调度自动化系统数据传输通道性能比较及发展方向

熊佩华，占震滨

（1.浙江省电力公司培训中心，杭州 310015；2.浙江省电力公司调通中心，杭州 310007）

电力调度自动化系统由主站系统、子站设备和数据传输通道构成，随着调控一体化技术在电网的大力推广，通道质量的好坏直接影响远方控制技术的最后实现。目前，调度自动化系统的通道有3种形式：模拟通道、数字通道、数据网通道。在浙江省500kV变电站中3种通道都有使用；220kV变电站已经撤销了模拟通道，保留了数字（透传）通道和网络通道；110/35kV变电站的通道应地区而异。模拟通道使用CDT/华东101规约，数字（透传）通道使用IEC 60870-5-101华东2004年修订版规约，数据网通道使用IEC 60870-5-104华东2004年修订版规约。本文重点介绍Ⅰ区业务3种通道的物理实现、业务的接入、通道性能比较，以及十二五规划中数据网的第2平面建设方案。

1 模拟通道和数字通道

调度自动化数据传送的模拟通道如图1所示，模拟通道属于专线通道，它是借用调度电话的语音通道传输自动化数据，因此变电站到省调、网调的数据需要通过地调转接，其接口联系图见图1。为了满足了Ⅰ与Ⅱ区业务和本区业务之间纵向加密的电力二次安全防护的要求，加装线路加密装置。

数字通道使用的是数字数据网DDN（Digit Data Network），其通道接入如图2所示。数字通道具有点对多点方向的功能，带宽可以捆绑调整，网络具有自愈性，一旦PVC（permanent virtual circuit永久性虚电路）配置完成，具备专线通道功能。为了符合二次安全防护要求，数字通道在本区业务之间加装纵向加密装置。

图1 调度自动化数据传送的模拟通道

2 网络通道

目前电力调度自动化数据网SGDnet仅为第1平面，它由接入网、骨干网、核心网组成。以220kV变电站为例，其接入地调自动化系统的组网方式如图3所示：主站系统由实时路由器RTA、非实时路由器RTB、实时交换机SA、非实时交换机SB、Ⅰ区业务终端PC1、Ⅱ区业务终端PC2、加密装置JM1、防火墙FW1组成。子站系统由路由器R1、实时交换机S1、非实时交换机S2、Ⅰ区业务终端PC3、Ⅱ区业务终端PC4、加密装置JM2、防火墙FW2组成。RTA与RTB分别通过CPOS接口接入传输设备SDH，速率一般为155 Mb/s，R1通过2个双向E1接口接入传输设备SDH，其余网络接口之间为100 Mb/s链路。若传输设备是MSTP，则具备100 Mb/s链路接入方式，主站系统和子站系统的路由器可以直接采用100 Mb/s链路接入。

图3 调度自动化数据传送的数据网通道

500kV系统的组网中，子站系统采用实时路由器和非实时路由器分开模式。

图2 调度自动化数据传送的数字通道

在业务配置上，数据网的路由器PE之间使用BGP MPLS VPN技术，实现实时VPN-rt和非实时VPN-nrt两个虚拟网的隔离，PE和交换机CE之间采用静态路由和OSPF协议多实例方式。子站的实时交换机、实时路由器异常时，通过私网配置，可以借助非实时交换机、非实时路由器优先传输。

33种通道性能比较

模拟通道是固定电路连接，通道结构复杂，存在多次A/D转换，发往省调的信息需要通过地区的PCM转接，进入PCM需经过VDF，故障点比较多，速率不高，使用高速调制解调器信号不稳定，容易丢包。因此，模拟通道将逐步淘汰。

数字通道的承载网DDN网络可以提供点对点、点对多点业务，电路可以是永久型虚电路PVC或交换型虚电路SPVC，PVC仍然属于专用通道。当通道故障时，DDN网络具有自愈功能，可以进行路由重新分配。电路全程数字化、时隙化，无A/D转换及PCM转接，提供了稳定、可靠、实时、高质量的电信级服务，数字通道也是数据网通道的主要备份通道。

数据网通道符合TCP/IP协议，子站到主站的数据在电力实时数据网的3层和4层上互联，不需要转发，采用TCP协议，面向连接，业务可靠，动态分布带宽。但是第1平面的数据网在运行中也暴露出一些缺点：骨干网2×2 Mb/s的带宽已不能满足调度业务持续增长和带宽要求较高的新业务需求；原有设备及板卡已停止生产，系统更新难以实施；系统冗余度不高；调度数据网络除部分核心节点实现双机运行，其余节点以单机运行为主，冗余度不满足N-1稳定运行的要求；第1平面核心骨干节点运行稳定性有待加强；现有调度数据网络核心骨干节点还负责直调厂站接入，随着直调厂站不断增加，新增厂站和通道不断接入，对调度数据网络骨干网安全稳定运行造成不利的影响；单一网络平面增加升级、检修等系统工作的难度；第1平面在网络设备升级改造或检修时，将会影响各类实时在线网络业务的运行。十二五规划中，数据网将建设第2平面，取消模拟通道、数字通道，即数据网的双平面将是调度自动化业务的主要通道。

根据DL/T 516－2006《电力调度自动化系统运行管理规程》规定，远动专线通道发送电平应符合通信设备的规定，在信噪比不小于17 dB的条件下，其入口接收工作电平应为-15～-5 dBm。远动专线通道在速率1200 b/s及以下，比特差错率的极限值规定为问答式不大于5×10-5；循环式不大1×10-4。计算机数据通信模拟通道传输速率一般为 1200，2400，4800，9600 b/s；数字通道传输速率一般为 N×64 kb/s，N×2 Mb/s，155 Mb/s等。通信专业应为调度数据网络提供可靠并满足质量要求的数据通道，网络通道带宽为N×2 Mb/s或 155 Mb/s，符合 ITU-T G.703标准。基于光纤的SDH通道，比特差错率要求小于1×10-9。3种通道性能比较见表1。

4 数据网第2平面介绍

调度自动化数据网第2平面的网络采用骨干网、接入网2层的扁平化结构（如图4所示），骨干网核心层为国调、网调，骨干层为省调、省调备调节点，省调及省调备调节点为本省到骨干网核心层的出口，接入层为地调。厂站由各级调度机构的接入网接入，接入网再与骨干网互联。每个接入网与骨干网中对应节点采用单归方式背对背互联。为了提高厂站接入的可靠性，每个厂站同时接入2个不同调度级别的接入网，按照地调—省调—网调—国调的顺序将厂站的第2台设备接入其他级别调度接入网，2台设备分别属于不同自治域AS。国调、网调、省调、地调及各级备调节点全部配置单机。骨干网与接入网仍然采用MPLS VPN跨域的方式进行互访，根据业务建设三个VPN：实时VPN、非实时VPN、新增加应急VPN，跨域技术采用MP-EBGP方式，自治域内采用OSPF多子网技术。

图4 调度数据网第二平面拓扑方案示意图

表13种通道性能比较

5 传输通道技术发展要求

根据《浙江电网地县调度自动化系统技术规范》要求，传输通道将建设成为调度数据双平面骨干网，骨干节点覆盖地级以上调度机构，充分利用现有网络设备，调整构建地级以上调度接入网，220kV以上电压等级厂站接入两层接入网并逐步向110kV厂站扩展；优化调度数据网结构，提高网络可靠性，满足备调建设和应急指挥需求，保障电网安全稳定运行。同时逐步淘汰传统远动通道，逐步实现数据传输网络化，即通过专用的调度数据网络，实现电网运行信息和生产管理信息的快速、可靠传输以及系统的应急备用，为特高压大电网的安全稳定运行提供可靠的数据通信保障。

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