智能电网解决方案的典型应用

一、智能电网整体解决方案

端到端全光、高安全可靠的IP基础架构解决方案。在安全隔离的前提下提供多业务承载平台，从用户用电、电网输电到电厂产电所有的这些智能业务都离不开信息通信网络的支撑。

　　二、　　　　　　 调度第二平面骨干网络典型应用

1.Challenge 客户的典型需求

目前，国家电网公司调度数据网络（简称SGDnet1.0）分为骨干网和省网两级。骨干网由国调中心负责建设运行管理，于2003年9月投入运行。省网由各省调自行负责建设运行管理，目前已经完成了省骨干数据网络及部分地区网络的建设工作。

国家电网公司调度数据网管辖范围有大量网络设备,绝大部分厂站的业务实现了网络化接入。现有调度数据网络从投运到稳定运行已经近6年，从宏观上看属于单一平面网络，目前存在以下需要升级改造的地方：

l 现有网络中的部分节点部署为单机，需要进行加固；

l现网部署的设备运行多年，需要提升设备的处理性能；

l现有网络需要满足后续业务扁平化对网络结构的要求；

l未来即将部署的新业务对网络带宽要求较高，现有网络带宽需要提高；

l现有网络需要部署新业务，满足未来业务发展需要。

2.Solution H3C如何解决？

针对现有在网设备运行多年，在硬件可靠性、软件特性等方面都面临极大的考验，H3C从电力未来业务模式不断变化的角度分析，不建议在现有的网络上进行完善扩充。因此H3C以电力未来业务发展运营模式为基础，结合成熟的商用网络通信技术和已经积累的SGDnet1.0部署经验进行全新规划，形成SGDnet1.0/2.0双平面解决方案：

调度系统双平面，从宏观上看包括上层的主、备调业务系统以及底层的基础技术支撑平台（包括传输系统、时钟同步系统、电源系统和网络平台-SGDnet-E），两个平面从调度安全、可靠和满足未来应急、检修、演习、培训等多层次的要求应当是一种松耦合的关系，由于两个平面非同步建设，因此未来会互为主备，交替滚动发展。

在网络拓扑规划方面，调度第二平面以当前电力传输通道（SDH）规划为基础，借鉴SGDnet1.0的细节规划，同时结合特高压、节能调度及跨区域电力交易等业务的特点综合考虑。国家电网公司调度数据网完善扩充工程由两级网络组成，即国家骨干网和接入网。

调度第二平面通信网络负责整个调度的多种业务数据交换；要求较高的实时性、可靠性、安全性。对设备的可靠性、处理能力、安全、可维护性等要求较高。在调度第二平面核心层节点，采用H3C SR8800万兆核心路由器，它广泛应用于电力、金融、政府等行业网络的骨干位置以及运营商IP城域网核心层、汇聚层。提供超强的路由处理能力、丰富的接口和高品质业务，同时符合扁平化组网趋势的高端路由器要求，提供形式多样的广域网接口，满足丰富的接入方式的需求；提供丰富的端到端业务支撑能力。SR8800采用了创新的四平面分离和三引擎转发体系架构，实现了万兆NP平台和Crossbar无阻塞交换技术完美融合，利用专用的OAM引擎设计了一个独特的OAM检测平面，该平面监控网络故障，能够实现30ms的故障检测和20ms的业务切换，保证业务不中断。同时，SR8800还支持完善的设备可靠性机制，包括：关键部件1＋1冗余备份、热插拔、热补丁等功能。

3.Customer该方案服务的典型客户

目前，H3C调度第二平面解决方案已经成功部署于整个骨干网，涉及30几个节点，部署H3C高端路由器SR8800达30多台，成功支撑起未来基于特高压网架的智能调度一体化业务，同时部分网省也陆续采用H3C调度二平面的整体解决建设本省的调度第二平面接入网。

三、智能调度典型应用

1.Challenge 客户的典型需求

为适应特高压电网运行的客观需要，落实国家电网公司“四化”的工作要求，全面提升调度机构驾驭大电网的能力，国调中心在公司系统内组织开展广域全景分布式一体化电网调度技术支持系统（SG-OSS）的研制工作。作为整个系统的基础平台，D-5000是整个系统研制的核心和重点，其开发由国调中心统一组织，公司系统的各网省调参加，中国电科院和国网电科院共同承担。

开发的D-5000平台，采用先进的软件开发技术，具有标准、开放、可靠、安全和适应性强等特点，直接承载着实时监控与预警(新EMS)、调度计划(OPS)、安全校核(SCS)和调度管理(OMS)四大应用平台，对提高电网的调度运行水平、加快调度机构的标准化建设和提高调度业务精益化的管理具有重要而深远的意义。目前H3C的存储解决方案已经规模部署于多个网省调度机构D5000的试点工程。

D-5000平台是智能调度系统中最重要的部分。需要依托于大量历史纪录，为电网的运行提供调度管理支持。按照电力安全分区的要求，D-5000平台将在一、二、三区分别建立集中存储设备，实现数据的统一存储和管理。虽然各个分区的业务系统有所不同，但是对于存储设备的要求是一样的，那就是高性能、高可靠、大容量、可管理。

2.Solution：H3C如何解决？

，H3C针对这种应用模式，针对性的提出了解决方案。

l高性能

存储设备采用端到端的万兆体系架构，配合多核处理器技术、先进的缓存调度算法、完善的RAID技术。尤其是广泛采用了12Gb的SAS总线，能够提供从72Gb-96Gb的背板带宽，从而最大限度的发挥磁盘读写的性能，在磁盘数量一定的情况下提供最佳的读写性能，保证D-5000平台的应用需求。

l高可靠

存储设备具备完备的可靠性设计，从存储设备自身的可靠性和设备组网的可靠性两方面实现：

存储设备自身可靠性：H3C存储设备为双控制器结构，支持主备切换，通过控制器的冗余技术，确保存储设备连续性；配置了冗余电源、风扇，单一部件的损坏都不会造成业务停顿

设备组网的可靠性：H3C针对各种操作系统开发了多链路软件，例如支持Linux的Storpath软件，能够做到多条链路的冗余保护和负载均担，配合主机上的多网卡和冗余交换机配置，保证存储网络的安全可靠。

l 大容量

支持SSD、SAS、SATA多种硬盘介质，单台存储设备可以容纳480块硬盘，能够满足调度系统历史数据库10年以上的存储需求。而且，存储设备具备优异的磁盘管理能力，可以支持一个磁盘柜内部不同类型、不同容量的硬盘混插，做到灵活扩展，便捷配置。

l可管理

H3C可以同时提供D-5000所需要的存储设备和网络设备，方便进行统一管理。而且存储设备具备多种先进设计，最大限度提升管理能力：

存储设备支持CDP（连续数据保护功能）：通过在存储设备上配置快照软件，每个数据卷可以按照业务要求保存255个快照点，或者完整的卷拷贝，有效解决数据安全和管理问题；

存储设备具备完善的报表和日志机制：能够有效监控存储设备日常运行；帮助用户时刻掌握存储设备使用情况。

存储设备配置有短信、邮件告警机制：按照预先设定的策略，及时向管理人员报告故障信息，规避系统风险。

3.Customer该方案服务的典型客户

作为国家电网公司D-5000项目的试点，华中电网智能调度系统采用了H3C的存储解决方案，应用于一、二两个分区的D-5000系统。H3C存储设备的性能和功能完全满足D-5000系统的要求，能够支撑智能调度系统的正常运行。

四、 智能配电典型应用

1.Challenge 客户的典型需求

配电自动化是智能电网的重要基础之一，需要通过配电自动化系统采集尽可能多的配电信息，并向下延伸到低压用电信息的汇集。

智能电网的推进离不开信息通信，从电力信息通信近20年的技术发展来看，电力业务的每一次飞跃都需要信息通信技术的转变，转变的核心是向标准化、网络化、IP化发展。配网综合自动化系统主要由主站系统、配变子站监控系统、通信系统、配电网现场监控单元（FTU/TTU等）组成。通信系统是建设智能配电系统的关键技术，通信系统的好坏从很大程度上决定了自动化系统的优劣，配电自动化要借助可靠的通信手段，将控制中心的控制命令下发到各执行机构或远方终端，同时将各远方监控单元（FTU/TTU）所采集的各种信息上传至控制中心。

通信方式及优劣势考查点

其中光纤通信与其他通信比较具备光纤传输频带宽、通信容量大，传输损耗小，光电隔离，不受电磁干扰，组网方便以及灵活等优点。在配电自动化中，可以利用已建成的变电站到主控中心的光纤网络进行数据传输，可以无源光网络（EPON）或光纤自愈环网（工业交换机）来进行传输，这在许多地区都有成功的经验，是未来配网自动化数据通信发展方向。

鉴于EPON无源光网络技术比工业交换机，在组网可靠性、带宽分配、维护成本低、网络可扩展性等方面均有优势，适于对可靠性要求较高的配用电接入应用。

2.Solution：H3C如何解决？

H3C针对电力行业的需求，提供的基于EPON的配网自动化数据通信解决方案如图所示：

l核心层建议采用环状结构

核心主站和子站组成主干环状结构，提高了核心网络的可靠性，降低单点故障。组成千兆IP主干自愈环，通过环网保护协议RRPP实现毫秒级的业务倒换。

l分支网（开闭所/环网柜至子站）采用EPON无源光网络技术

分支网采用EPON无源光网络技术，由于采用无源设备，任何一个终端设备故障都不影响到其它终端设备，设备故障率低，维护容易。每个开闭所/环网柜就近直接接入附近变电所，提高全网通信效率。

* 国家电网公司目前正在制定《基于以太网方式的无源光网络（EPON）技术要求》，并将此技术要求作为国家电网公司的企业标准，用于国家电网公司的配用电通信系统的建设。H3C提供的EPON解决方案完全支持国网技术标准中的几种保护模式。

l 网络的安全性考虑

在配电自动化数据通信网络中，网络的安全性是极其重要的。要保证整个网络的安全，首先要确保网络设备的安全，如果从网络内部进行攻击，再多的安全措施都是白费。因此从安全性角度考虑，需要使用安全可靠的网络设备。

核心层设备部署H3C S7500E系列高端多业务路由交换机，它采用功能强大的ASIC芯片进行高速路由查找，并通过Crossbar技术进行高速报文交换，从而大大提升了路由交换机的转发性能和扩充能力。Crossbar交换网芯片内置于主控板，支持标准Radius协议，同时提供Radius+功能；支持TACAS+协议；可控组播管理协议功能支持；保证对用户的精确认证。支持SSH V1/2。基于最长匹配的路由方式，保证了所有报文均获得相同的转发性能，同时对“红码病毒”和“冲击波病毒”的攻击具有天生的防御能力。

接入层采用H3C ET254/ET824/ET814的ONU设备。提供安全智能控制策略：支持802.1x认证，可以有效的保证用户的合法性；同时ONU设备端口支持VLAN透传，VLAN划分，VLAN优先级设置。可进行简单高效的远程维护：ONU设备支持自我故障检测并复位功能，并且在掉电、重启后原有配置能够迅速恢复，同时也支持远程软件升级，支持升级失败自动回退功能，更具特色的是支持ONU坏掉后可用另外一个新ONU代替，原有配置能够恢复到新的ONU上，明显减少了网络维护人员的工作量，使配置更简单。

3.Customer该方案服务的典型客户

从2006年开始，海盐电力采用H3C全套EPON解决方案陆续建成覆盖10KV变电站、城市环网柜、开关站及柱上配变开关的配电自动化光纤宽带通信平台，并向用电环节延伸，实现全覆盖、全采集、智能化控制的新一代智能配用电系统。

五、智能用电典型应用

1.Challenge 客户的典型需求分析

智能用电包括两大部分，第一部分是为满足智能电网对用电的信息的掌控而建设的用电信息采集系统（简称集抄），第二部分是未来三/四网合一的基础PFTTH，即依电力复合光纤入户而建的电力光纤宽带互动网络。

用电信息采集系统的建设是为“SG186工程”营销业务应用提供实时用电信息数据，接入终端主要是集中器、采集器及网络化智能电表，从客户用电信息的源头提供数据支持，为分时电价、阶梯电价、全面预付费的营销业务策略的实施提供技术基础。它直接面向最终电力用户，是智能电网在客户方面的具体体现，将极大地改进客户服务。

用电采集系统的数据通信网络必须满足稳定可靠的技术特性，完整的采集数据传输由远程通信和本地通信两类通信网络有机构成，分别提供电力用户现场各类采集终端至系统主站间的远程数据传输通信和采集终端至采集对象（电表）之间的通信。

针对该类数据传输需求，光纤通信专网提供了不受限的接入容量和高速的数传速率。光纤通信专网技术上不但通信稳定可靠，更重要的是属公司自有的专用通信网络，不存在“第三方”的安全隐患。在光缆建设方案方面，对于架空线路，同杆塔敷设自承式或复合式特种光缆；对于具备电力管道路径情况，同路由敷设电力非金属阻燃光缆；光缆芯数与模式选择，根据线路台区数量可选择12-24芯光缆，但不得少于12芯，光纤类型优先选用单模。

光纤组网方案分为以太无源光网络（EPON），传统SDH/PDH混合组网和光调制解调器组网三种类型。推荐采用EPON技术进行组网。目前的电力骨干网络已满足向10KV线路延伸的基本条件，EPON技术非常适合于呈带状或链状分布的10KV线路，系统建设成本低，易于维护，标准10/100BASE-T RJ-45以太网接口输出至终端，方便应用和扩展，也方便原有业务终端的接入。

2.Solution：H3C如何解决？

H3C针对电力行业的需求，提供的基于EPON的用电信息采集通信解决方案如图所示：

l 电力专用终端设计

室外工作环境的宽温和良好的电磁兼容性设计；

双RS485接口方便接入智能电表；

与电力二次设备对接的工业总线设计。

l高可靠

终端主备光纤<50ms + 子站RRPP环网技术<200ms + 可靠技术间的联动保证整网的快速收敛；

主干光纤保护，手拉手保护（双PON），光纤环网（单PON）。

l可靠安全网络架构

端口隔离与限速，MAC绑定，终端绑定，OLT集成安全部署提高安全同时简化网络架构。

l智能网络管理

统一网络管理包括用户、业务和资源的统一管理，实现EPON网络的拓扑管理、性能监控、告警管理和故障检测等强大功能。

3.Customer该方案服务的典型客户

作为国家电网公司智能电网在用户端的示范项目，上海世博园智能用电项目采用H3C全套EPON解决方案，实现示范楼宇智能电网的网络化接入，实现全覆盖、全采集、全费控的新一代智能用电采集系统。同时采用一套EPON+BPLC网络实现智能宽带家庭信息互动，为未来的智能城市展现了美好的未来。

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