利用SG186网络构建虚拟专网远动容灾通道

2010-11-07李寿松贺顺兴周和

中国科技信息 2010年11期

关键词：子站规约路由器

李寿松贺顺兴周和

(1,东方电子股份有限公司 264000；2,华北电力大学电气与电子工程学院 102206）

利用SG186网络构建虚拟专网远动容灾通道

李寿松1贺顺兴1周和2

(1,东方电子股份有限公司 264000；2,华北电力大学电气与电子工程学院 102206）

随着电网及通讯技术的发展，对调度自动化系统也提出了更高的要求。本文针对电网自动化现状与需求，遵循国家电力二次设备安全规范，提出了利用“SG186网络”构建虚拟专网远动容灾通道。备用网络通道系统可实现调度数据的整合，实现数据和应用的标准化，提高电网运行的安全性。

SG186；远动；DSC

引言

“S G 186网络”是根据国家电网公司在全系统实施“SG186工程”规划的要求，构建的“纵向贯通、横向集成”的一体化企业级信息集成平台，目标是实现公司上下信息畅通和数据共享，提高公司各项业务的管理能力，建立健全规范有效的信息化保障体系，推动信息化健康、快速、可持续发展；初步构建数字化电网、信息化企业。

1 系统架构

1.1 系统网络体系架构

S G 186接入如（图1）（图2）所示:子站设备为嵌入式通讯系统，可通过RS232或RS485串口或以太网口通过路由器接入SG186网络；另一侧则由SG 186网络通过总路由器接入DSC数据服务中心，DSC数据中心有两台服务器构成，可实现冗余备用。在DSC数据服务中心对数据进行打包处理，通过串口方式接入调度自动化系统一区前置设备。

以上接入方式，符合国家二次防护标准要求。

2 数据服务中心(DSC)设计

DSC数据中心系统软件支撑平台采用CORBA技术，为上层提供了标准化的异构环境，无论何种计算机硬件平台（RISC/CISC）、操作系统平台(Unix/ W i n d o w s)、数据库平台(O r a c l e/ Sybase)，也无论何种开发语言（目前指C、C++、Java），系统均能提供良好的可移植性、可扩展性和互操作性，为适应用户的一体化综合解决方案奠定了坚实的技术基础，使整个系统的跨平台能力提升到一个新的档次。

图1

图2

2.1 遵循IEC 61970的数据库中间件平台设计

IEC TC57技术委员会WG13工作组推出IEC 61970系列标准以来，各国的EMS开发商都在按照该标准开发和改造E M S系统。数据服务中心（D S C）系统遵循了IEC 61970CIM/CIS的标准，构建了基于CIM的统一的电力设备对象数据模型和基于CIS的数据库访问接口（中间件CDA），使得数据库平台既具有数据模型的广泛包容性，又具有异构数据库操作的透明性，为用户的功能扩展和软件“即插即用”提供了开放的、强大的底层支持功能。

2.2 基于IEC 61970 CIM的图模库一体化

所谓图模库一体化，就是以绘图为先导，自动建立电力设备库和一次设备拓扑模型。系统的图模库一体化全面遵循了IEC 61970 CIM标准中的有关定义，建立了集绘图、测试、浏览于一体的图模库一体化建模工具包，使得SCADA/ EMS等用户可以从各自的应用需求出发，在维护一套图形系统和设备参数的基础上，建立满足各自应用的图形显示风格，做到所见所得。该技术实现了应用的差异性与维护的统一性的完美结合。

2.3 基于总裁选举协议的高可用机制

系统必须具有每天24小时连续运行的高可靠性能，而高可用性设计是提高系统可靠性的最有效途径。系统将网络上的所有资源，包括网络协议、数据库、进程、内存、存储、文件等，都纳入了分布式对象管理（D O M S）范畴，为系统的高可用性设计提供了技术保证。

根据SCADA/EMS分布式应用的特点，系统提出了总裁选举协议（P E P）的机制，即任意时刻在一组分布式应用中只存在一个主应用，而其他应用为备应用，为系统各种关键应用可超出两个节点的冗余方式提供了根本保证，并可以在节点配置适当的情况下实现“N+1”功能，为用户实现更高的可用性解决方案提供了技术保证。

2.4 基于通信路径的前置系统集群化模式

基于通道的主备前置工作模式由于资源利用率低，难以适应网络通信技术的发展要求而成为EMS系统的瓶颈。系统前置通信子系统将通道管理代之以通信路径管理，将主备工作模式代之以多机集群工作模式，使得前置系的冗余性和可靠性大大提高。

2.5 数据库设计

数据库是SCADA/EMS系统的基础，商用关系数据库已在SCADA/EMS系统中得到越来越广泛的使用。系统数据库设计包括商用历史数据库和实时数据库两大部分。系统的历史数据库采用O R A C L E数据库管理系统，支持标准SQL和ODBC，实时库采用面向对象的技术遵循IEC 61970 CIM设计进行。同时，系统开发了专用平台实现对关系库和实时库的统一编辑访问接口，方便了上层应用对数据的访问。

2.6 人机界面管理

DSC数据中心主要完成数据的打包处理工作。而根据子站的数量与终端服务器的数量关系，系统设计了灵活方便的界面配置工具，可灵活调整子站打包模式。

3 系统特点

3.1 远动规约

系统规约接入方式灵活，根据子站接入方式不同与转发数据需要，系统可支持循环式、问答式规约，如C D T、IEC101；全网络的情况下支持IEC104规约接入。

3.2 网络设备

子站路由器必需满足网络方式接入的需要；由于SG186数据网为全网络构造，子站路由器能通过网络口接入SG186网。

主站侧路由器应能满足SG186网络的接入，同时可以接入千兆网交换机。

千兆交换机数量为两个，组成DSC数据中心冗余双网结构。可接入终端服务器、D S C中心服务器及路由器。

终端服务器实现将DSC中心服务器的打包数据转换为串口数据接入调度自动化前置系统。

3.3 DSC数据中心

DSC数据服务中心有两台x86架构服务器组成，实现数据冗余备份，保证运行安全。DSC通过串口隔离同SCADA系统进行通讯。D S C相当于一套独立系统，通过数据转发的模式同内网SCADA系统进行通讯。配置灵活，功能强大，程序稳定。

此种方式为在硬件上实现完全的隔离，内外网都需要增加终端服务器等设备，如设计的子站最大数量X，每Y个子站的数据通过终端服务器的一个端口传输，则外网所需增加的16口终端服务器数据为N = ((X+Y-1)/Y + 15)/16，而内网在SINGLE模式下也需要增加N台终端服务器，在DOUBLE模式下需要增加N套QH机箱和2*N台终端服务器（若终端服务器具有双网功能所需可同SINGLE模式）。

如果子站数量较少，可以在外网上运行一个独立程序，只进行解包和打包的工作，而不进行远动规约的解释。但这种情况下，由于未对远动规约进行处理，只能在一个串口传输一个终端的报文，在终端数量较多的情况下，所需要的终端服务器数量较多。