如何提高電力調度數據網承載業務可靠性

高雪生　陳兵

[摘要]電力調度數據網作為自動化各業務系統的主要傳輸通道，對自動化實時業務數據傳輸質量起到關鍵性作用。調度數據規模的復雜性、眾多安全產品的部署、業務系統自身網絡的復雜性，構成電力調度數據網、業務系統的連接復雜性，直接提高業務系統的運維難度。因此需要研究如何提高調度數據網承載業務的可靠性。

[關鍵詞]提高；調度數據網絡；業務可靠性；

[中圖分類號]F407.61 [文獻標識碼]A [文章編號]1672-5158（2013）06-0092-02

引言

計算機技術與網絡通信技術的發展，使得電力系統大部分業務通過網絡進行傳輸，傳統的專線通道傳輸方式已逐漸成為備用方式并逐步退出歷史舞臺。已建成的電力調度數據網絡是傳輸電力生產實時信息的網絡，以江蘇為例，已建成省市的三級調度數據網絡、市-縣-各220kV變電所的四級調度數據網絡以及至各110kV、35kV變電所的五級調度數據網。

隨著電網結構的擴大，復雜程度的加深，社會對供電質量要求的提高，要求電力企業不斷采用新技術提高駕馭大電網的能力，電網實時信息采集的可靠性、實時性是基礎。近年來，電力企業也通過實施調度數據網的安全防護以及調度數據網第二平面的建設來不斷提高調度數據網的安全性、健壯性，但如何提高電力調度數據網承載業務的可靠性，還需通過分析調度數據網的網絡結構，性能特點以及承載其上的各類業務特點，將二者結合起來才能得到解決。以下通過具體分析，并結合實例闡述“如何提高電力調度數據網承載業務可靠性”。

1 調度數據網承載業務及存在問題分析

1.1 調度數據網承載業務分析

電力調度數據網絡是電力生產實時信息傳輸的網絡，網絡傳輸的主要信息是電力調度實時數據，是電力指揮、安全生產和調度自動化的重要基礎，在協調電力系統發、輸、變、配、用電等組成部分的聯合運轉及保證電網安全、經濟、穩定、可靠的運行方面發揮關鍵的作用。

近年來調度數據網絡應用有較快發展，包括保護故障管理、故障錄波遠傳、電量采集系統和調度實時系統等。數據網絡是支持調度自動化系統的重要技術平臺，一般要求數據網絡安全可靠，實時性要求在秒級或數秒級。日志文件的一個問題就是它的內部格式是針對系統用途構建的，必須使用某種技術手段作為日志文件內容輸出的接口，因而使用完全依賴于專門的數據庫廠商，依賴性太大，不靈活。

1.2 調度數據網及承載其上的業務系統運維問題分析

調度數據網結構龐大，站點較多，品牌不一。以江蘇為例，地區級調度數據網含四級、五級數據網，包含核心層設備接入層設備，每個35kV及以上變電站均部署1臺（已進行雙平面改造的部署了2臺）接入層設備，數量大，型號主要包括思科、華三、中興等，構成龐大的調度數據網絡。

業務系統使用的網絡設備品種多，數量大，缺乏手段對其監控。應用于調度自動化系統、電能量采集等業務系統中的網絡設備（主要指交換機、路由器等）品種多，數量大，當業務系統故障時無法分清是業務系統故障還是網絡設備故障。

不同類型、功能、品牌的安全防護產品部署于調度數據網邊界。隨著政府對調度自動化系統安全性的要求不斷提升，網絡安全產品如防火墻、縱向加密裝置、橫向隔離設備等也逐漸增多。

一個典型的業務系統、數據網絡分層分區聯結示意圖如下：

以上可以得出調度數據網接入節點多、安全防護設備部署數量廣泛、品牌不一、業務系統本身部署的網絡設備也較多，由于隨設備配置的軟件只能實現同型號設備的配置、維護與簡單監測，無法與業務應用系統關聯，從而運維人員無法全面、系統地收集業務系統運行的實際工況，當業務系統發生異常時，亦缺乏全面、有效的手段和依據及時對異常進行定位與排查。

2 如何提高調度數據網承載業務的可靠性

針對調度數據網承載業務的現狀，可以考慮建立調度數據網實時監測、預警，及時通過與業務相關的告警了解各類應用系統運行的健康水平，做到及時發現系統存在隱患，業務系統故障及時告警并能提供相關的專家知識庫幫助解決業務系統問題。為此，可以從以下幾個方面著手進行建立：

2.1 研究業務系統數據監控規范

建立《調度數據網自動化系統監測標準》，制定各自動化系統業務模塊的網絡流量數據標準，作為基礎，規范調度自動化系統業務流量數據監測工作。

2.2 研究調度自動化業務與網絡設備的關聯模型

研究建立調度自動化業務系統與網絡設備的邏輯關聯，與實時采集的流量數據進行關聯分析，實現網絡設備與業務應用的統一監控與管理。

2.3 研究調度數據網業務應用的主動運維機制

研究調度數據網業務應用的故障預判方法，制定業務與設備關聯的預警策略，采用基于云推理技術架構實現針對自動化系統進行網絡流量異常分析的推理引擎，從網絡流量層面對自動化系統內部或外部的異常進行分析，采用抑制故障發生的預控技術，實現預判、預警、預控的主動運維機制，提高調度數據網的運行管理水平。

2.4 研究基于網絡流量數據輔助決策的分析方法

基于實時流量數據分析網絡的動態負載及業務的需求變化趨勢，為業務拓展、網絡規劃提供決策依據，優化業務運行，提高網絡性能。

3 具體實例

江蘇鎮江供電公司依據上述理論，研制開發了“調度數據網業務應用實時監測、預警系統”，簡要介紹如下：

1、根據業務系統網絡邏輯關系、流量情況制定業務數據監控規范，示例如下：

2、系統物理模型如下：

系統部署于Ⅰ區、Ⅱ區、Ⅲ區。Ⅰ區和Ⅱ區之間有防火墻隔離，Ⅲ區與其他區域之間用物理裝置隔離，如上圖所示。按照網絡規劃及流量采集的需要，監測平臺系統、數據庫、分析預警系統均部署在Ⅱ區，流量采集系統分Ⅰ區、Ⅱ區部署。

3、系統軟件模塊包括流量數據采集子系統、實時分析預警子系統分析流量數據和實時監測平臺管理子系統。

流量數據采集子系統直接與網絡設備通信，實現調度數據網流量數據接入應用監測預警系統，是業務應用監測預警的基礎。

實時分析預警子系統分析流量數據，識別監測內容，根據預警策略實施預警、預控，實現對業務應用的實時監控，是業務應用監測預警的核心。

實時監測平臺管理子系統實現配置監控內容和監控方式，提供多種手段查看監測結果，智能化異常處理過程，集中控制業務應用的運行，是實現業務應用監測預警的工具。

4 結論

通過對各業務系統的歷史流量進行分析，掌握各系統業務模塊的流量負荷情況，識別出業務系統各模塊之間的數據交互關系，建立業務與數據網之間的模型，并根據制定的業務監測規范進行判斷，能準確的定位異常并分析受異常影響的業務范圍；預警預控聯動策略的部署，對預防系統和設備故障的發生起到了良好的預警作用，達到了提高電力調度數據網承載業務可靠性的效果。

參考文獻

[1]魯庭瑞，李斌，崔恒志，丁正陽，鮑麗山，徐春雷，江蘇電力數據網絡及其應用，電力系統自動化[J]，2002，26（2）

[2]謝林楓，鄭海雁，一種調度數據網業務應用流量監測的設計[J]，產業與科技論壇，2011年第10卷第10期，2011，10（72）：10-10