打造坚强电网,迎接智能时代
——华为电力数据网建设案例
概述
2010年,在电力行业,“智能电网”成为最热门的话题之一,而智能电网的系列标准有望2010年下半年出台,国家电网已经启动大量的关于智能电网的项目。
根据中国电力百科定义,智能电网(smart power grids),就是电网的智能化,也被称为“电网2.0”,它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上,通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用,实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标。
电力通信网是为了保证电力系统的安全稳定运行而应运而生的。
它同电力系统的安全稳定控制系统、调度自动化系统被人们合称为电力系统安全稳定运行的三大支柱。
目前,它更是电网调度自动化、网络运营市场化和管理现代化的基础,是确保电网安全、稳定、经济运行的重要手段,是电力系统的重要基础设施。
电力数据网是通信网为支持各种应用的业务网络,目前电力系统的数据通信网络包括“电力调度数据网”和“电力综合数据网”。
未来的电力通信网将在这两张网的基础上进一步扩充,建立智能电网广泛互联的、坚强通信网架构。
华为公司承建了国家电力调度数据网和综合数据网两大网络,提供了未来智能电网的泛在连接的基础网络,为电网提供了实时的、高效的通信手段,并以强大的灵活性和可扩展性,让坚强的数据网支撑坚强的电网,为未来的智能电网的经济运行、安全稳定、清洁环保、双向互动美好前景提供了强有力的保证。
国家电网调度骨干网应用案例
随着国民经济的发展,电力需求不断提升,西电东送,新的超高压线路和变电站不断涌现,风电和光电等清洁能源的并网,这对网络的扩展性提出了很高的要求,要求通信设备具备大容量,灵活配置能力。
智能电网同时又是坚强的电网。
电网在任何时候都是以系统稳定优先,电网的负荷随用电单位的作息时间以及季节有很大的波动,另外,大负荷启动和关闭、以及各种短路事故造成的线路跳闸也会引起电网的负荷波动,这种负荷波动会引起的频率和电压的变化,如果调度数据网不能及时把这些变化传递到调度中心,从而调节发电侧出力或进行联络线调度,当系统超过了自动调节的范围时,会造成电力系统不稳定,产生大面积停电,造成不可估量的经济损失。
因此,电力调度数据网的可靠性是坚强电网的保证,调度网同样需要成为一张坚强的数据网。
国家电网调度骨干网在2003年投入使用,运行超过6年,为国家电网的调度系统起到了重要的支撑作用,但随着各级直调厂站及110kv/35kv变电站不断增加,网络向下延伸,网络在可靠性实时性和安全性方面暴露出一些限制,无法满足日益增长的调度业务需要。
特别是骨干网节点存在单点故障,这对于电网调度系统的稳定运行带来潜在的威胁。
国家电网于09年进行了调度网骨干网的改造建设,由华为公司负责承建,该项工程奠定了电力调度网双平面基础,为打造坚强电网迈出了坚实的一步。
国电调度数据骨干网采用华为NE系列高端路由器,采用转发平面和控制平面分离、关键硬件冗余备份等措施确保硬件安全可靠。
整网层次化部署,国调及各大网调节点均作冗余备份,重要节点进行异地备份,网状/半网状组网模式,整网不存在单链路或单节点的情况,保证了各种承载业务的高可靠性。
解决方案采用了华为公司创新的MPLS分层PE技术,降低了设备性能的要求,降低投资成本,同时避免了接入层路由变化对骨干层的冲击,从而增强了骨干网的稳定性。
NE40E独特的分区供电模式、温度感知及智能调速等特性,使能耗降低了30%,为国家电网绿色能源战略起到积极推动作用。
国家电网电力调度数据网的成功建设,可满足未来5年的业务发展,为大网调、省调、地调的网络建设提供了标准,电力调度数据网将进入建设高潮。
国家电网综合数据网骨干网项目应用案例
电力综合数据网主要承载生产管理、雷电气象信息、无人值守变电站“遥视”(视频监控)、办公信息系统(OA)等应用。
智能电网的业务管理系统也在电力综合数据网承载,这要求电力综合数据网是一张泛在互联的数据网,覆盖各级厂站、调度中心、供电单位、电力营业厅,覆盖未来的城市的充电站、电力智能小区。
这就需要为各级调度中心和供电单位提供了广泛的VPN互联服务,提供了综合数据业务的安全接入,满足综合数据网的高可靠、优质QOS服务的需求,为将来承载视频、语音及数据等多业务提供了保证。
国家电网综合数据网骨干网长期以来是以单平面单节点运行,其业务主要是国家电网公司办公业务,随着电力业务的深化发展,其数据业务种类和带宽需求日益增加,对网络可靠性也提出更高要求。
华为公司于2009年负责了综合数据网骨干网扩容建设,项目覆盖25个省的骨干节点和40个重点节点,核心节点采用NE40E-8,骨干节点采用NE20E-8,接入节点采用NE20-8。
每个节点新增路由器与原局点路由器形成双设备业务分担和保护。
主链路采用2.5GPOS,国网到网局到省主要采用GE或155M POS链路,直属地市采用100M FE上联到网局或通过N*E1链路上联到国网。
国家电网数据通信网从国网-网局-省局,网络建设到省级,某些直属单位也部署了接入节点,网络采用网状/半网状组网,骨干层链路不存在单点故障。
此次建设客户价值如下综述:
✓为国家电力用户提供综合数据业务的接入,结合MPLS技术,为电力综合数据业务提供网络层的广域网互联服务
✓通过MPLS VPN业务隔离,并通过统一网管工具对VPN进行业务可视化管理
✓NE40E实现业界速度最快的路由/VPN收敛,在链路或节点故障时,迅速将业务切换到备用链路,保证业务不中断。
✓设备和链路,以及QoS的配置,保证整个网络的高可靠运行,为后续视频、语音等新型业务的承载提供条件。
✓网状/半网状组网模式,消除单点故障,大大提高了网络的安全性与可靠性。
华为解决方案亮点
高可靠:整网达到99.999%的电信级可靠性标准,保证电力数据业务永续运行;
高性能:网络设备大容量量吞吐,骨干网络无阻塞转发;
多业务:多业务统一承载,保证业务横向集成、纵向贯通,具备视频语音业务承载能力; 实时保障:业务VPN区分,网络链路利用效率高,保证高优先级低延时转发;
绿色节能:采用华为自主设计开发的节能芯片,功耗和体积业界最小;
易运维:精细化流量管理,易于业务部署和隔离,海量告警高效处理。