智能化电力调度数据专网建设方案研究 何柏成

智能化电力调度数据专网建设方案研究何柏成

发表时间：2018-12-17T15:32:55.613Z 来源：《基层建设》2018年第31期作者：何柏成

[导读] 摘要：针对电力调度自动化的发展趋势，分析了目前地市电网调度自动化网络存在的不足和问题。

国网江苏省电力有限公司宿迁供电分公司江苏宿迁 223800

摘要：针对电力调度自动化的发展趋势，分析了目前地市电网调度自动化网络存在的不足和问题。结合智能电网在调度数据专网方面的相关背景技术和标准，提出了地市调度数据专网的建设方案。最后根据许昌地市实际情况，具体描述了许昌地区调度数据专网建设方案。该方案可作为调度数据专网规划、自动化网络应用及智能调度等方面工作的参考和借鉴。

关键词：调度数据网；电力自动化；智能调度；网络规划

近几年来随着我国智能电网概念的提出，国家对于数字化变电站的投资建设力度开始不断加大，相关的安全电力监控系统要求也越来越高，包括安全性、可靠性、灵活性等等。而电力通信网络作为现阶段电力监控系统重要的组成部分，随着现代的通信网络技术的不断成熟，已逐渐由传统的语音业务向数据业务转型，各种网络也向着以 IP 技术为基础的宽带数据网络不断融合。在这样的背景下，加大智能化电力调度数据网的建设工作迫在眉睫，而电力调度数据网取代专线通道传输方式成为电力监控系统重要数据的承载通信网也将是21 世纪这一信息时代下的重要趋势。

一、当前地市电力调度专网存在的问题

1、网络可靠性低

目前，各地市电力调度专网一般为星型结构，未进行网络分层，以各地调主站为网络核心，以端到端的连接方式实现与网络末端子站的连接，主、子站间的连接保护路径不完善，导致网络不具较高的可靠性。

2、网络传输速率低

在星型结构及专线通道传输方式限制下，主、子站通过串口连接，自动化信息的传输速率仅可达到 64kb/s，传输速率明显不高。

3、传输路由便利性差

在星型结构下，主、子站的连接仅可进行彼此间联络，而现今的电力调度中，变电站运维仍采用大量疾控模式，再考虑到目前的自动化网络模式，子站的信息和数据只能通过主站向集控站传输，路由传输方式便利差，同时也不利于日常的网络运行与维护。

二、电力调度数据网关键技术分析

1、虚拟专用网（VPN）技术

虚拟专用网是指在传统物理网络平台之上建立的逻辑性网络，其有点在于不同的网络节点之间需要建立起端到端的物理链路，数据只需在逻辑链路中传输，从而实现了跨越地域限制建立逻辑子网。不同的 VPN 往往能够实现不同的业务需求，在电力调度数据网中，虚拟专用网技术主要用于实现各节点业务互联互通的实现。

2、数据流连接重组技术

在电力调度数据网的 TCP/IP 协议中，传输层类型一般包括 TCP、UDP、ICMP 三种类型，以传递用户数据信息的 TCP 为例，其作为具有提供可靠的字节流的传输控制协议，一般用于监控数据网络中网络原子事件的生成。连接的建立基于三个报文段实现，即通信原理中的“三次握手协议”，在整个连接重组的过程中，事件生成引擎会对 SYN 请求数据包、SYN+ACK 响应包、ACK 确认包等一系列事件进行监听，确认无误后将其加入到全局的连接链表中，每一个 TCP 数据包的传达都会被行为特征提取分析系统来得出数据包的源 IP、目的 IP、源端口、目的端口并进行归类，从而有利于后续分析工作的进行。如果 TCP 连接的两端发出的 FIN 数据包成功被事件生成引擎所监听，那么全局连接链表中的连接将会被删除，数据流连接重组结束。

3、分析机网络对象建模

正如上文中所论述的，数据流连接重组过程中势必囊括了一系列的网络原子事件的生成，而分析机网络对象建模则是为了实现对这类TCP 连接建立事件，TCP 数据包到达事件等一系列调度数据网络原子事件的维护与分析。以调度数据网络信息安全中代表一个应用程序的运行周期的网络 Session 会话类原子事件为例，分析机网络对象建模需要对 Session 对象内的连接进行关联分析，从而确保在单个连接难以反映某种违法网络行为的基础上依然能够实现捕获。以某窃密程序下载文件的网络 Session 会话为例，整个 Session 会话由数据流时序图和控制流时序图共同构成，借助分析机网络对象建模技术，当分析引擎收到一个下发行为簇事件时，将会在会话对象的记录里记下该事件的时间和事件簇所在连接 ID，从而实现对该电力系统的即时控制，如果在其它调度数据网络通信连接中，引擎同样接受到某外发行为簇事件，那么分析模型将会生成一个会话交互事件（具体的规则则参考会话交互事件的规则描述），当该窃密程序重复访问某连接五次以上时，分析机将会生成外部控制会话事件，在发出报警信号的同时，对该程序进行监听和特征提取，提升整个电力调度数据网络的安全性。

三、网络拓扑结构设计

1、设计原则

智能化电力调度数据网的设计原则可大体分为三个要求：①高性能性，专用的智能化电力调度数据网往往需要负责承载某地区整个电力监控系统的业务数据传输，所承担的非延时性业务往往具有很高的时效性，故在对其进行设计时需要保障其硬件性能。②可靠性，无论是不间断运行的电力监控系统关键数据，还是整个电力调度数据网的安全性能，都应当具备最高级别的网络容灾能力，充分考虑到可靠性。③灵活扩展性，其原因在于整个电力调度数据网需要根据电力监控系统业务的需求不断进行改良和扩展以配合业务数据传输的要求，故设计过程中，整个电力调度数据网应当具备相关节点及接口灵活的扩展能力。

2、核心层设计

调度数据网核心层是整个调度数据网最关键的部位，其不仅作为调度数据网与上级机构如中调的互联中心，还承担着整个数据网络的数据转发工作，因此，应当采用双核心路由器的运行方式对核心层进行设计，让两台核心路由器形成互为备份的结构，通信网络尽可能选择双千兆及以上速度的链路捆绑，形成高速互联通道。考虑到设计原则中的可靠性，相关的设计人员应当对核心层进行双电源、双引擎板等结构配置，可考虑将其部署在当地电力企业大楼的通信机房中，形成优秀的容灾结构，实现高级别、高性能、与高可靠性。

结语

电力调度数据专网对于电力自动化系统将是一个强有力的支撑，也必将对未来的调度智能化建设起到关键性的作用。但调度数据专网