面向21世纪的国家电力数据网络(上)黄晓莉摘　要　作为电力市场运营和电力企业调度、生产、管理现代化的基础，国家电力数据网络（SPDnet）将大力发展。文中从网络应用的需求分析出发，提出了SPDnet的发展方向和组网方案，认为ATM网络技术是电力系统数据通信骨干网络的最佳选择；设计了SPDnet一级网络的拓扑结构；对网络功能、业务、网络管理等提出了要求；并针对各种应用提出了解决方案。
关键词　电力系统　数据通信网络　需求分析　ATM网络技术
分类号　TM7321THCENTURYORIENTEDSTATEPOWERDATANETWORKHuangXiaoli
ElectricPowerPlanningandEngineeringInstituteofStateElectricPowerCompany，100011，Beijing，ChinaAbstract　Asthefoundationofpowermarketrunningandpowersystemdispatching,productionandmanagementmodernization,statepowerdatanetwork(SPDnet)shouldbedevelopedstrongly.Basedontheanalysisofthedemandforvariousservices,thedevelopmentdirectionandnetworkbuildingstrategyarepresented.ItisbelievedthatATMnetworktechnologyisthebestchoiceforthebackbonenetworkinSPDnet.TheSPDnet-Ⅰnetworktopologyisdesigned.Therequirementsfornetworkfunctions,networkservices,networkmanagementarepresentedandthedetailplansforvariouscomputersystemsorequipmentgettingaccesstothenetworkaredesigned.
Keywords　powersystems　datacommunicationnetwork　demandanalysis　ATMnetworktechnology0　引言
　　随着计算机技术、信息处理技术和通信技术的发展，对电力生产和管理产生了很大影响，对数据通信网络提出了更高的要求：生产、管理及办公等局域网的建设加速了对局域网广域互联的要求；电力企业Intranet的建立和对Internet的应用对网络带宽提出了更高要求；视频业务的出现，如无人值班变电站的视频监控、电厂视频监控、会议电视等都对网络带宽、可靠性及接口的灵活性提出更高要求；调度自动化系统的进一步发展，配电自动化系统及需方管理自动化系统的建设要求提供更大的网络带宽及接口灵活性，而这些自动化系统对传统的点对点通信方式的革命则是推动数据网络建设的巨大动力；电能量计量、计费系统的大规模建设；故障录波系统的建设；水情预报网络的建设和水调自动化系统的建设；雷电定位监测系统的建设；燃料管理自动化系统的建设以及多媒体业务的出现及其发展均对数据网络的带宽和综合业务的支持能力提出了更高要求。
　　2000年后，随着三峡工程的建设和有关全国联网工程的逐步实施，将进一步促进远动信息网络传输技术的发展。届时，数据网络将成为全国各级调度中心远动信息采集和实时调度的基础。
　　拟于2000年启动的发电侧电力市场，要求具有强大的信息系统的支持。信息系统是实现“公平、公正、公开”的基础。参与交易的各电厂和各交易中心通过信息系统联系在一起。数据网络是信息系统实现的平台和基础。
　　随着竞争机制的引入，及时、准确地掌握信息，提高劳动生产率，实现现代化管理，将成为每个企业追求的目标。企业Intranet的建立和应用将迅速发展。Internet/Intranet将是21世纪初电力企业信息技术应用的热点。作为Internet/Intranet的基础，数据通信网络必须先行，以适应其发展的要求。
　　总之，在信息技术高速发展和应用日益广泛的今天，数据通信网络将发挥越来越重要的作用。电力系统的各种应用对数据通信网络的带宽、可靠性、质量提出了更高的要求。
　　现有的国家电力数据网络（statepowerdatanetwork,缩写为SPDnet，即原CEDnet）一级网络自1992年启动以来，经过一、二期工程的建设已初具规模，实现了全国联网。但因受通道条件的限制，网络带宽偏低（64kbit/s～384kbit/s）。以X.25分组交换网作为网络核心，所支持的业务受到很大限制。
　　“九五”期间，在全国大范围建设的SDH数字微波通信电路和“十五”将大力发展的光纤通信电路，为数据通信网络的发展奠定了良好的基础。国家电力数据网络应在充分考虑应用要求的基础上，将先进的网络技术与现实的通道条件相结合，适时采用适合应用发展要求的技术体制。1　SPDnet的发展方向和设计原则
　　国家电力数据网络（SPDnet）应是面向全电力系统的公共数据网络。其服务对象应包括调度系统、生产管理系统、设计系统、教育、科研、情报系统等电力行业的各个部门。
　　SPDnet应以全国电力系统通信网络为基础，在高可靠性的光纤、微波传输通道上建立宽带、高性能、综合多种业务的网络平台，提供实时数据通信业务、非实时数据通信业务、视频及多媒体通信业务。
　　SPDnet应具有高度灵活性，能支持多种协议，提供各种不同接口，以满足目前及未来的网络需求。
　　SPDnet应具有良好的可扩展性。电力系统对网络技术的应用还刚刚起步，随着技术的发展、业务的增多，网络规模将不断扩大。网络设备应能支持网络的平滑扩容，保证在网络的增长过程中，网上业务不会受到影响。
　　SPDnet应具有高度的可靠性、安全性及可保证的服务质量，以满足电力系统实时调度、报价结算等特殊业务的需求。
　　SPDnet应具有按业务、部门等组建虚拟专用网的能力，以满足不同业务的需要，提供业务及用户群间的隔离，保证安全性，并为现有网络的接入提供方便。
　　SPDnet必须采用符合国际标准的协议和接口，满足与其他网络的互联要求。
　　SPDnet应具有较完善的网络管理功能，宜采用统一的网络管理平台，以简化管理程序，提高网络运行管理水平。
　　SPDnet应采用成熟、先进的网络技术，以保证网络的稳定、可靠运行。2　网络业务需求
　　如上所述，随着电力行业对信息技术应用的深入，对网络业务的需求呈现出多层次、多方位的特点。其主要业务需求可分为：
　　a.实时、准实时信息交换。在各级调度（含交易中心）之间及电厂、变电所与各级调度之间将有大量的实时、准实时信息交换。包括调度自动化（远动）信息、电能量计量信息、水调自动化信息、雷电定位信息、通信监测信息、发电厂报价信息、日发电计划与实时电价信息等。
　　b.电力市场信息发布与查询，包括系统负荷预测信息，网络设备运行、检修状况信息，电力市场规则，电力市场交易、结算以及合同信息等的发布和查询。
　　c.生产、管理及办公信息交换，包括各单位管理信息系统（包括调度生产管理系统）间的交换信息、政务信息、电子邮件信息等。
　　d.查询服务，即基于Web技术的多媒体信息检索服务。
　　e.视频业务，如会议电视、视频监控等。
　　f.电子商务，即基于Web技术的电子商务服务，用于电力市场交易和各种收费业务。
　　g.其他，如远程教学、视频点播、远程异地科学计算及信息处理等业务。
　　其中，实时、准实时信息交换要求有极高的可靠性和快速响应性；电力市场信息的发布与查询信息量大，对可靠性、安全性有较高的要求，并希望能对所有的市场参与者提供一致的服务；生产、管理、办公局域网互联，信息交换量大，具有随机性和突发性；电子商务要求高可靠性、高安全性；多媒体信息检索服务、视频业务等要求较高的带宽。3　技术体制
3.1　组网技术的发展
　　近10年来，数据通信网络技术发展十分迅速。从X.25、DDN、帧中继发展到ATM。纵观数据通信技术发展的进程，数据通信技术发展的趋势大致可归纳为以下几点：
　　a.数据传输协议向适应高传输速率发展。随着通信通道的进步，传输速率得到提高，适应高速率数据传输的协议进一步成熟与完善。在数据网络中，帧中继、ATM等协议正得到广泛应用。而原有X.25等协议已不能适应大量新业务对传输的需求。
　　b.组网技术向具备更高的安全性、可靠性及容错性发展。随着通信协议的发展与成熟，现有的数据通信网络已能在设备硬件及线路备份之余提供依赖于网络的容错与可靠性。帧中继、ATM等组网技术已能通过其完善的流量管理，拥塞管理和重组路由、恢复等功能在网内提供强大的安全可靠性。
　　c.数据网络向能够支持多业务的平台发展。多种业务的综合已成为近几年网络发展趋势。在数据通信网上传输语音、图像、等时数据等传统数据以外的业务具有节省设备投资、简化管理及更高效地利用带宽等多种优势。但同时也对组网技术提出了更高要求。多业务的网络平台应考虑多项业务的实时性和安全性。帧中继、ATM技术与其他技术相比，能通过融于其中的业务质量(QoS)机制对这些要求提供更好的保障。表1给出了各种组网技术比较。表1　几种主要数据网技术比较
Table1　Comparisonofmajordatanetworktechnology