调度数据网接入方案设计与实现
发布时间：2022-04-19 21:30:25来源：
电力调度自动化系统间通信传统上是利用MODEM的方式进行的，这种方式存在时延长、误码率高、带宽窄等缺点。随着基于计算机网络的各种电力应用的普及，以往的自动化系统通信方式显然已不能满足发展的要求。县级调度数据网主要有SCADA调控和TMR电能采集两大核心内务，大部分变电站实时业务采用单一的远传通道CDT，IEC101，IEC104规约等，无备用通道，可靠性不高。目前，电能采集采用的是电话拨号方式通讯，己不能满足电力市场日出报表的要求，需要改变通讯方式，优选通讯方式为网络通讯[1]。麻城电网所有35KV变电站光纤覆盖率达到100%，满足建立数据网的基本条件。
2 设计思想
对于县级调度，由于业务只存在垂直方向的访问，因此尽量避免横向PC之间的访问，对交换机实行端口隔离，避免局域网内病毒泛滥，同时避免端口被外来PC监听，通过PE接入方式组网，实现实时业务与非实时业务VPN隔离。并且为实时业务预留一定带宽以保证实时业务通道畅通[2]。
将变电站远动数据转换成网络IEC104协议接入调度数据网的实时VPN，接入调度SCADA系统，原有通道作为备用保留，接入调度SCADA系统。将变电站的TMR系统的电量采集信息接入调度数据网的非实时的VPN，接入到主站的TMR系统，原有通道作为备用通道保留。
对于县级核心交换机，选择了支持MCE功能，能够实现VRF、三层隔离实时业务与非实时业务的交换机。
3 县级调度数据网的设计
3.1设计思路
采用网络技术解决县级节点PE接入，实际上是在PE侧将网络分为互不相关的两部分，可以有效地减小网络规模扩张带来的影响。
3.2 软件设计
县变电站采用核心三层千兆交换机，划分三层vlan的方式，将时实数据和非实时数据分别划分为vlan10和vlan20，县级服务器可放在一个vlan100网段，供下面实时数和非实时数例同时访问或各自访问各自服务器。
3.3 远动实时业务接入
对于不具备网络通讯功能的变电站，其运动实时通信业务采用智能规约转换器，将通讯协议转换成网络IEC04协议，接入数据网的实时业务系统[3]。对于本身支持网络104协议的RTU或者远动主机，配置相应的104协议即可。
3.4 电能采集业务接入
笔者公司目前35KV站采用的电能采集设备均为东方威斯顿B型集中器DF6100，该设备提供了moden口，可以通过拨号、电话的方式访问。还提供了以太网口，可以通过TCP/IP协议访问。根据县调数据网设计思路，解除了电话的计费方式，采用网口传输电能数据。
4县级调度数据网的实现
根据现场调研，笔者公司共有14座35KV变电站（含改造），所有变电站的光纤和光端机都已安装，都可以开通E1通道，本方案设计覆盖公司所有35KV变电站。
4.1 硬件配置
本次数据网络规划采用华为AR4640作为汇聚层路由器与下面14个变电站AR1220路由器对接，汇聚层交换机为S5700-24TP-SI与县调TMR和SCADA服务器连接。
子站每站配置华为AR1220接入路由器1台、华为E1模块1块、华为S2700-26TP-SI交换机1台。相应的光纤跳线、同轴电缆若干。每台路由器本期需对1个35kV变电站各提供1×2M链路一条。主站配置Quidway AR 46-40-RTMM14640C-路由器机箱和一台S5700-28C-EI三层核心交换机。
县调需要接入的节点分别为中驿站、铁门站共计14个节点，共计14台实时交换机，14台非实时交换机和14台路由器。
4.2网络配置
路由器Loopbac地址范围：10.228.160.0/24，用于配置调试，要求满足目前所有路由器数量基础上，预留35KV接入设备地址。
PE互连地址10.228.170.1-10.228.170.58，采用变长子网掩码方式使用255.255.255.252划分15个子网。例如：县调接口地址10.228.170.5/30对应的中驿站地址为10.228.170.6/30，其子网为10.228.170.4/30。具体详细的网络配置见图4.1。
CE管理地址10.228.150.1-10.228.150.118，采用变长子网掩码方式使255.255.255.252划分子网30个子网。其中14个子站实时信息子网，14个子站非实时时信息子网，1个主站实时子网，1个主站实时子网。主站路由器接口地址10.228.150.249/30接CE端设备S5700实时1-12接口地址为10.228.150.250/30，所属VLAN为V10。主站路由器接口地址10.228.150.253/30接CE端设备S5700非实时13-24接口地址为10.228.150.250/30，所属VLAN为V20。中驿站路由器接口地址10.228.150.1/30接CE端设备实时交换机S2700接口地址为10.228.150.2/30，所属VLAN为V10。中驿站路由器接口地址10.228.150.5/30接CE端设备非实时交换机S2700接口地址为10.228.150.250/30，所属VLAN为V20。其它站以此类推。
实时业务（VPN-RT）业务分配地址192.0.5.0-192.0.5.254。针对VLAN100，每个节点分配C/8=32个地址。县调VLAN100实时业务地址使用范围192.0.5.2到192.0.5.6，业务网关192.0.5.1。非实时业务（VPN-NRT）业务分配地址192.0.6.0-192.0.6.254。针对VLAN200，每个节点分配C/8=32个地址。县调VLAN100实时业务地址使用范围192.0.6.2到192.0.6.6，业务网关192.0.6.1[4，5]。
每一个子站华为AR1220接入路由器配备了华为E1模块1块，该2M模块接入到SDH通信传输网络，最终汇聚到主站路由器AR4640上。
5 运行效果分析
笔者公司作为数据网建设试点单位在2019年6月完成了所有的35KV调度数据网的建设并投入了运行，在运行过程中我们发现，调度业务可管理性、安全性、可操作性及带外管理功能得到了提升。系统运行率得到了提升。远动的双通道上传使调度业务可靠性得到了进一步的提高。根据ON2000系统上的数据统计发现，系统的运行率得到了提升。在实际运行中发现，基于TCP/IP协议调度数据网，数据传输较快，误码率为0%，遥控速度在4S左右，大大提高了供电可靠性。
