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摘要：根据丽水电网对35kV变电站电力调度数据网的目标要求，分析了调度和生产业务对数据网络的需求，确定了本级数据接入网建设采用的组网方案、拓扑结构和设备、技术选择原则，力求系统配置技术先进、经济合理、灵活可靠、安全实用。
关键词：35kV变电站；调度；数据网
作者简介：李洁（1977-），男，安徽广德人，国网浙江丽水市莲都区供电公司调控中心，工程师。（浙江 丽水 323000）
中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）27-0220-02
电力调度数据网为电网生产控制大区各类业务系统提供安全、可靠、稳定的数据传输平台。根据《浙江电力调度数据网技术规范》要求，丽水地区于2011年建成浙江电力调度数据网丽水骨干汇聚层，完成丽水电网220kV、110kV变电站数据接入网建设。丽水地区下辖莲都等9县市，35kV变电站87个，按丽水电网电力调度数据网的建设目标，在目前已完成的调度数据网平台基础上，结合县级电网现状，分析35kV变电站的实施条件，提出35kV变电站数据接入网络建设方案，规范调度数据网的建设，以实现丽水电网全部变电站调度数据网全覆盖的目标，更好地满足丽水电网地县两级调度生产业务的需要。
一、数据网状况及侧需
丽水电力调度数据网是浙江省电力调度数据网的重要组成部分，承载着电力系统各类实时信息和非实时数据的传输，为调度自动化系统、变电站集中监控系统、电能量自动采集系统和其他电网运行系统的业务应用提供了重要的技术支持，日益成为电网安全生产的重要基础。根据丽水电网“十二五”规划，将进一步扩大电力数据网的建设，一方面建设丽水地调配骨干汇聚层等第2平面，另一方面扩大电力调度数据网的应用周围，更加使之覆盖丽水地区所有的35kV变电站，并且展开所有厂站数据信息网络化接入。目前丽水地区35kV变电站调度自动化信息多采用传统的数模转换/拨号等方式进行传输，信号经过多次转换，存在效率低、速率低、误码率高、可靠性差、故障定位难等问题；变电站电能量信息多采用拨号和E1专线方式，其中拨号方式握手时间长，采集的信息的可靠性较差，不少厂站需要多次采集才能采集到可靠的数据。以上方式无法满足现在电力调度生产业务对传输网络安全可靠、稳定、高效的要求，存在安全隐患，需将其逐步纳入到丽水电力调度数据网内，以满足电网快速发展和新信息系统建设对数据传输的更高要求。
二、数据网架构及建设方案
1.丽水地区35kV变电站调度数据网的建设原则
（1）系统配置力求技术先进、经济合理、灵活可靠、安全实用，与丽水数据网骨干汇聚层相匹配。
（2）按照分级分层信息采集原则，在丽水地区所辖9个县调设置35kV变电站数据网县调汇聚层，35kV变电站调度生产数据按区域就近接入所属县调数据网汇聚层，再通过丽水数据网骨干汇聚层汇接所有县调汇聚层节点，实现地县数据网的组网。
（3）设备配置考虑35kV变电站电力通信网现状，35kV变电站接入层、县调汇聚层和丽水数据网骨干汇聚层之间均采用100Mb/s以太网专线方式，部分厂站采用2Mb/s E1专线方式。
（4）数据网采用IP路由交换设备组网，采用TCP/IP协议体系。35kV变电站自动化系统数据需改为采用IEC60870-5-104规约网络传输，电能量采集系统数据需从拨号改为网络传输，实现电网调度业务的数据传输网络化。针对厂站生产调度业务特性采用MPLS-VPN技术构建两个相对独立的逻辑专网，分别用于承载实时控制业务和非实时控制生产业务，实现不同业务接入的隔离。
（5）网络方案应符合《电力二次系统安全防护总体方案》和《电力二次系统安全防护规定》的相关要求，配置安全防护硬件设备，部署安全防火策略，落实相关安全防护措施。
2.数据网络拓扑结构
丽水地调下辖莲都、龙泉、缙云、青田、云和、遂昌、松阳、庆元、景宁九县调。丽水地区骨干汇聚层设置6个骨干汇聚节点，分别布置在丽水地调、500kV万象变、青田县调、缙云县调、龙泉县调和遂昌县调，其中丽水地调为第一出口，500kV万象变为第二出口，丽水地区骨干汇聚层拓扑示意图如图1所示。
丽水地区数据网络总体拓扑结构由地调汇聚层、县调汇聚层和接入层组成，地调汇聚层汇接所有县调汇聚节点及110kV变电站，县调汇聚层汇接下辖35kV变电站，接入层采用星型拓扑结构方式接入汇聚层。
根据丽水调度数据网接入层组网方式，丽水地区骨干汇聚层中的丽水节点汇接莲都、云和县调汇聚层；遂昌节点汇接遂昌、松阳县调汇聚层；龙泉节点汇接龙泉、庆元县调汇聚层；缙云节点汇接缙云县调汇聚层；青田节点汇接青田、景宁县调汇聚层。以莲都为例，县调汇聚层和接入层拓扑示意图如图2所示。
莲都下辖的8个35kV变电站以星型拓扑结构汇接至莲都县调汇聚层，再通过与地调骨干汇聚层互联实现地县数据网组网，全市9个县调的组网结构一致。
3.数据网设备配置
根据《浙江电力调度数据网技术规范》，考虑到目前电力调度生产业务数据平均流量在10kps以下，不会产生数据突发大流量的现象，100Mb/s以太网专线可以满足业务传输要求，所以在丽水35kV变电站与相应接入县调之间开通2条100Mb/s以太网专线，若通信条件不具备可采用2Mb/s E1专线；县调与地调骨干汇聚层对应节点之间开通2条100Mb/s以太网专线互联。传输链路要求能通过通信传输层提供的自愈保护实现数据可靠传输。在数据网接入层方面，每个35kV变电站配置1套接入路由器，与县调汇聚层2套路由器互通；配置2套接入二层交换机，厂站实时控制业务和非实时控制生产业务分别通过2套交换机接入至接入路由器，采用MPLS-VPN技术构建两个相对独立的逻辑专网。 在每个县调汇聚层配置2套汇聚路由器，实现汇接所有35kV变电站接入路由器和与丽水数据网骨干汇聚层的互通；配置2套中心三层交换机，提供县调自动化SCADA/EMS系统、电能量自动采集系统等调度生产业务系统对变电站终端实时控制业务和非实时控制生产业务的直接访问。
按照电力二次安全防护的有关要求，在县调汇聚层和变电站接入层的实时控制业务通道上增配纵向加密安全认证装置，非实时掌握业务通道上增加硬件防火墙，部署好访问掌握策略及相关安全防护措施，以更有效屏蔽非法业务访问、病毒及恶意攻击。县调数据网汇聚层不再单独配置网管系统，在丽水骨干汇聚层的调度数据网网管软件上增配上述县调汇聚层和厂站接入层节点，开发县调相应权限，方便其对县调35kV变电站数据网的运行维护管理。
4.数据网技术体制
（1）通信链路。丽水35kV变电站调度数据网以电力通信传输网络为基础，采用IP over SDH技术体制，该体制具有以下优点：电力调度应用系统特性相对单一，多为IP业务，适宜采用IP路由交换网络；网络开销小，结构简洁，效率高；网络复杂度降低，路由设备具备SDH标准接口，有利于日常运行维护；采用IP路由交换网络安全强度高，方便系统整体安全策略的制定和部署。
（2）虚拟专网。35kV变电站数据网建设采用MPLS VPN虚拟专网技术将电力调度数据网业务划分为不同的VPN，即用于承载实时控制业务的实时VPN-RT、用于承载非控制生产业务的非实时VPN-NRT，各级节点接入网络的业务按照二次系统安全防护的要求接入相对应的VPN，实现两个相对独立的逻辑业务传输专网，对所承载的多种业务及应用进行隔离，确保网络安全。
（3）网络路由。丽水35kV变电站调度数据网络路由传统链路状态协议OSPE（Open Shortest Path First，开放式最短路径优先协议），另外配置战略如下：自治系统内部节点公网路由均运行OSPEv2协议；全网MPLS VPN私网路由传递使用IBGP路由协议；接入网按各县调范围进行区域划分，OSPF逻辑域的划分和物理区域的划分尽量一致；各OSPE子区域内采用路由地址汇聚，缩短路由表长度；每台设备的router id应与该设备的回环（loopback）地址相同；各县调汇聚层应通过两点分别接入丽水骨干汇聚层双平面，县调汇聚层间不设直接互联路由。
（4）安全防护。数据网必须按照《电力二次系统安全防护规定》及《电力二次系统安全防护总体方案》的相关技术规定，配置纵向加密认证装置、防火墙、安全隔离装置等；部署访问控制策略，从端口上限制用户访问行为，采用严格的接入控制措施，仅经过授权的节点方能接入调度数据网；部署入侵检测/防御系统、日志系统，对网络设备运行状况、网络流量、用户行为等进行日志记录并分析，实现调度数据网的安全监视；进行边界完整性检查，对网络设备进行安全配置，防止非授权访问，禁止生产控制大区与生产管理大区的直接互联。
（5）IP地址分配。IP地址从省调统一分配丽水地区电力调度数据网的IP地址中选取，由地调统一分配。调度数据网地址分为网络（组网）地址和应用（主机）地址两大类，其中网络地址由网络标识地址（Loopback）、网络设备互联链路地址和网络边界（PE/CE 连接链路）地址组成，应用地址由包括厂站在内的各不相同的应用系统接入数据网络的地址组成。在进行IP地址分配时应充分考虑未来业务发展，保持适度预留，并遵循相关分配原则，如采用CIDR技术，以减小路由器路由表的大小，加快路由的收敛速度；采用VLSM，保证IP地址的利用效率；保证IP地址的唯一性等。
三、结束语
丽水地区各县调所辖35kV变电站通过县调数据网汇聚层与地调骨干汇聚层互联，接入丽水地区电力调度数据网，将实现丽水地区所有变电站调度数据网全覆盖的目标。网络完成后，为丽水地县实现“一体化”调度技术及支持系统提供一个更可靠、统一的专用数据平台，实现地县电网运行协同管理水平上升，为电网的安全稳定运行发挥重要作用，为地县调度自动化系统的发展打下坚实基础。
参考文献：
[1]浙江省电力公司.浙江电力调度数据网技术规范[Z].2011.
[2]张利军，高亚栋，陈利跃，等.浙江电力调度数据网建设方案的探讨[J].电力系统通信，2009，（5）.
[3]钱君霞，沈泓，霍雪松.江苏电网110、35kV变电站电力调度数据网络的建设与实施[J].中国电力，2008，（10）.
关键词：35kV变电站；调度；数据网
作者简介：李洁（1977-），男，安徽广德人，国网浙江丽水市莲都区供电公司调控中心，工程师。（浙江 丽水 323000）
中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）27-0220-02
电力调度数据网为电网生产控制大区各类业务系统提供安全、可靠、稳定的数据传输平台。根据《浙江电力调度数据网技术规范》要求，丽水地区于2011年建成浙江电力调度数据网丽水骨干汇聚层，完成丽水电网220kV、110kV变电站数据接入网建设。丽水地区下辖莲都等9县市，35kV变电站87个，按丽水电网电力调度数据网的建设目标，在目前已完成的调度数据网平台基础上，结合县级电网现状，分析35kV变电站的实施条件，提出35kV变电站数据接入网络建设方案，规范调度数据网的建设，以实现丽水电网全部变电站调度数据网全覆盖的目标，更好地满足丽水电网地县两级调度生产业务的需要。
一、数据网状况及侧需
丽水电力调度数据网是浙江省电力调度数据网的重要组成部分，承载着电力系统各类实时信息和非实时数据的传输，为调度自动化系统、变电站集中监控系统、电能量自动采集系统和其他电网运行系统的业务应用提供了重要的技术支持，日益成为电网安全生产的重要基础。根据丽水电网“十二五”规划，将进一步扩大电力数据网的建设，一方面建设丽水地调配骨干汇聚层等第2平面，另一方面扩大电力调度数据网的应用周围，更加使之覆盖丽水地区所有的35kV变电站，并且展开所有厂站数据信息网络化接入。目前丽水地区35kV变电站调度自动化信息多采用传统的数模转换/拨号等方式进行传输，信号经过多次转换，存在效率低、速率低、误码率高、可靠性差、故障定位难等问题；变电站电能量信息多采用拨号和E1专线方式，其中拨号方式握手时间长，采集的信息的可靠性较差，不少厂站需要多次采集才能采集到可靠的数据。以上方式无法满足现在电力调度生产业务对传输网络安全可靠、稳定、高效的要求，存在安全隐患，需将其逐步纳入到丽水电力调度数据网内，以满足电网快速发展和新信息系统建设对数据传输的更高要求。
二、数据网架构及建设方案
1.丽水地区35kV变电站调度数据网的建设原则
（1）系统配置力求技术先进、经济合理、灵活可靠、安全实用，与丽水数据网骨干汇聚层相匹配。
（2）按照分级分层信息采集原则，在丽水地区所辖9个县调设置35kV变电站数据网县调汇聚层，35kV变电站调度生产数据按区域就近接入所属县调数据网汇聚层，再通过丽水数据网骨干汇聚层汇接所有县调汇聚层节点，实现地县数据网的组网。
（3）设备配置考虑35kV变电站电力通信网现状，35kV变电站接入层、县调汇聚层和丽水数据网骨干汇聚层之间均采用100Mb/s以太网专线方式，部分厂站采用2Mb/s E1专线方式。
（4）数据网采用IP路由交换设备组网，采用TCP/IP协议体系。35kV变电站自动化系统数据需改为采用IEC60870-5-104规约网络传输，电能量采集系统数据需从拨号改为网络传输，实现电网调度业务的数据传输网络化。针对厂站生产调度业务特性采用MPLS-VPN技术构建两个相对独立的逻辑专网，分别用于承载实时控制业务和非实时控制生产业务，实现不同业务接入的隔离。
（5）网络方案应符合《电力二次系统安全防护总体方案》和《电力二次系统安全防护规定》的相关要求，配置安全防护硬件设备，部署安全防火策略，落实相关安全防护措施。
2.数据网络拓扑结构
丽水地调下辖莲都、龙泉、缙云、青田、云和、遂昌、松阳、庆元、景宁九县调。丽水地区骨干汇聚层设置6个骨干汇聚节点，分别布置在丽水地调、500kV万象变、青田县调、缙云县调、龙泉县调和遂昌县调，其中丽水地调为第一出口，500kV万象变为第二出口，丽水地区骨干汇聚层拓扑示意图如图1所示。
丽水地区数据网络总体拓扑结构由地调汇聚层、县调汇聚层和接入层组成，地调汇聚层汇接所有县调汇聚节点及110kV变电站，县调汇聚层汇接下辖35kV变电站，接入层采用星型拓扑结构方式接入汇聚层。
根据丽水调度数据网接入层组网方式，丽水地区骨干汇聚层中的丽水节点汇接莲都、云和县调汇聚层；遂昌节点汇接遂昌、松阳县调汇聚层；龙泉节点汇接龙泉、庆元县调汇聚层；缙云节点汇接缙云县调汇聚层；青田节点汇接青田、景宁县调汇聚层。以莲都为例，县调汇聚层和接入层拓扑示意图如图2所示。
莲都下辖的8个35kV变电站以星型拓扑结构汇接至莲都县调汇聚层，再通过与地调骨干汇聚层互联实现地县数据网组网，全市9个县调的组网结构一致。
3.数据网设备配置
根据《浙江电力调度数据网技术规范》，考虑到目前电力调度生产业务数据平均流量在10kps以下，不会产生数据突发大流量的现象，100Mb/s以太网专线可以满足业务传输要求，所以在丽水35kV变电站与相应接入县调之间开通2条100Mb/s以太网专线，若通信条件不具备可采用2Mb/s E1专线；县调与地调骨干汇聚层对应节点之间开通2条100Mb/s以太网专线互联。传输链路要求能通过通信传输层提供的自愈保护实现数据可靠传输。在数据网接入层方面，每个35kV变电站配置1套接入路由器，与县调汇聚层2套路由器互通；配置2套接入二层交换机，厂站实时控制业务和非实时控制生产业务分别通过2套交换机接入至接入路由器，采用MPLS-VPN技术构建两个相对独立的逻辑专网。 在每个县调汇聚层配置2套汇聚路由器，实现汇接所有35kV变电站接入路由器和与丽水数据网骨干汇聚层的互通；配置2套中心三层交换机，提供县调自动化SCADA/EMS系统、电能量自动采集系统等调度生产业务系统对变电站终端实时控制业务和非实时控制生产业务的直接访问。
按照电力二次安全防护的有关要求，在县调汇聚层和变电站接入层的实时控制业务通道上增配纵向加密安全认证装置，非实时掌握业务通道上增加硬件防火墙，部署好访问掌握策略及相关安全防护措施，以更有效屏蔽非法业务访问、病毒及恶意攻击。县调数据网汇聚层不再单独配置网管系统，在丽水骨干汇聚层的调度数据网网管软件上增配上述县调汇聚层和厂站接入层节点，开发县调相应权限，方便其对县调35kV变电站数据网的运行维护管理。
4.数据网技术体制
（1）通信链路。丽水35kV变电站调度数据网以电力通信传输网络为基础，采用IP over SDH技术体制，该体制具有以下优点：电力调度应用系统特性相对单一，多为IP业务，适宜采用IP路由交换网络；网络开销小，结构简洁，效率高；网络复杂度降低，路由设备具备SDH标准接口，有利于日常运行维护；采用IP路由交换网络安全强度高，方便系统整体安全策略的制定和部署。
（2）虚拟专网。35kV变电站数据网建设采用MPLS VPN虚拟专网技术将电力调度数据网业务划分为不同的VPN，即用于承载实时控制业务的实时VPN-RT、用于承载非控制生产业务的非实时VPN-NRT，各级节点接入网络的业务按照二次系统安全防护的要求接入相对应的VPN，实现两个相对独立的逻辑业务传输专网，对所承载的多种业务及应用进行隔离，确保网络安全。
（3）网络路由。丽水35kV变电站调度数据网络路由传统链路状态协议OSPE（Open Shortest Path First，开放式最短路径优先协议），另外配置战略如下：自治系统内部节点公网路由均运行OSPEv2协议；全网MPLS VPN私网路由传递使用IBGP路由协议；接入网按各县调范围进行区域划分，OSPF逻辑域的划分和物理区域的划分尽量一致；各OSPE子区域内采用路由地址汇聚，缩短路由表长度；每台设备的router id应与该设备的回环（loopback）地址相同；各县调汇聚层应通过两点分别接入丽水骨干汇聚层双平面，县调汇聚层间不设直接互联路由。
（4）安全防护。数据网必须按照《电力二次系统安全防护规定》及《电力二次系统安全防护总体方案》的相关技术规定，配置纵向加密认证装置、防火墙、安全隔离装置等；部署访问控制策略，从端口上限制用户访问行为，采用严格的接入控制措施，仅经过授权的节点方能接入调度数据网；部署入侵检测/防御系统、日志系统，对网络设备运行状况、网络流量、用户行为等进行日志记录并分析，实现调度数据网的安全监视；进行边界完整性检查，对网络设备进行安全配置，防止非授权访问，禁止生产控制大区与生产管理大区的直接互联。
（5）IP地址分配。IP地址从省调统一分配丽水地区电力调度数据网的IP地址中选取，由地调统一分配。调度数据网地址分为网络（组网）地址和应用（主机）地址两大类，其中网络地址由网络标识地址（Loopback）、网络设备互联链路地址和网络边界（PE/CE 连接链路）地址组成，应用地址由包括厂站在内的各不相同的应用系统接入数据网络的地址组成。在进行IP地址分配时应充分考虑未来业务发展，保持适度预留，并遵循相关分配原则，如采用CIDR技术，以减小路由器路由表的大小，加快路由的收敛速度；采用VLSM，保证IP地址的利用效率；保证IP地址的唯一性等。
三、结束语
丽水地区各县调所辖35kV变电站通过县调数据网汇聚层与地调骨干汇聚层互联，接入丽水地区电力调度数据网，将实现丽水地区所有变电站调度数据网全覆盖的目标。网络完成后，为丽水地县实现“一体化”调度技术及支持系统提供一个更可靠、统一的专用数据平台，实现地县电网运行协同管理水平上升，为电网的安全稳定运行发挥重要作用，为地县调度自动化系统的发展打下坚实基础。
参考文献：
[1]浙江省电力公司.浙江电力调度数据网技术规范[Z].2011.
[2]张利军，高亚栋，陈利跃，等.浙江电力调度数据网建设方案的探讨[J].电力系统通信，2009，（5）.
[3]钱君霞，沈泓，霍雪松.江苏电网110、35kV变电站电力调度数据网络的建设与实施[J].中国电力，2008，（10）.