电能量计量系统设计方案

1 电能量计量系统设计方案 第一章绪论 题背景 电力交易市场化是我国市场经济体制发展的要求。随着电网体制改革的深入和电力生产技术的进步，建立电量能计量系统，以提高电力系统管理自动化水平和经营效益水平己成大势所趋。在电力营销系统和电网企业化运行管理中，电能量计量系统的作用更显重要，而这一作用在电力供应形势日益紧张的情况下实施错峰用电管理及用户负荷管理中更显得重要。要真正发挥电能量计量系统的作用，系统涉及的计量范围将包括各种电压等级的变电站和电厂的电量结算关口计量点 和网损、线损管理关口计量点 ;根据管理需要所需采集的用户电量结算关口计量点 (所有的 1 用变和专用变 );以及根据需要 (如考虑母线平衡、变压器负荷平衡等 )提出的各电量计量点。电能量计量系统主要实现电厂上网、下网和联络线关口点电能量的计量，分时段存储、采集和处理，为结算和分析提供基本数据。若为计量计费系统，则还包括对各种费率模型的支持和结算软件。 电能量计量系统的发展可以认为是系统架构及通信网络发展的有机结合。能量计量系统已成为继 能之后电网调度自动化的又一个基本功能，并在电能作为商品走向市场的进程中发挥着重要的作用。 内外的现状 上个世纪电能量计量系统的发展进程经历了两个阶段。第一阶段 (20 世纪七、八十年代 ):电能量的采集和统计处理仅作为 的一项功能。由于受当时设备的能力限制，其采集精度、数据的可靠性、连续性均存在不少问题。因此，只能作为 统监视电网运行工况之用，远未达到电能量计量和计费的要求。 当时电能量数据与常规的远动采用同一种通信规约，信息由同一台 过同一通道进行传输，由主站系统按“冻结 ;读数 ;解冻”的方式统计与处理。由于 数据存贮 方式、容量和远动通信规约都不支持按分钟 /J、时定义的采集周期，大容量存贮和批次的数据传送，尤其是通道、主站系统或 身发生故障或进行例行检修还会影响电能量数据的准确性、可靠性和连续性。 第二阶段 (20 世纪 90 年代至今 )国外知名厂商如 L&G, 先后推出独立于原统的电能量计量专用系统。国内也在 20 世纪 90 年代后期推出了自行研制的电能量计量系统例如 。其特点是采用了独立的主站系统，专门的电量采集终端或电能量表，采用了专用通道 (专线公用 电信网、数据通信网等 )、专用的通信规约例如 P 等来进行电能量的采集，计算和统计考核，以适应电力市场“厂网分开，竞价上网”的商业化运作的需求。与此同时，为了保证系统的高可靠性、安全性、准确性的要求，相关的高新技术例如 集 )技术，三层体系结构及 件， 览器，网络安全技术等相继得到应用。 目前国内的电能量计量系统经过近 20 年的发展，已进入稳定成长阶段，网省级电网及主要城市的供电网均已配备电能量 计量系统。并有向区、县供电网发展的趋势，普及率正在逐年提高。 2003 年，广东电网公司出台了相关规定，如 ()一东电网计量自动化主站技术规 2 范书、广东电网公司电能计量数据传输通信规约第二版，在这些文件的指导下，清远地区在 2004 年开始建设电能量计量系统。至今为比，清远地区己实现了对城区所有变电站及各子公司所有用户电量结算关口计量点的电能量计量系统覆盖。 展趋势 电能量计量系统经过二一 f 一多年的发展，无论是网络的组成、结构还是功能、性能，都日趋完善，系统规模逐渐扩大。今后的电能量计量系统的发展趋势主 要体现在以下几个方面 : 跨平台设计。这里所说的“跨平台”主要是实现两个目标 :代码级的移植不需要或很少对代码进行修改就能从一种平台移植到另一种平台 ;其次混合系统联机运行时能够实现异构平台之 数据交换。遵循 1970/61968 准。 1970 近几年 内电力自动化厂家和研究机构进行了积极研究和互操作试验，为系统间的数据交换提供了技术规范。 图模库一体化设计。该项功能在电力调度自动化系统已经开发成功并成功应用，降低了建立电网拓扑模型的复杂度， 提高手工建模的准确性。随着电能量系统的广泛应用，用户在档案录入和理论线损方面也提出了较高的要求，有必要开发和应用这项功能。该项功能的开发有助以后为用户提供许多派生功能 :线路拓扑着色、终端数据与线路状态一致判断、自动旁路替代、理论线损计算等 ;同时为用户提供了另外一种参数和档案录入的方式，便于图形化的数据统计和查询。 与配网自动化系统一体化的设计。前几年配网自动化系统的兴起和试点，为许多用户提供了电能量与配网进行一体化设计的想象空间，在许多地方已经呈现出台区监测、计量和就地无功补偿一体化的实现方式。 分层分布式 设计。采用结构分层、功能分布的系统构架，实现模块化的软件设计和基于软总线的“瘦客户” 据访问方式，提高系统开发的简易性和资源充分的共享性。 安全性。满足电网和电厂计算机监控系统及调度数据网络安全防护规定中规定关于电能量系统与其他相关系统安全互联的要求，快速的实现数据访问和发布。 文的研究内容与章节安排 文的研究内容 本人参与并完成的研究内容包括 : (1)电能量计量系统的总体逻辑结构设计 通过全面的现场调研，根据地理位置、需求关系和功能要求进行综合考虑，本计量系统由三部分组成，即 系统主机、通信网络和远端采集模块。 (2)电能量计量系统的主机群硬件结构设计 根据业务量和安全需求，为系统运行提供可靠的硬件主机配置。 (3)电能量计量系统通信网络部分的设计 通过对电能量计量系统网络需求的深入分析，按照计量系统网络要实现的功能进行网络通道的选型和设计。 (4)传输设备的软硬件调试 在设计好传输设备的硬件和软件后，对硬件和软件进行功能和性能的调试和测试。 文的章节安排 全文共五章，各章的内容安排如下 : 第一章为绪论部分，首先介绍电能量计量系统产生的背景，介绍国内外电能量计量系统的 现状及其发展趋势，最后提出本文的研究内容。 第二章为电能量计量系统的设计方法，首先介绍了电能量计量系统的行业标准，然后说明了电能量计量系统设计原则，最后对计量系统的特点及要实现得功能进行了分析。 3 第三章对电能量计量系统常用设计方案的详细介绍。 第四章为清远电能量计量系统的详细设计，包括系统逻辑架构设计、系统主机架构设计和通信网络架构设计。 第五章为清远电能量计量系统不同通信技术的实施和比较分析。 第二章电能量计量系统的设计方法 业标准要求 2004 年 12 月，中华人民共和国发展和改革委员会发布了电能 量计量系统设计技术规程 ( 5202该标准规定了电能计量系统设计技术要求，可指导系统规划设士十，电能量计量系统主站端、相关发电厂和变电所的工程设计。该电力行业标准的及时推出，为电能量计量系统的设计提供了技术参照依据，为该电能量计量系统的顺利建设推广扫清了行业壁垒，加快了建设步伐。 本术语及定义 口电能量计量点 指发电企业、电网经营企业及用电企业之间通过电能结算的计量点 (简称关口计量点 )。 能量计量装置 该装置山电能量表计、电流互感器、电压互感 器及他们之间的连接装置组成。 能量计量系统 由电能量计量表计、电能量远方终端 (或传送装置 )，信息通道以及主站端计算机组成的系统的简称。 能量计量系统主站 主站端用于电能量计量接收和处理的、性能可靠、技术成熟、功能完善、相对独立的计算机系统。 能量远方终端 具有对电能量计量信息采集、数据处理、分时存储、长时间保存、远方传输等功能的设备。 能量计量现场监视设备 在发电厂侧配置的，用于收集电厂上网电能量、发电机电能量、厂用电电能量等数据，完成打印报表 以监督为目的的计算机装置。 量系统设计基本要求 1 计量系统应具有计量属性，数据准确、完整、可靠、及时、保密，以保证电能量信息的唯一性和可信度。 2 计量系统应是系统完整、性能可靠、技术成熟、功能能完善、独立的计算机系统。 3 计量系统应具有分时段电能量自动采集，处理，传输，整理，统计，存储，档案管理，具有声光报警、旁路替代、保留原始电量数据不被修改等功能。 4 依据电网的规模、地理分布、产权划分、经营机构设置等因素设置计量系统。 5 计量系统必须具有可扩展性、开放性、良好的兼容性和易维护性。 6 计量系统 可依据重要性对某些部件采用双设备以提高冗余度。当厂站端配有电能量远方终端时，该终端一般情况下不宜再采用双配置。 量系统设备功能及技术要求 1 采用结构模块化、测量组合化、高精度电子型电能量计量表计。 2 准确度等级范围 : 有功电能量 : :无功电能量 :。 4 由供电能量 : :无功电能量 :。 3 满足方向性有功和无功电能量计量，或四象限无功电能量计量。 4 在标称值的 120%的测量范围内，应保持准确度等级不变。 5 应具有最大需量的测量和储存。 6 输出 :可具有脉冲和数据接口 两种输出形式，电能量输出为表底值 7 脉冲以继电器触点输出时 :触点电压范围为 次。电能量输出为表底值。 24V，触点电流为 l A,寿命为 0*10 次。 8 当以数据通信方式输出时 :应为 口，通信规约符合 645 标准。 9 电能量计量表计应具有自检功能，能主动向主站和现场提供相应的报警信号输出，如T)失压、 线，电源失常、自检故障等。 10 电能量计量表应配有标准光通信口，可由手持式电能量度如期读取电能量表数 据。 11 电能量计 量表应具有数据冻结命令的接收功能。 12 电能量计量表应配有后备电池，最大连续工作时间应为 35 天以上，使用寿命为 3 年以上。 13 电能量计量表具有积分周期，积分周期应为 (1用户自选。以 1 积分周期时，电能量计量表应能存储 7 天以上的数据。 14 电能量计量表具有直接远传功能时，必须具备有各种通信规约的接口。 站端计算机要求 1 主站端计算机系统应是一个分布式网络体系结构的开放式系统，所选用的硬件平台、网络、图形接口等模块应符合最新国际标准，易于硬件设备扩充和软件应用升级。支持与 其他 算机网络及不同计算机厂商设备的互联。 2 主站端计算机系统主要技术指标 : 系统可用率 平均无故障 :0000h 系统运行寿命 10 年 画下面响应时间 如果一台路由器的 必须 重启 使新的 D 生效，在此次城域网中每台设备的 置为与该设备的 口地址相同。 域 (划 采用 为 建骨干路由。 一种收敛迅速、消耗系统资源较少的高效的链路状态路由协议，在很多大型的骨干网的环境中得到了成功的应用。 最重要的概念之一是存在层次和区域。 许把连续网络汇集起来，以进行分组。这样的组，和路由器一起维护到内含网络的接口，称为区域 (每个区域独立运行基本 链路状态路由算法的一个副本。 与把整个自治系统当作单个链路状态域相比，区域的拓扑结构更优越一些，它能隐藏起来，使之从区域外面不可见。同样地，其它区域里的路由器不知道其区域外的拓扑结构，这样明显地减少路由选择流量。 在网络里可以创建多个区域，不需要自治系统里的全部路由器都去维持整个链路状态数据库。只有同一区域里的路由器要有相同的数据库。 由于创建了区域，自治系统里的路由分成两种 :区域内 (连接到区域内的目标 )和区域间(连接到本地区域外的目标 )。 通过设计， 议可把网络强制分层。对于能实施 网络， 必须存在或能创建层次结构。区域的概念促使管理员在网络里创建层次。 随着区域间路由选择的引入，出现了主干区域 (概念。区域之间的所有流量必须流经主干区域。 干区域是专用 域 O. 干始终包含全部的负责在非主干区域之间发布路由选择信息。主干区域必须连续。如果不连续的话，必须创建虚拟链路使之连续，以保证流量不被中断。这只是一个临时的解决方案，永久解决 23 方案必须保证主干区域物理上连续。 流量不能不流经主干区域。但是，若整个网络只有一个区域，那区域 不重 要了，因为不需要主干区域。若单个区域设置成非主二 F 区域，引入第二个区域时，把第二个区域当作主干区域来建立，因为所有区域间的流量必须流经过它。 次的主要优点在于隐含了其它区域的拓扑结构，这样能明显地减少路由选择协议流量。区域可能是一个或多个网络、一个或多个子网、或是网络或子网的任意组合。若需要进一步减少路由更新，可能需要总结网络或子网。总结使用连续的地址块。 在此次方案山于涉及到 议的设备较少 (不到 10 台 )，互连网段地址也很少 (不到20 个网段地址 )，考虑以后设备的维护方便和网络的健壮性，把骨 干层设备都划在一个区域里面。 由于骨干层全部是以太接口对接，在 议中，接口若是广播类型和 型，需要选择 负责传递信息。所有的路由器都只将路由信息发送给 由 路由信息发送给本网段内的其他路山器。两台不是 路由器( 1,01 不再建立邻接关系，也不再交换任何路由信息。广播网络或 型的网络需要选举指定路由器 备份指定路由器 路由器接口的优先级 影响接口在选举 所具有的资格。优先级为。的路由器不会被选举为 每个 邻居个数也应该越少越好，尽量不要报同一个路由器配置为多个网段的的免一个路由器忙的不开交，而其它路由器确相对空闲。每个汇聚层设备只是一个网段的 心层两台设备是其三个网段的 本工程区域和 分图如图 4图 4程区域和 分图 注 :图中棕色区域都是 ,即核心层和汇聚层设备的互连接口都是 0 为了较少在整个 由域中的路由条目，在区域边界路由器 ( ，可以进行路由聚合操作，向区域外部发送聚合后的路由信息。 本次工程中可以考虑在 对如下路由进行聚合后发布 :核心区域中的互联地址核心节点与骨干节点之间的互联地址 ; 本次工程中可以考虑在 对如下路由进行聚合后发布 : 以引入其他路由协议产生的路由，包括直连路由、静态路由、 次工程中，骨干层之间 议只用 聚层和接入层之间用静态路由，在 不引入 24 其他路由。在 统一路由尺度 (计算 为确保路由器选择最优路径，统一 由尺度 (计算，计算公式为 :10000/带宽，带宽的单位是 种接口的路由尺度如表 4示。 表 4口路由尺度表 通过设置合理的 来实现流量的负载或分担 :比如把汇聚节点连接核心节点和汇节点的链路设置不同的 实现正常情况下流量直接留向核心点，而连接到其他汇聚节点到核心节点的链路作为备份。 本次工程中， 口的 采用默认值 1 ( 缺省是 1)，由于 各汇聚层设备到核心设备之间是直连，所以其 是 1，远小于从其他汇聚设备学习到到核心设备网段的路由，所以汇聚设备访问核心设备上的网段报文优先从直连接口发出，反之依然。 由协议规划 划分 各地市城域网采用私有 统一分配，各地市分配如表 4示 : 表 4东电网地区 配表 各地市城域网采用私有 骨干层设备都属于一个自治系统，设备之间都是 居关系，为了保证邻居关系的稳定性， 等体都用自己的 口地址和对方的口建立 居关系。 由于清远电力数据网属于私有网络，按照常规的规划原则，应该在规划 议时采用保留自治域号 (64512根据城域网实施导则，清远城域网采用 。 域网网络安全保障技术 保不同类型业务及地域之间的有效隔离 25 术具有天然的安全特性，不同的 户之间由于无法获知对方的路由信息，从而可以理解为存在于不同的私有网络之中，而 于在公网中使用 道进行标签交换，较 之普通的 发具有更好的安全级别。 本次工程通过规划两大类 时与非实时 )，确保两种不同业务之间的设备无法获知对方的路由信息。在同一种业务中通过对 性的合理设置，可以保证即使是相同的业务，如果没有互访需求，也无法相互访问。 证设备控制安全。 华为系列路由器和交换机的命令行提供分级保护功能，禁止低优先级的用户更改设备的重要配置，进入高优先级模式时进行密码验证。 用户的用户级别与命令优先级的关系是 :用户只能使用命令优 先级不大于用户级别的命令。用户可以根据自己的需要定义命令的优先级，使其在不同的用户级别下使用。 户访问 对远程登录用户，提供了 证、本地验证和 证三级验证。不同的用户可设置不同的用户级别，从而对设备有不同的操作权限 (见上 )。对 户还可进行的限制有 : 配置 型 呼入呼出限制 户访问 通过在 备上设置 制只允许源地址为公网，并禁止其他所有 部用户的私网地址进行登录。此项措施可以简单有效的防止 户通过 备进行非法访问。 配置团体名限制对设备的 问 用团体名认证，与设备认可的团体名不符的 文将被丢弃。 体 (一字符串来命名，称为团体名 (不同的团体可具有只读(读写 ( 问模式。具有只读权限的团体只能对设备信息进行查询，而具有读写权限的团体还可以对设备进行配置。 路由信息交换的认证 在运行路由协议的路由器上，有些端口具有不安全的属性，最据代表性的如以太网口，该类型的接口由 于需要发布本接口网段的路由信息，所以需要启动路由协议，但由于以太网的广播属性，攻击者很容易将一台同样运行 协议的路由设备连接到以太网中，并进而获得整网的路由信息及拓扑结构。所以必须在上述端口上启用 令，启动该命令后，该接口的网段路由可以照常发布出去，但该接口不会再收发 议报文，也就不会再与任何其他路由设备建立邻居关系，从而避免了路由泄漏。 志 对于网络安全，不仅要关注网络的事前防范能力，更要做好对事后跟踪能力方面的考虑，在安全事件 发生前后，可以通过对用户上网端口、时间、访问地的一记录，全面提供用户上网的追溯能力，从而为后期的分析提供第一手的资料。 实际上日志记录等功能是一个非常良好的追溯手段，在出现问题时可以根据记录迅速查找源头，防止事态进一步扩大 ;同时可以通过法律惩治罪犯，以警后人。 利用 录重要的设备信息 (如告瞥，设备状态变化信息 )，可以为故障定位排除提供有利数据。日志记录支持控制台 ( 端和 l 哑终端 (日志缓冲区 ( H 志主机 (等多个 方向的日志输出。在条件允许的情况下，对关键设备的日志输出建议采用日志主机的方式。 E. 议进行安全认证 “标记分发协议， )的缩写，是 术的核心协议之一。 议包括一组用于在 间建立 消息和处理过程。 议通过 26 将网络层的路由信息直接映射到建立在数据链路层的交换式通道 (。可以通过配置证来保证 议的安全。 域网业务接入方式分析 据调研，清远电力城域网将 承载的业务包括电力营销系统 (、财务管理系统(、生产运行管理系统 (、人力资源管理 (、办公自动化 (网管 (己有或待建业务系统共 6 个方面的数据。 根据广东省广电集团有限公司地区城域信息网络技术规范 )，相关 务定义如下 : 综合业务管理 :主要包括公文管理、档案管理、签报管理、项目管理、定期工作管理、工作计划与总结、邮件等内容，要求能够实现全公司范围内的协同无纸化办公。此外，工程物资系统、远程访问系统等也归属于综合业务管理范畴。 财务管理 :主要 包括预算管理、资产运营管理、财务计划编制、会计帐务管理、财务审计等内容。 人力管理 :主要体现为人力资源的管理。 营销管理 :主要包括报装营业管理、电量电费管理、电能计量管理、用电检查、客户关系管理 (客户沟通与服务 )、电力供应管理等内容，主要业务流程包括营销业务扩充 (变更 )、电量电费抄核收、客户沟通与服务等。 生产管理 :主要业务流程包括设备运行管理、可靠性管理、线损管理、生产计划管理等流程。此外， 音系统、同步时钟系统、会议电视系统等业务系统归属于生产管理范畴。 网络管理 :主要业务流程包括通信与网络运行管理 、设备管理、信息系统运行维护管理等流程。 我们采用 术实现不同业务之间的安全隔离。广东电网各个地市城域网采用 络技术实现 间既相互隔离又有一定的数据交换要求。 照各个应用系统划分，每个 统需要分配一个独立的 识用于相互区分。 控制 访的关键， 过中携带的 则来实现的。有全局意义， 要起到 路由策略控制的作用。要求采用 16 32 式，分配规则为“ :别”。 要求采用 16 32 式，分配规则为“ :别”。 对于有特殊 求地区，要求采用的 围为 901在核心层和汇聚层设备 58505 上划分 同的业务属于不同的划如表 4表 4划表 27 绝大多数的访问点都是通过接入层设备 备接入城域网的，在 3952P 上采用二层透出业务 式。 能量计量系统在城域网中的接入 根据应用系统的特点和功能，目 前广东电网公司已有或即将部署的有综合业务 (人力、财务、营销、生产和网管等 6 个 中，综合业务 缺省的。 业务 归属及划分原则如下 : 电网本部涉及全部的 6 个 直属单位只涉及 :综合业务、人力、财务和网管 4 个 地市级供电局本部、农电公司总部涉及全部的 6 个 区分公司、县分公司 (直管局 )和区县级农电公司包括综合业务、生产、营销、网管 4 个县分公司 (代管局 )包括综合业务、人力、财务、生产、营销、网管 6 个 基于上述条件下，相关单位的人力资源部属于人力 务部属于财务 总经理级的单位领导可同时属于综合业务、人力、财务、营销、生产 总师级的单位领导可同时属于综合业务、营销、生产 可划分到营销 部门包括 :市场部、营业部、营业所、供电局 /所等 ; 可划分到生产 部门包括 :输电部、变电部、规划建设部、工程部、计量部、变电站等 ; 可划分到网管 部门包括 :信息部、通信中心、调度中心等 ; 广东电网各个地市城域网采用 络技术实现 间既相互隔离又有一定的数据交换要求。从上述分配原则可以看到，电能量计量 系统的业务接入，被划归在生产 。现在以回澜站关口表接入为例说明 : 图 4澜站关口表示意图 如图 4示，回澜站的关口表采集终端直接与回澜站交换机相连，其中，回澜站交 28 换机设置了 3 个 别为 : 回澜站电能量计量 于采集终端往实时通信服务器传送数据使用 ; 回澜站生产系统用 于回澜站内的计算机与其他服务器通信使用 ; 回澜站设备管理 3，该 门用于设备网管。 三个 关均设在该片区的汇聚节点上，回澜站对应的汇聚节点为清新局。 在回澜站交换机上，只划分了 2 个业务 别为 501, 502，其中 47口划为能量计量系统使用 (一主一备 )，其余端口划归 生产系统使用。由于目前城域网并没有针对业务流进行 流，故同一 所有 优先级一致，没有针对实时业务进行优化。 际应用情况分析 1、目前清远地区所有 110以上变电站均开通了城域网网络连接，目前已开通了 85个站点，所有站点均为光纤接入 ，实现了千兆主干、百兆到终端，速度上大大提升，传输速度一般都有将近 300kb/s(由于终端性能所限，无法达到网络的上限，上限理论值将近10Mb/s 。 . 2、由于大部分接入层节点均为单链路接入，没有环路保护，一旦发生如光链路中断、设备故障等情况，对应的整个下联节点业务将全部中断。 3、根据历史统计，从 2006 年至 2008 年，一共发生城域网通道 (85 条 )中断 5 次，其中光通道中断 4 次，数据故障 1 次 4、由于没有针对业务进行 流，故业务繁忙的时候，实时业务与非实时业务只能按先后顺序排队，对计量业务 (属于即时 业务类型 )存在较大的时延影响。由于目前城域网带宽及响应时间在可接受范围内，故短期内不构成影响。 度数据网网络方式 度数据网概述 调度数据网工程，它利用在电力主干光纤，在高可靠性的 纤传输通道上建立高可靠、高性能、多种业务的数据通信网络，为清远省电力公司和相关电力企业的生产经营、信息化建设提供服务。清远电力调度数据网最终将覆盖 1 个地调、 7 县局、 85 个 110以上等级变电站。 清远电力调度数据网络基于 成。该网络采用层次化设计，分为三层 :核心层、汇聚层 和接入层。 电力调度数据网是电网调度自动化、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，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了重要的作用，并有力的保障了电力生产、电力调度自动化、继电保护、故障录波、安全自动装置、远动等通信需要，在电力生产及管理中的发挥着不可替代的作用。 调度数据网承载的业务对网络可靠性要求高，网络的可用率、实时业务的传输时延 (业务应有不同的优先级 )、网络的收敛时间等关键性能指标应予以保 证。 为了实现实时和非实时业务的有效隔离需在全网实现端到端 求网络中核心层、汇聚层和接入层设备应具有 功能。 网络可靠性主要是指当设备或网络出现故障时，网络提供服务的不间断性。可靠性一般通过设备本身的可靠性和链路、路由、设备的备份来实现。 度数据网结构设计分析 根据上述网络拓扑设计原则，清远供电局调度数据网络将采用层次化结构进行设计，即将整个网络分为三层 :核心层、汇聚层、接入层组网。核心层和汇聚层是 P, 备组成 29 骨干网络，接入层是由 备组成的用户网络。 清远供电局由于变电站数目较多，建议全网分为三层 :核心层、汇聚层和接入层。根据调度数据的业务流向，采用星型连接的拓扑结构。 核心层节点为 :清远供电局、 220远站、 220德站、 220山站。 汇聚层节点为 :清新局、 220峰站、 220江站、佛冈局和英德局 ; 接入层节点为 :其它 220 110电站和电厂。 根据可研审查意见，骨干层采用 入层采用 术作为底层传输技术。 根据上述带宽分析及网络组网结构、业务流向，清远供电局调度数据网 络带宽设计如下。 X 1000s，采用 口 ; E 接口连接 ; 采用 术组网时 155s; 4*2s; s，采用 口 ; 20电站各业务系统接入交换机与接入层路由器互连带宽为 000s。 清远供电局 I 期工程网络组网如图 4示。 在清远供电局配置 2 台核心路由器，在阳山站、英德站、清远站各设置 1 台骨干路由器，形成清城区、英德片、连阳片各一个骨干节点，这四个节点构成骨干层 ;另外，在英德局、佛冈局、清新局、安峰站、滔江站各设置一套汇聚路由器，形成各区域的汇聚节点，这五个节点构成汇聚层。骨干汇聚层组成调度数据网的 干。 I 期工程接入全部 220电站及直调电厂。 图 4远调度数据网 2007 年目标拓扑图（ I 期） 二期工程网络如图 4示，实现全部 110以上变电站接入。 30 图 4远调度数据网 2008 年目标拓扑图（二期） 干之间通过 55M 进行连接，在传输网开通 155M 通道。在传输网带宽充裕时，建议开通复用段保护，路由器可以利用 议实现 50换，提高网络可靠性。在传输资源不足是，利用路由协议本身收敛来实现网络的可靠性。 入层 各 220电站、 110电站、电厂以及地调中心局域网都作为 户端接入。 清远地调业务接入 清远供电局地调集中了所有的调度应用系统，所有的 I, 业务在此终结。调度数据网两台 备通过 口与地调自动化机房路由器互联，形成口字形接口。 县局和 220电站接入 县局和 220电站接入调度数据网方案在通信机房配置 1 台支持 能的路由器，通过 M 接口接入就近的两个 干节点。同时配置 1 台二层交换机，通过与路由器连接。 220电站包括浩源站、燕河站、郎新站、石潭站、英东站、石角站、连山站和英西站采用双 式上联到 干的 2 个节点。县局包括连州局、连山局、阳山局和连南局采用双 式上联到 干的 2 个节点。 地调电厂接入 地调电厂接入调度数据网方案如图 4示 :在电厂侧配置 2 台支持 能的路由器，通过 M 接口连接就近的 2 个 干节点。同时，配置 2 台二层交换机，通过 口与路由器连接。若电厂不具备光纤通信，建议改造。 31 图 4厂接入方案示意图 与省网互联 清远供电局调度数据网与广东电网骨干调度数据网络的互连如图 4示。清远局 2台核心设备通过 2 条链路上联到省网骨干。与省网清远局节点设备用 口连接，与省网韶关局节点采用 155M 接，这两条链路可以实现负载均衡，具有较高的可靠性。 图 4省骨干网络的互联 度数据网路由规划设计 32 A 由协议规划 在本期工程中，采用 为汇聚层、汇聚层和接入层 由协议。 划 每台设备的 :置为与该设备的 址相同。 区 (划 采用 为 建汇聚路由。 一种收敛迅速、消耗系统资源较少的高效的链路状态路由协议，在很多大型的汇聚网 的环境中得到了成功的应用。 最重要的概念之一是存在层次和区域。 许把连续网络汇集起来，以进行分组。这样的组，和路由器一起维护到内含网络的接口，称为区域 (每个区域独立运行基本链路状态路由算法的一个副本。与把整个自治系统当作单个链路状态域相比，区域的拓扑结构更优越一些，它能隐藏起来，使之从区域外面不可见。同样地，其它区域里的路由器不知道其区域外的拓扑结构，这样明显地减少路由选择流量。 在网络里可以创建多个区域，不需要自治系统里的全部路由器都去维持整个链路状态数据库。 只有同一区域里的路由器要有相同的数据库。 由于创建了区域，自治系统里的路由分成两种 :区域内 (连接到区域内的目标 )和区域间(连接到本地区域外的目标 )。 通过设计， 议可把网络强制分层。对于能实施 网络，必须存在或能创建层次结构。区域的概念促使管理员在网络里创建层次。 随着区域间路由选择的引入，出现了主干区域 (概念。区域之 I 旬的所有流量必须流经主干区域。 干区域是专用 域 O. 干始终包含全部的负责在非主干区 域之间发布路由选择信息。主干区域必须连续。如果 不连续的话，必须创建虚拟链路使之连续，以保证流量不被中断。 流量不能不流经主干区域。但是，若整个网络只有一个区域，那区域 不重要了，因为不需要主干区域。若单个区域设置成非主干区域，引入第二个区域时，把第二个区域当作主干区域来建立，因为所有区域间的流量必须流经过它。 次的主要优点在于隐含了其它区域的拓扑结构，这样能明显地减少路由选择协议流量。区域可能是一个或多个网络、一个或多个子网、或是网络或子网的任意组合。若需要进一步减少路由更新 ，可能需要总结网络或子网。总结使用连续的地址块。 本项目 由协议建议采用 盖到清远省调、清远省 6 个地调、省内直调 40 个 220以上电压等级变电站、 10 个发电厂等。全网分为 7 个区域 括省调核心节点和 6 个汇聚节点 址、互联接口。 果省调核心路由器有所辖接入路由设备或连接的子网，则规划为 项目需求另行规划 ;如没有，则暂时保留 - 6:包括各地调汇聚 路由器与所辖厂站、超高压公司的互连接口地址，各厂站、超高压公司所连接的子网。 外发布路由时进行聚合 为了较少在整个 由域中的路由条目，在区域边界路由器 (可以进行路由聚合操作，向区域外部发送聚合后的路由信息。所有设备的 址不进行聚合。 本次工程中可以考虑在 对如下路由进行聚合后发布 : 核心区域中的互联地址 核心节点与汇聚节点之间的互联地址 ; 汇聚节点和接入层节点之间的互联地址。 注 :路由聚合可以视现场更具体的情 况而定。省调核心节点的 各地调的 N 3 分别设计为 由器。 引入其他路由协议的路由 以引入其他路由协议产生的路由，包括直连路由、静态路由、 。本次工程的具体路由引入情况视现场情况而定。 统一路由尺度 (计算 为确保路山器选择最优路径，统一 由尺度 (的计算，计算公式为 :10000/带宽，带宽的单位是 种接口的路由尺度如表 4示。 接口类型 表 4由尺度表 通过设置合理的 来实现流量的负载或分担 :比如把接入节点连接省调节点和汇聚节点的链路设置不同的 实现正常情况下流量从接入节点到汇聚节点，而接入节点到省调节点的链路作为备份。 由协议规划 A. 划分 由于清远电力调度数据网络属于私有网络，按照常规的规划原则，应该在规划 议时采用保留自治域号 (64512但本次规划设计统一采用公用的 治域号(1 而各内部的网使用私有自治域号，主要基于以下原因 : 每个地市网内部同样会使用私有自治域号组建自己的 络，这样在双方网络互联时有可能产生冲突。 在 议中可以很方便的使用一条命令将所有的私有 全部过滤，这样如果日后各地市内部的市级网需要与清远电力调度数据网络互联时，可以方便的将私有自治域号全部屏蔽。 由于公有的自治域号的资源十分丰富，可用地址空间为 6 万个，远远大于私有自治域号的地址空间 (1024 个 )，所以，即使日后与其他网络相连，或者新旧网络进行割接，产生冲突的概率将十分低 ，可以忽略。 由于清远电力调度数据网络的地址空间全部使用私有地址空间 (所以该网络不会与 连，即使存在相连的可能性，也一定要使用地址转换等技术，不会将 :不存在同 的公用 治域号冲突的可能性。 建议本工程 连采用二层中继或直连路由方式，只需给 络分配一个即可。暂时假定为 :530000 计目标是追求网络的稳定性，减少路由振荡 ;可扩展性，降低路由器开销， 允许支持更多的设备 ;简单性，使网络易于管理。 用了特殊水平分割方式来避免出现路由循环，即 由器不向其他 此要求所有 由器之间必须构成 种 连接会增加系统 网络传输开销，降低系统性能，严重影响网络的可扩展性。解决 全连接问题有两种方式 :路由反射 34 器和自治域联盟，前者的可扩展性和简单性都好于后者，因此在可以企业网中采用路由反射器 (方式。 要用于将国调或省调路由传递到汇聚、接入层。同时将本网路由传递到国调或省调。由于所有路由器运行在同一个 ，按照 议的要求，所有这些路由器必须保证是全连通的，即 :任意两台路由器之间都必须配置邻居关系。这样会导致 N 平方问题，为了解决这个问题，必须使用 射器技术。本项目中 划内容主要为 设计模式基本上是遵循网络的物理结构，一方面可以达到最佳的路由转发率，提高可扩展性，同时也可以避免路由决策和数据转发的分离造成的次优路由现象 。 本项目中 由规划建议采用两级 构。 具体原则如下 : 清远电力调度数据网所有节点都作为 点，需要建立 连接，运行 议实现 由及信息的传递。 清远电力调度数据网有 105 台路由器，要实现 连接，需要建立 5000 条连接关系，为了减少 接的数量，建议采用路由反射策略。一般而台，一个 有一个路由反射器，但为防止路由反射器发生故障引起路由刷新信息的终止，在每个 此时该 的每个路由反射器都必须配置相同的 识符。 根据本次工程网络结构设置两级路由反射器 : 第一级反射器 : 省调核心和各地一调汇聚节点共 7 台路由器组成一个 中省调核心路由器一级路山反射器 (反射客户机为各地调汇聚节点路由器 N 第二级反射器 : 各地调汇聚路由器与所属接入层路由器组成一个 地调的汇聚路由器 其所属反射客户机为接入层路由器 采用路由反射策略后， 接数量大量减少，降低了管理难度，同时又便于业务扩展。 由于企业网内的 要是为了承载 山，所以 需要在 由器之间开展，也可以考虑把总部的两台路由器作为 R，所有的 由器作为它们的 面的规划是比较全面的 由规划。 与路由协议配合使用的路由策略用于增强网络管理者对路由协议的控制管理。上层路由协议在与对端路由器进行路由信息交换时，可能需要只接收或发