600MW火電廠調度數據網二平面改造與故障處理淺析

劉瀅 王敏 孟憲岳 吉鵬 趙波

摘 要：隨著電網迅猛發展，“特高壓、大電網、大電源”特征凸顯，給大型火力發電廠調度通訊遠動專業提出了更高的可靠性、安全性要求。目前600MW大型火電直調發電廠調度遠動通訊系統技術現狀：現有調度數據網絡升級改造對業務傳輸影響較大；現有調度數據網應對災害性事件的能力不強；專線方式難以滿足調度業務發展的需要。該文主要介紹了大型火力發電機組按照國網公司《調度數據網第二平面總體技術方案》，東北電網調控分中心根據調度管理及未來調度業務持續快速發展的需要，積極采取成熟、先進、可靠的網絡技術，增加網絡帶寬，建設現有國家電網調度數據網第二平面東北接入網，以保障東北電力系統的安全穩定運行。

關鍵詞：調度數據網 二平面 IP地址 通訊中斷

中圖分類號：TM734 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）12（a）-0086-03

隨著電網迅猛發展，“特高壓、大電網、大電源”特征凸顯，給大型火力發電廠調度通訊遠動專業提出了更高的可靠性、安全性要求。目前600 MW大型火電直調發電廠調度遠動通訊系統技術現狀：現有調度數據網絡升級改造對業務傳輸影響較大；現有調度數據網應對災害性事件的能力不強；專線方式難以滿足調度業務發展的需要。該文主要介紹了大型火力發電機組按照國網公司《調度數據網第二平面總體技術方案》，東北電網調控分中心按調度管理及未來調度業務持續快速發展的需要，積極采用成熟、先進、可靠的網絡技術，增加網絡帶寬，建設現有國家電網調度數據網第二平面東北接入網。其目的為：一是用于支撐電力系統已有業務及新增業務的需要；二是作為應急指揮系統和備用調度系統的主要通信手段；三是與目前的第一平面形成冗余備份或結構互補。

內蒙古蒙東能源有限公司結合兩年來調度數據網二平面設備安裝、調試、聯調、試運中遇到的問題做淺要分析，積累寶貴的實踐經驗，以確保同類型機組能夠順利高效的完成調度數據網二平面改造工作。

內蒙古蒙東能源有限公司一期2×600 MW機組是為全面實施振興東北老工業基地戰略，在呼倫貝爾市鄂溫克旗開發投資建設的大型煤電基地工程。對外出線系統采取500 kV電壓等級、一次3/2主接線方式，以500 kV同桿雙回交流輸電線路“鄂巴I線和鄂巴II線”送至巴彥托海開關站，再由巴彥托海開關站轉到伊敏直流換流站，最終通過“呼-遼直流”大通道輸送到遼寧鞍山穆家嶺變電站，最終將電送至東北電網。

1 改造及施工方案

調度數據網是在專用的通道上使用獨立網絡設備組網，原理基于SDH方式，可在物理層面上成功實現與電力企業其它數據網和外部的公共信息網安全有效隔離。調度數據網一般可以劃分為邏輯隔離實時子網及非實時子網，分別在安全區Ⅰ和安全區Ⅱ進行連接。

該工程考慮網絡路由防護、網絡設備的安全配置、數據網絡安全的分層設置等安全措施，應按照國家電監會5號令要求部署安全產品，保證業務系統接入的可信性。調度數據網一般會采用分層的網絡結構，主要分為接入網和骨干網兩級網絡。在接入網內部，數據網可根據網絡規模分成三層：核心層、匯聚層、接入層。核心層是網絡業務交匯中心，通常情況下核心層只做完成數據之間的交換功能。匯聚層一般位于核心層和接入層之間，主要完成業務的分發和匯聚。接入層是主要用于用戶業務接入網絡，可實現訪問控制和質量保證。

該期傳輸鏈路通道容量考慮如下：核心層節點與各匯聚層節點之間的帶寬容量為155M SDH鏈路。接入廠站與匯聚節點帶寬統一定為4×2 M。調度數據網可承載業務對網絡的可靠性要求更高，網絡可用率和實時業務的時延、網絡收斂時間等關鍵性技術必須予以保證。再有，目前大多數具體的業務傳輸頻度都為秒級，網絡節點業務量相對比較恒定、穩定，同時網絡流量也不大。

該改造工作網絡擬采用的IP路由交換設備組網，采用IP over SDH/DWDM技術體制。該網絡中的傳輸業務將按安全等級進行劃分。為實現業務的有效隔離需要在全網實現MPLS/VPN功能。要求是網絡中的所有路由設備（包含接入路由器）均具有MPLS/VPN或類似功能。網絡的IP地址由我方負責設置，IP地址設置原則在技術聯絡會中確定。

1.1 施工方案-施工準備

（1）通訊機房和500 kV網控繼電器室之間鋪設單模光纖；（2）通訊機房原數據網屏和通訊配線架屏之間鋪設同軸電纜；（3）鋪設新組屏柜與直流、UPS系統間電源線。

1.2 安裝方案

（1）路由器安裝在通信機房原數據網接入與安全屏中的備用間隔。電源安裝時確保不碰觸其他帶電設備；（2）交換機和安全防護設備組屏安裝在500 kV網控繼電器室。盤柜安裝就位前，確認柜體預留孔接口處具備柜體安裝條件，安裝盤柜時注意柜體要保證平衡，固定盤間螺絲后將柜體槽鋼可靠焊接；（3）路由器通過單模光纖和安全防護設備連接，光纖跳線采用FC-LC，分別和路由器及安全防護設備的光纖模塊連接，安全防護設備通過網線和交換機連接。路由器通過同軸電纜與通訊設備連接。接線要牢固，防止出現接線松動；（4）所需電源取自500 kV網控繼電器室直流與UPS系統中的備用間隔；（5）所有接線工作必須按圖施工，如有疑問必須上報。

1.3 調試方案

（1）路由器的G0/0口配置成實時網關口，通過光纖和IP加密設備的外網1口連接，IP加密的內網1口通過網線和實時交換機連接，交換機的管理IP為實時業務IP的最小位，交換機的所有口配置成VLAN1。此時，通過交換機的電口可訪問實時網關；（2）路由器的G0/1口配置成非實時網關口，通過光纖和防火墻的1口連接，防火墻的2口通過網線和非實時交換機連接，交換機的管理IP為非實時業務IP的最小位，交換機的所有口配置成VLAN1。此時，通過交換機的電口可訪問非實時網關。

2 具體接入方案

我公司調度數據第二平面網絡平臺于2012年8月已設立，各業務及數據終端尚未接入，應東北網調要求，2014年12月底之前完成調度數據第二平面改造所有業務接引工作，并進入試運投入階段。

2.1 接入目的

（1）用于支撐電力系統已有業務及新增業務的需要；（2）作為應急指揮系統和備用調度系統的主要通信手段；（3）與目前的第一平面形成冗余備份或結構互補。

2.2 工作依據

（1）國調調自[2009]146號文件《啟用調度數據網雙平面技術體制》；（2）東電調傳文[2014]22號文件《關于加強國家電網調度數據網東北接入網安全防護工作的通知》；（3）國家電網公司《調度數據網第二平面總體技術方案》。

2.3 安全措施

（1）改造過程中嚴格執行《電業安全工作規程》中的有關規定。認真執行“三票三制”，開具工作票，認真填寫并執行《安全措施操作票》，作好安全措施，以確保人身安全和設備安全。現場工作勞動保護用品齊全，杜絕“三違”；（2）廠家技術人員入廠必須接受三級安全教育。工作前，對全體工作班成員及廠家技術人員進行安全風險交底；（3）按照國家及電力部門有關安全生產的規定組織工作。

2.4 技術措施

（1）數據網第二平面改造接入工作進行前，通過線標方式，區分并與第一平面業務隔離，接入過程中，禁止隨意插拔本方案規定外的數據線；（2）所有數據網第二平面新增網線進行標注后，方可經電纜溝與各終端互聯接入，新增網線做好防護屏蔽層，并保持與其它電纜的安全距離，防止電磁干擾；（3）統計出調度數據第一平面IP地址、網關及第二平面將要設置的所有IP地址、網關，在進行IP設置時使用獨立的IP地址，避免地址沖突造成第一平面終端通訊中斷或第二平面無法正常通訊。

2.5 接入工作方案

調度數據網是在專用的通道上使用獨立網絡設備組網，原理基于SDH方式，可在物理層面上成功實現與電力企業其他數據網和外部的公共信息網安全有效隔離。調度數據網一般可以劃分為邏輯隔離實時子網及非實時子網，分別在安全區Ⅰ和安全區Ⅱ進行連接。

該改造工作網絡擬采用的IP路由交換設備組網，采用IP over SDH/DWDM技術體制。該網絡中的傳輸業務將按安全等級進行劃分。所有路由設備（包括接入路由器）均具有MPLS/VPN或類似的功能，可實現業務的有效隔離。調度數據第二平面改造工程，目前已裝設一面“數據網第二平面接入屏”并通過4條單模光纖接至通訊機房，由電力信息接入及安全屏內路由器（型號）分配地址并接入東北電力調度數據網。

2.6 工作內容

（1）同步向量測量裝置、保護及故障信息子站主機、500 kV故障錄波裝置、NCS遠動機、電能量處理裝置的第二平面同軸電纜敷設；（2）同步向量測量裝置、保護及故障信息子站主機、500 kV故障錄波裝置、NCS遠動機、電能量處理裝置與第二平面S-S3100交換機的物理鏈路連接；（3）各終端及數據網第二平面路由器的IP地址、子網掩碼、網關等設置，建立數據通訊；（4）聯系各終端設備廠家，協調接入工作的相關事宜。

3 故障處理淺析

2015年3月，該廠得知周邊同類型國華呼倫貝爾電廠發生過一次通訊中斷事件，為積累寶貴的檢修經驗，該廠積極詢問、溝通得知具體處理過程如下：其廠當得知部分涉網業務數據中斷后，調度責令與國網呼倫貝爾市供電公司配合查找故障點，必須盡快處理此問題。國華呼倫貝爾電廠技術人員分析此線路故障后，本著先局部自查，再延伸至地調，再延伸至網調的方式分段查找故障點。

國華呼倫貝爾電廠的計算機監控系統于2014年12月完成數據網業務第二平面接入工作且通訊運行正常。經過測試其通訊機房至500 kV升壓站系統之間光纜＼設備環回、ping IP地址等方式方法，確認目前其調度數據網第二平面通訊對地調遠方中斷，但廠內局部設備通訊一、二次設備完好。就此延伸至與地調之間通訊繼續查找。與此同時，經過與網調自動化處積極聯系，網調與地調之間通訊也進行了測試，確認通訊完好。就此可以確定故障點為國華呼倫貝爾電廠與地調之間有問題。具體問題分析有兩點：其一就是一次光纜故障、設備尾纖故障；其二就是中間通訊板卡故障。

于是就國華呼倫貝爾電廠和地調之間的通訊設備進行檢查。現場檢查接入交換機運行良好，防火墻、縱密良好，自接入交換機可ping通下位設備，ping不通網調各業務主站，光功率表檢查各段光纖完好，確定物理通道無異常，檢查廠內數據網二平面路由器環回測試及配置均無異常。

隨即國華呼倫貝電廠派專人前往呼倫貝爾市電業局數據網機房。地調通信科配合檢查通道，經幾日排查，發現國網呼倫貝爾供電公司通信機房光傳輸設備至自動化機房中數據網二平面路由器端口狀態不正確。 為判斷是否該POS口異常，地調建議檢查方法：在其他POS口配置業務，看環回之后狀態是否正常，若正常，可以將國華呼倫貝爾電廠業務改至其他端口下。地調然后對通信機房光傳輸設備至自動化機房網調第二平面的路由器進行了環回測試，即將呼倫貝爾電廠的通道斷開，只對地調兩個機房的通道進行測試，在光端機側環回后，二平面路由器端口狀態不正確，還是DOWN狀態，由此確認地調通訊板卡故障。

調度數據網為網調遠程調控機組，并接收機組運行實時數據的傳輸媒介，關系到東北電力系統的協調控制，意義重大。該次故障，國華呼倫貝爾電廠發現問題后立即啟動了《電力網絡信息系統安全事故應急預案》，在確認為III類突發事件后積極牽頭排查故障，經過19天的排查與修復，調度數據網于3月19日成功恢復通訊，各數據傳輸正常。截至通訊恢復當日，通訊中斷造成的影響幾乎為零。

該次國華呼倫貝爾電廠調度數據網第二平面通訊故障事件的成功處理，為內蒙古蒙東能源有限公司調度數據網第二平面改造后續工作積累了寶貴的故障處理經驗，也為以后大量數據業務切換的安全可靠提供了技術儲備。

4 結語

通過調度數據網第二平面的安裝、調試、聯調、及故障處理。該廠認真總結經驗，并制定了更加完善的緊急應對措施，強化涉網安全管理工作，同時與國華呼倫貝爾電廠分享調度數據網第二平面改造經驗，共同保障東北電力系統的安全穩定運行。

參考文獻

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