调度数据网基础知识

1引入电力调度数据网主要由国家电力调度数据一级网，区域二级网，省级三级网，地市四级网和县级五级网组成，覆盖了各级调度中心和直调发电厂、变电站。目前一、二、三、四级网基本建成，少数省市已经开始建设五级网。2学习目标了解电力调度数据网的基本情况知道调度数据网的组成结构了解调度数据网二平面的建设情况学习完本课程，您应该能够：3课程内容第一章调度数据网介绍第二章调度数据网概况第三章第二平面建设情况4一、调度数据网介绍电力调度数据网的概念电力调度数据网现状电力调度数据网需求分析电力调度数据网基本要求电力系统业务分类51、电力调度数据网概念电力调度数据网络：是传输电力生产实时信息的网络网络传输的主要信息：电网自动化信息调度指挥指令继电保护与安全自动装置控制信息等是电力安全生产指挥和调度自动化的重要基础在协调电力系统发、送、变、配、用电等组成部分的联合运转及保证电网安全、经济、稳定、可靠的运行方面发挥关键的作用62、电力调度数据网现状五级调度管理系统一级：国家电力调度数据（国调）二级：区域电力调度数据（网调）三级：省电力调度数据（中调）四级：地市电力调度数据（地调）五级：县电力调度数据（县调）目前一、二、三、四级网基本建成，少数省市已经开始建设五级网。部分省市开始建设数据网二平面。73、电力调度数据网需求分析电力调度系统发展指导思想：安全第一、预防为主，确保电网安全电网调度最根本职责：保证电网的安全稳定运行电力调度数据网的首要要求：可靠稳定、安全的运行保证调度自动化系统对电网的监控准确、不间断进行调度自动化数据是电力调度系统中最重要的业务数据，此外电力市场技术支持系统需要的数据支持，这些数据都需要很高的实时性。因此，为了满足电网的实时监视控制和电力市场等实时业务需求，电力调度数据网必须是一个高实时性网络，提供有保证的端到端延时。84、电力调度数据网基本要求高可靠性设备本身的可靠性（热插板、热备份、双电源等）网络设计的可靠性要求较高：关闭任一台设备/断任一条链路网络不能中断实时性低网络延迟低全网路由收敛时间网管能够实时反映网络拓扑、故障等的变化安全性安全隔离设备安全安全控制和安全监测安全管理95、电力系统业务分类实时EMS/SCADA系统水调自动化继电保护数据电力市场实时数据非实时EMS网络分析的数据电度量计费系统保护信息子站（故障录波）调度计划烟气检测为保证不同业务之间有效隔离和不同业务的服务质量，在调度骨干网中采用MPLSVPN技术。MPLSVPN技术是目前业界最先进的VPN技术，可使不同业务系统运行于不同的虚拟专用网中，有效隔离不同业务，保证业务的安全和可靠运行。10课程内容第一章调度数据网介绍第二章调度数据网概况第三章第二平面整体构架11二、调度数据网概况网络结构网络性能组网方案网络协议网络管理121、网络结构系统规模山西电力调度数据网络覆盖省调、11个地调、省调32个发电厂及85个220KV及以上电压等级变电站。网络拓扑结构特点山西电力调度数据网络结构采用高可靠结构设计，横向由中调双核心、备调双备份、10个地调和2个核心变电站组成4个155/1000M环型链的双归网络，纵向由核心层、骨干层、接入层三层结构组成，在备调设置了异地容灾核心节点，重要厂站加设了2M容灾链路，构建了山西电力调度数据网络容灾网络。13SiSiSiSiSiSiSiSi核心层骨干层接入层省中心、太原备调设为核心节点地调、核心变电站设为骨干节点220kV、500kV变电站设为接入节点网络层次结构1、网络结构14双归连接环形连接严格意义上说，省地调及核心厂站组成的骨干环连接方式为环形连接；地调与所属厂站的连接方式为双归连。1、网络结构15忻州地调大同地调铺上朔州地调吕梁地调临汾地调寺庄晋中地调运城地调太原备调2太原备调1晋城地调长治地调阳泉地调Ciscoworks2000网络管理服务器VPNManger业务管理服务器发电厂(10/100M)发电厂(155M)实时业务非实时业务实时业务实时业务非实时业务非实时业务SCADA交换机EMS应用交换机其他应用交换机地市网络管理机太原理工天成科技股份有限公司山西电力调度数据网络设计图调度数据网总拓扑图审定校核设计制图会审设计号日期比例图号会审核心路由器骨干路由器接入路由器接入/应用交换机155M/POS1X1000M光纤100M2*2M2M100MBaseT省调局域网AAA认证服务器变电站multichannelSTM-1multichannelSTM-1发电厂(1000M)实时业务非实时业务其他应用交换机1、网络结构161、网络结构忻州地调大同地调铺上朔州地调吕梁地调临汾地调寺庄晋中地调运城地调太原备调2太原备调1晋城地调长治地调阳泉地调核心路由器骨干路由器155M/POS1X1000M光纤171、网络结构忻州地调大同地调铺上朔州地调吕梁地调寺庄晋中地调运城地调太原备调2太原备调1晋城地调长治地调阳泉地调500KV变电站AGC发电厂(155M)实时业务非实时业务实时业务非实时业务multichannelSTM-1multichannelSTM-1核心路由器骨干路由器接入路由器接入/应用交换机1X1000M光纤2M2*2M181、网络结构系统业务调度数据网承载业务主要是数据业务，大多业务的传输频度为秒级，有些甚至为毫秒级，网络节点的业务量相对比较恒定。网络地址调度数据网络IP地址依照“国家电力数据网调度系统IP地址编码规范(试行)”（国家电力调度通信中心[2000]89号文）编码。启用调度预留地址10.14.X.X为网络广域网及路由器（三层交换机）标志地址。为保证各子域地址的连续性，IP地址的分配采用静态地址分配方式，按现有网络规模的2倍进行规划，并留有一定的余量。192、网络性能链路可靠性正常情况下，任意一个骨干节点都可以通过双归型155M链路中耗时最小、跳数最小的链路回到核心节点，当该155M链路发生故障时，将通过另外一条155M链路回到核心节点；当任意一个骨干节点两侧的155M链路都发生故障时，将通过2*2M备份链路回到备调路由器，见下图。接入AGC电厂正常情况下通过155M链路回到所属地调或者枢纽变电站，当该155M链路发生故障时，将通过2*2M链路回到备调路由器。500KV变电站正常情况下通过2*2M链路回到所属地调，当两条链路都发生故障时，将通过备用2M链路回到备调路由器。220KV变电站以及非AGC电厂通过2*2M链路回到所属地调，2条链路互为备份。202、网络性能212、网络性能设备冗余性地调两台路由器采用冗余配置，地区厂站业务都通过地调路由器1经155M链路回到省调，地调路由器2是否故障对业务传输没有影响；地调路由器1与地调路由器2通过1000M互联，将地调路由器2作为备用传输设备，当地调路由器1发生故障时，将通过地调路由器2经2M备份链路回到省调。223、组网方案MPLSVPN规划山西电力调度数据网络VPN划为6个：安全防护体系一区为VPN1，其他VPN均为安全防护体系二区。具体分类为：EMS业务VPN、自动化业务VPN、保护业务VPN、方式业务VPN、调度业务VPN、电力市场业务VPN。因为每一个VPN都相当于一套网络，所以为调度各个专业在调度数据网的基础上搭建了各个专业的业务专用网络，专业信息(包括病毒)只在自己专业的VPN中传播。23VPN的定义：VPN是利用公共网络资源为客户组建专用网的一种技术，它通过对网络数据进行封包和加密传输，在公网上传输私有数据，达到私有网络的安全级别，从而利用公网构筑专网（即VPN）。它是一种逻辑上的专用网络，向用户提供专用网络所具有的功能，但本身却不是一个独立的物理网络。3、组网方案243、组网方案MPLSVPN的特点：MPLSVPN(多协议标记交换协议专用网)不依靠封装和加密技术，MPLSVPN依靠转发表和数据包的标记来创建一个安全的VPN；MPLSVPN从设备、线路到路由提供全程冗余保护，网络可靠性高；采用MPLS作为通道机制实现透明报文传输，具有较高的安全级别；MPLS实现对用户透明，用户可以采用网络原来已有的保护措施，如防火墙，数据安全加密等，进一步提高安全性。253、组网方案业务带宽划分：对于2M链路，EMS业务VPN保证带宽最低为512K；对于多条2M链路捆绑的Multilink链路，EMS业务VPN保证带宽最低为512K；对于155M及以上的链路，EMS业务VPN保证带宽最低为8192K。263、组网方案OSPF区域划分为了提高收敛性能，对山西电力调度数网进行了OSPF区域划分和地址聚合，将四个环网作为一个OSPF区域，每个地调的所属变电站和电厂作为一个OSPF区域，两个枢纽变电站下连的电厂作为一个OSPF区域，所有的AGC电厂作为一个OSPF区域，通过OSPF区域的划分将各个区域的收敛情况限制到区域内部，不会影响到全网的整体收敛,有效地减少路由收敛时间，提高网络性能。27OSPF(OpenShortestPathFirst开放路径最短优先)是一个内部网关协议，用于在单一自治系统(AS)内决策路由。OSPF通过路由器之间通告网络接口的状态来建立链路状态数据库，生成最短路径树，每个OSPF路由器使用这些最短路径构造路由表，从而掌握全网的拓扑结构，独立计算路由。OSPF是一种动态路由协议，在传输链路质量差冗余通道反复切换的情况下，OSPF的路由计算量将大大增加，影响路由器性能，因此对于传输链路较差的情况，我们还是需要采用静态路由PPP协议。3、组网方案28OSPF区域划分3、组网方案293、组网方案对等组划分本系统中采用对等体组设置，所有地调骨干路由器设置为一个对等体组，命名为Area；每个地调的接入路由器定义为一个对等体组。在调度数据网中，一个路由器上的策略会应用到多个对等干系。同样的属性会设置在消息更新中传给几个对端，或者对于来自几个对等地路由可能使用同一个过滤器。在这种情况下，可以通过将共享公共策略的对等加入到一个组中来简化配置和管理。30路由反射器的划分本系统采用两级路由反射器设置，省调核心1和省调核心2作为第一级路由器路由反射器，各地调骨干路由器作为第二级路由器路由反射器。路由反射器的优点：配置了BGP路由反射器，就不再需要全互连的IBGP对等体。路由反射器被允许向其它IBGP对等体传输IBGP路由。当内部邻居命令语句数量过多时，ISP就会采用路由反射器技术。路由反射器通过让主要路由器给它们的路由反射器客户复制路由更新来减少AS内BGP邻居关系的数量（这样可以减少TCP连接）。3、组网方案314、网络协议路由器各层协议链路层协议网络层协议传输层协议单播路由协议组播路由协议区分业务协议（Diff-Serv）排队策略和拥塞控制324、网络协议路由策略区域内路由协议使用OSPF,相应的配置策略采用OSPF路由策略，AS内部（山西网）节点均运行OSPFv2路由协议；调度数据网核心骨干属于独立的自治域，与外部网络(华北网)互通的路由交换必须通过EBGP进行，并且配置OSPF引入BGP路由。省调度数据网可通过EBGP接受外部网络(华北网)的全部路由和其它省网的路由。接入节点采用OSPF路由协议，利用OSPF动态路由的链路拓扑构造能力实现主备链路的自动切换和负载分担；另外针对运行中部分通道质量较差的节点也可采用静态路由协议，通过配置静态路由协议，可以减少边缘网络设备的路由动荡对于骨干网络的影响，也可以减少路由收敛时间。335、网络管理在省调建立全网网管中心系统，全面负责网络的管理，在各个地区调度建立了分级网络管理系统，负责本地区的网络监视管理。省调网管系统对全网各种网络设备实现统一管理，管理到接入交换机的每个端口，实现故障管理、配置管理、性能管理、安全管理，实现对全网的基本管理与维护。343536课程内容第一章调度数据网介绍第二章调度数据网概况第三章第二平面整体架构37随着特高压输电路的建设