“接入變電站至控制子站裝置之間的 A、B通道由地市級骨干傳輸網(wǎng)承載”的要求建設(shè)。用戶通過無線專網(wǎng)將信息上傳至市公司，市公司精控交換機分別采用2塊以太網(wǎng)板卡的GE/FE接口與地區(qū)核心層主環(huán)A、B網(wǎng)SDH設(shè)備GE/FE接口互聯(lián)，通過地區(qū)核心層主環(huán) A、B網(wǎng)至500kV控制子站，控制子站側(cè)地區(qū)核心層主環(huán)A、B網(wǎng)SDH設(shè)備分別采用GE/FE接口與控制子站1臺光纖交換機GE/FE接口互聯(lián)，形成用戶至500kV控制子站的傳輸通道。

圖1 毫秒級系統(tǒng)無線通道組織方案示意圖

（2）網(wǎng)絡(luò)寬帶：根據(jù)接入用戶量要求，市公司至500KV控制子站帶寬暫按2*20M計。

（3）通道保護(hù)：根據(jù)《國網(wǎng)信通部關(guān)于印發(fā)終端通信接入網(wǎng)建設(shè)指導(dǎo)意見(試行)的通知》要求，市公司至500KV控制子站間的專線通道配置通道保護(hù)。

（4）協(xié)議配置方案：精控交換機通過兩條鏈路下行連接核心網(wǎng)設(shè)備，同時通過兩條鏈路上行連接到一臺光纖交換機（串接SDH設(shè)備）。精控交換機需將核心網(wǎng)設(shè)備發(fā)出的數(shù)據(jù)流量轉(zhuǎn)發(fā)光纖交換機側(cè)的兩個控制子站。

為滿足上述要求，在精控交換機上創(chuàng)建業(yè)務(wù)VLAN，并與核心網(wǎng)設(shè)備間配置靜態(tài)LACP鏈路聚合。精控交換機上行兩條鏈路主備部署，通過SDH設(shè)備與控制子站光纖交換機互聯(lián)。

2.2 秒級系統(tǒng)

秒級系統(tǒng)主要具備快速響應(yīng)負(fù)控終端的能力，實現(xiàn)回路測點的遙測，在3秒時限內(nèi)分解調(diào)度負(fù)荷指令并下發(fā)到具體執(zhí)行的用戶側(cè)負(fù)荷終端，實現(xiàn)終端負(fù)荷實時控制能力。

（1）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

用戶通過無線專網(wǎng)將信息上傳至市公司，市公司CE 路由器采用 GE 口與營銷控制大區(qū)防火墻互聯(lián)，接入營銷控制大區(qū)網(wǎng)絡(luò)，將信息上傳至營銷主站。秒級系統(tǒng)無線通道組織方案示意詳見下圖：

圖2 秒極系統(tǒng)無線通道組織方案圖

（2）協(xié)議配置方案

核心網(wǎng)設(shè)備通過兩條鏈路連接2臺控制大區(qū)交換機（堆疊），2臺控制大區(qū)交換機分別通過一條鏈路連接1臺CE，CE通過兩條鏈路連接防火墻。需要將核心網(wǎng)的設(shè)備發(fā)出的數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒阑饓Α?/p>

兩臺控制大區(qū)交換機做了堆疊，邏輯上可以看做一臺交換機。為滿足上述要求，在控制大區(qū)交換機上配置期在控制大區(qū)交換機上配置跨設(shè)備鏈路聚合（建議配置為lacp 模式），分別連接核心網(wǎng)設(shè)備及CE。LACP為公有協(xié)議，各廠家網(wǎng)絡(luò)設(shè)備普遍支持。CE設(shè)備為華為NE20E-S4路由器，該設(shè)備上行連接防火墻設(shè)備，為了保證可靠性，建議在CE與防火墻之間部署雙鏈路，并配置浮動路由實現(xiàn)鏈路冗余。

（3）通道保護(hù)

根據(jù)《國網(wǎng)信通部關(guān)于印發(fā)終端通信接入網(wǎng)建設(shè)指導(dǎo)意見(試行)的通知》要求，源網(wǎng)荷系統(tǒng)回傳網(wǎng)的專線通道配置通道保護(hù)。

3 結(jié)束語

源網(wǎng)荷儲目前主要采用光纖專網(wǎng)接入，接入方式比較單一。如果通過無線專網(wǎng)接入可滿足源網(wǎng)荷儲接入多樣化。實現(xiàn)35KV及以上用戶以光纖專網(wǎng)為主，10KV、20KV用戶無線專網(wǎng)覆蓋范圍的采用無線方式接入，未覆蓋區(qū)域可采用光纖專網(wǎng)。同時也可以為其它控制類業(yè)務(wù)使用電力無線專網(wǎng)承載提供參考。