摘要：随着科学技术的不断进步，电力信息通信网络也逐渐向集中化、宽带化和IP化的方向发展，电力调度数据网是连接各地级市中心枢纽网元的重要环节，其中的优势有范围广、中心节点多、承载业务颗粒大，具有承前启后的重要作用，在网络中的地位不容忽视，省级电力调度数据网不但要满足各业务网的实际需要，还要适应现在网络的千变万化。本文主要就省级电力调度数据网带宽分析与容量规划进行探讨分析，并提出一些个人观点，以供参考。
关键词：省级电力调度；数据网；带宽分析；容量规划；
1 电力调度数据网结构特性分析
电力调度数据网是通过VPN(虚拟专用网络)实现各级调度中心之间以及调度中心与相关发电厂、变电站之间的互联,在专用通道上利用IP路由交 换设备组网,实现在SDH或PDH层面上与系统内公用的电力信息包括SCADA/EMS调度自动化系统、电能量计费系统(电能量采集装 置)、继电保护管理信息系统、动态预警监测系统(功角测量装置)和安全自动装置信息等数据传输业务。从而满足电力生产、电力调度、继电保护等信息传输需 要,协调电力系统发、送、变、配、用电等组成部分的联合运转,保证电网安全、经济、稳定、可靠运行。 电力调度数据网络架构范围主要包括以下几个层次：
1.1核心层
核心层是电力调度数据网的主干部分,由位于省调和地调的核心路由器组成,利用可靠的网络拓扑结构和高性能的网络设备实现网络报文的高速转发,并提供220kV变电站和统调发电厂的网络接入功能。
1.2骨干层
骨干层由位于地调和部分县调、监控中心(集控站)的路由器组成,负责汇接管辖范围内的所有接入层节点的信息。
1.3接入层
接入层主要承担各调度点 的业务接入及数据汇入骨干层的作用。电力调度数据网络承载的调度系统数据通信业务大致可分为以下几类:
（1）实时监控业务：包括EMS(能量管理系统)与 RTU(远程终端控制系统)或变电所自动化系统的实时数据及地/县级调度、县级市/县级调度EMS之间交换的实时数据。
（2）运行管理业务：如发电、用电及 联络线交换计划、联络线考核;
（3）调度票、操作票、检修票等;
（4）调度生产运行报表(日报、月报、季报);
（5）电能量计量计费信息;故障录波、保护和安全自动装置有关管理数据。
2网络拓扑结构设计原则
2.1 拓扑可靠性原则
网络的拓扑设计应遵循N-1的电路可靠性和N-1的节点可靠性原则。即要求每个节点至少有2条不相关的链路与其他节点相连,去掉拓扑中任何1 条链路,对节点的连通性无影响;N-1的节点可靠性是指去掉拓扑中任何1个节点,对其他节点的连通性无影响,如某个地调节点故障应不影响其他节点的连通。
2.2双出口原则
国调局域网、每个网调局域网都有两个出口。同时,为防止因外部原因(如停电)造成两出口同时失效,两个出口应位于不同的地理位置,两出口的外联电路中至少有两条没有相关性。
2.3 流量优化与时延原则
根据网络的流量和流向,合理配置电路及其带宽。网络流量分布均匀,各电路带宽得到较充分的利用,不存在网络带宽瓶颈,并适度考虑“N-1”情况下的网络流量。
3 仿真研究
根据大同调度数据网第二平面的设计方案为基本框架建立网络模型。针对网络建设的开始和后期的业务要求安排，这次仿真建立了2个阶段。第一个阶段中有三种场景，分别是A1、A2、和A3，其中依次对应的应单变电站接入宽带为5、10和15Mbps；其中，中心链路贷款设置为155 Mbps。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在第二阶段建立了三种场景分别是B1、B2、和B3，相应的应单变电站接入带宽为15、25和50 Mbps，其中次年链路带宽设置为622 Mbps。
3.1网络仿真研究
当变电站接入宽带从5 Mbps（A1）上升到10 Mbps（A2）的时候，骨干链路平均带宽使用率（BU）就从29.5%上升到50.4%，而且其中满载链路数也从两条上升到五条，从而造成网络的严重拥挤。当变电站接入贷款达到15 Mbps（A3）的时候，骨干链路平均贷款使用率（BU）就达到了58.6%，并且满载链路数也变为九条，其中的HLLr值就达到52.6%，很明显已经不能适应业务的传播需要，需要进行更加深入的设计中心链路宽带，从而更好的适应业务的发展要求。 155 Mbps的中心链路宽带基本可以使用初期的业务发展要求，但是随着单变电站的接入带宽达到15 Mbps的时候，155 Mbps的中心骨干链路带宽已经不能很好的适应其发展的进程。而且，网络负载均衡性也在慢慢的下降。从A1和A2的比较结果显示，A2的负载均衡性和A1比较下降了72%，所以很有必要对A2实行网络负载均衡措施。
3.2第二阶段业务要求的网络仿真研究
中心链路带宽设置为622 Mbps基本上可以满足变电站带宽从15 Mbps（B1）上升到50 Mbps（B3）的业务发展倾向。而且，B1平均带宽使用率为21.3%，B2平均贷款使用率为28.4%，B3的平均使用率为35.7%，和B1相比较，B2和B3方案中的重载链路比例从5.3%上升到21.1%，使得这部分的重载链路经过合适的均衡方案得到了基本的缓和。和第一阶段的仿真进行比较，业务量要求最大的阶段是B3的HLLr值（21.1%）和第一阶段的C3中的HLLr值的（52.6%）降低了大约32%所以，针对第二阶段的业务要求，622 Mbps中心链路带宽基本可以满足要求。
4省级电力调度数据网带宽分析与容量规划建设
4.1虚拟局域网技术
虚拟局域网技术(VPN)是指网络中的站点不拘泥于所处的物理位置,可以根据需要灵活地加入不同的逻辑子网中的一种网络技术。在网络中根据不 同业务需求划分了几个虚拟局域网(VLan):EMS、自动化、保护、方式、调度等。因为VLan间是不通的,所以在链路末端的交换机上可以划分属于不同 VLan的端口。在这些端口上公用一个该VLan的网关,并且分配一个子网,这样接在该VLan上的工作站只需与该网关进行通讯,该网关再为数据寻找路 由。这样,不同业务的工作站只需接到自己的VLan端口,再将自己的IP地址改为网段中的地址,再设上相应的网关和掩码即可,实现数据包的转发。
4.2 多协议标签交换协议
多协议标签交换协议(MPLS)是核心路由器利用含有边缘路由器在IP分组内提供的前向信息的标签(label)或标记(tag)实现网络层 交换的一种交换方式。由于骨干网内全网部署MPLSVPN,为降低网络复杂度,需要在全网PE上运行MP-BGP。并可通过建立路由反射器(RR)来实现 MP-BGP的路由交换。MPLS的工作原理是通过路由表对相应的转发等价类(FEC)查询并分配,同时采用固定长度的标签对该FEC进行描述与编码,并 将此标签附加到IP报头的前面。相应的处于LSP中的标签交换路由器,利用报文携带的标签信息库(LIB)进行索引,确定相应的下一跳,在LSR出端口用新的标签替换原有标签,实现携带新标签的报文便沿着LSP向目的地转发。
4.3设计网络拓扑结构方案
网络拓扑(Topology)结构是指构成网络的成员间特定的物理的即真实的、或者逻辑的即虚拟的排列方式。电力调度数据网采用分层设计,内 部结构分为核心层、骨干层和接入层三层。三层设计便于组织网络路由,优化网络结构,简化厂站接入。
结束语：
综上所述，为了更好地健全企业电力调度数据网第二平面结构，有效的发挥调度数据网双平面的优势互补，加强信息的传送率、完善网络的安全运行，处理各种自然灾害和故障问题，从而保证通信工作的顺利完成。
参考文献：
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[4] 杨静，田生林，贺俊杰，等.华北电力调度数据网网络设计与实施[J].电力标准化与技术经济，2007，（3）：32-35.
论文作者:何碧舟,肖鹏,徐超,崔晓军
论文发表刊物:《电力设备》2018年第14期
论文发表时间:2018/8/22
标签：网络论文; 数据论文; 电力论文; 链路论文; 节点论文; 业务论文; 拓扑论文; 《电力设备》2018年第14期论文;