基于双平面的电力调度数据网设计

基于双平面的电力调度数据网设计

【摘要】当今社会，电力调度数据网的覆盖范围日益扩大，业务的承载能力和从前不可同日而语，承载业务量逐渐加大决定了电力调度数据网在现代大型电力系统中的重要地位，同时，电力调度数据网的节点日益增长，复杂的程度与日俱增，在不久的将来，电力生产的安全可靠对于电力调度数据网的依赖程度将增强，然而就目前的电力研究现状而言，对于电力调度数据网的可靠性和安全性研究相对较少，基于网络架构的双平面设计，为电力工程提供数据通道，在保障数据传输性和传输效率方面具有深远的影响。

【关键词】双平面；电力调度数据网；接入网

对于电力行业的安全性而言，必须高标准、严要求，电力调度数据传输和电力保护是电力安全的核心，传统的建设方式已经无法满足大电网建设的自动化要求，在此种形势之下，基于双平面的电力调度数据网络化建设成为了当今电力建设的主流趋势。

1 基于双平面的电力调度数据网络构架方式

以南方电网电力调度数据网为骨干网，下级的调度接入网是基于双平面的电力调度数据网络构架的主要方式。数据的传输、交换是骨干网的主要用途，而接入网主要用于各站点的接入，骨干网主要采用的是双平面构架设计，其第一、第二平面主要由网调、地调、省调组成。需要强调的是省调以上的各个节点应当为骨干网的核心层面，其他节点构成了骨干网的骨干层面，接入网主要由下级调度的接入网组成，这些接入网包括地调、省调等。

厂站的电力调度数据网络构架主要应当遵循双机配置的标准，同时接入不同种类的接入网中，主要指南方电网调度中心应接入南方电网调度中心接入网，直调厂站应当和网调接入网对接，地调直调厂站和现调接入网对接。

2 第一平面区域网络结构

骨干网的第一平面主要由15个汇集节点和5个核心节点组合而成，科学的设置方法应当把核心节点设置在省调，和部分区域地调，另外的15个汇集节点与核心节点必须严格采用155MPOS互相连接，核心之间、核心和汇集节点之间采用出口连接的方式进行连接，在各省调和备调之间配置网络管理系统，从而实现网络管理系统对电力调度数据网络的全面监管理。

具体的硬件配置包括3台交换机、1台路由器、面屏。部分地区可以配置两台交换机。省调必须配置一套完整的网络管理系统。各个地调配置的3台交换机主要用于全部业务的实时接入。另外后备两台交换机应当进行非实时和实时的接入，交换机之间通过1000m直接接入骨干网络节点。

3 骨干网第二平面区域的网络结构

对于骨干网第二平面的网络结构，同样应该有15个汇集节点和5个核心节点组合而成，汇集节点通过155MPOS上连接两个不同的核心节点，骨干网双平面各个节点应当接入南方电网电力调度骨干专网双平面，在备调和省调之间都配置一套网络管理系统，对于骨干网第二平面的其他配置要求和业务接入应参照骨干网第一平面区域的网络结构进行构架。

4 省调接入网的网络构架和配置要求

省调接入网的核心节点应当设置在省调，汇集节点设置在变电站，根据南方电网相关标准要求，网络传输必须为N*2M，接口方式为155MCPOS，接入厂站均接入该地区省调接入网点，地调和省调之间采用1000M方式互联，在省调和备调个配置一套分级的网络管理系统，进而实现对电力调度数据网络系统的全面监控和管理。

省调接入网的网络配置要求采用新增的设备，主要应当配置两台核心路由器，以及变电站配置1台核心路由器和一面屏柜。

5 电力调度数据网结构的脆弱性分析

这里要引入一个概念，那就是双星型结构和网状结构，前者结构的调度数据网络没有标度，俗称无标度网络，然而对于后者来说调度数据网小于世界网络。在这里，我们将对电力调度数据网结构的脆弱性进行深一步探究，考虑故障以后网络中符合的动态分配，可以把电力调度数据网结构的脆弱性大致分为动态和静态两种。通常情况下，静态脆弱性指的是除去网络中的部分节点之后对网络的攻击效果，攻击方式主要分为3种，即：一次攻击网络度数较大的节点、随机攻击网络中的节点以及介数大的节点。普遍认为，网络中数据的传输取决于节点间路径的畅通程度，这也是衡量网络性能的重要标准，利用数学中常用的控制变量法，保持两个调度数据网络中通畅水平保持恒定，使网络的连通水平高速下降，从而表现出较强的脆弱性。

通过对数据进行分析，人们发现双星型调度数据网在度数的选择攻击下表现的更加脆弱。此种现象的本质原因是因为双星型调度数据网是没有标度的，属于无标度网络，如果对得出的相关数据进行进一步分析，我们发现无标度网络极少数度数高的节点，攻击此类少数节点会造成网络连通性的破坏。一些网状调度数据网结构为小世界网络，它们的度数布局规律，布局也相对均匀，能够抵抗选择性攻击的能力相对较强，基于以上原因，在现实的电力系统中，双星型调度数据网应注意高度数节点，这些节点具有很高的连接数地调和省调节点。星形结构的电力调度数据网拓扑图详见图1.

对于网状调度数据网，高介数节点攻击对网络的影响非常大，介数指标更能衡量出网络的脆弱节点，就这点来说度数节点是远不能及的，因此，探究节点故障后网络中的介数分布带来的故障十分有必要。下面就让我们分析一下动态脆弱

性。网状结构的电力调度数据网拓扑图详见图2。

在电力调度数据网构建的实际过程中，某一节点或者链路发生故障，很可能是因为负荷重新分布导致新一轮阻塞产生的连锁反应，或者可以说是一种连锁故障，所谓动态脆弱性探讨的就是此类故障。

就目前的电力发展状况而言，电力调度数据网的数据远程传输必然是未来的发展趋势，所以讨论数据在电力调度数据网的所有对象之间最短路径的传送情况是目前的重要议题，通过相关计算，我们认为连锁故障的过程可以被认为任意选择出事故障节点后，

网络中的路径布局发生了变化，从而使节点负荷发生混乱，这是因为某一些的节点负荷超过承载范围，必将引发负荷的重新分配，如此恶性循环，故而导致连锁故障。

在分析计算的时候，人们往往采用统计网站中每个节点发生损坏的概率，检测出故障概率相对较高的几个节点，对这几个节点进行针对性的观察，从中可以得出结论，即：网站调度网络发生连锁故障，介数高的几个节点就是频繁发生故障的节点，如上面所说，每个节点的故障会导致负荷的重新布局，高介数节点作为枢纽，就更容易受到牵连。此外，双星型调度网络中的部分节点发生故障以后并没有导致更多的节点相继发生故障，而网状的单一节点发生故障后引起的其他节点故障竟然达到了50%以上，给数据网络造成了巨大的打击，可见，无标度网络很难或者说不会发成连锁故障，小世界网络发生连锁故障的几率则很大。

6 结论

传统老化的信息采集、传输方式，通信效率非常之低，导致的资源浪费十分严重，远不能满足当今电力发展的时代要求，所以，建设地区调度数据的接入网络迫在眉睫，基于双平面的电力调度数据网结合时下通信系统现状和成产系统的发展规划，严格遵循地区调度网络的防护和建设要求能够从实际上解决存在的问题，这对于进一步提高电力网络运行的可靠性、稳定性、高效性、安全性具有深远的意义，通过利用相关的理论基础知识对数据进行分析比对发现，发生连锁故障的概率和电力网络的类型以及结构有莫大关系，网状调度数据网更容易发生连锁故障，相比之下，双星型调度数据网的某个节点发生故障则不会波及其他节点，所以，对于网状数据网中介数高的节点必须加以重视，在对网络稳定和依赖性要求越来越高的今天，优化后的调度数据网络，即：基于双平面的电力调度数据网设计在电力生产中一定会发挥巨大的作用。

参考文献：

[1]国家电网公司编，国家电力调度数据网骨干网运行管理规定[M]，中国标准出版社，2005

[2]华北电网有限公司电力调度通信中心编，华北电网能量管理系统互联与