电力解决方案——电力行业信息化现状和面临的挑战

2014-09-15 16:22:17 大云网　点击量：评论 (0)

华为技术有限公司电力解决方案——电力行业信息化现状和面临的挑战华为３ｃｏｍ服务新一代电力网络　　中国电力系统的信息化从２０世纪６０年代就已经开始起步，早期主要集中在发电厂和变电站自动监测／控制方面

华为技术有限公司
电力解决方案——电力行业信息化现状和面临的挑战
华为３ｃｏｍ服务新一代电力网络

　　中国电力系统的信息化从２０世纪６０年代就已经开始起步，早期主要集中在发电厂和变电站自动监测／控制方面等电力生产过程自动化，２０世纪８０～９０年代开始进入电力系统专项业务应用，涉及电网调度自动化、电力负荷控制、计算机辅助设计、计算机仿真系统等的使用。２０世纪末，电力信息技术进一步发展到综合应用，各级电力企业开始建立管理信息系统，实现管理信息化，电力信息化逐渐从生产操作层走向管理层，并向更深层次拓展。
　　相对于传统行业，我国电力行业的信息化建设发展较早，已经有了一定的规模，到目前为止，电力企业的网络普遍建立，电力专用通信网已日趋完善，形成了微波、卫星、光纤、无线移动通信等多种类通信手段，通信范围覆盖全国。在此基础上，基本建成从国家电网公司→区域电网中心→省电力公司→地市电力公司→变电所（局）的四级计算机网络和电力生产调度网络，成为生产控制、电力调度以及信息传输和交换的重要基础设施。
　　随着电力市场化以及电网建设的进一步发展，传统的电力系统业务正在发生变化，这主要体现在电力交易系统、电能量计量系统的建设；会议电视、变电站视频监控?无人值守　、输变电线路监控及电厂视频监控等视频业务的出现；传统单一主机的调度自动化体系架构向客户机／服务器体系架构的转变；监视全网运行状况，提供故障记录和分析的故障录波系统的建设：雷电定位系统、气象信息系统的建设；多媒体业务的出现等。因此，基于ｉｎｔｅｒｎｅｔ／ｉｎｔｒａｎｅｔ的体现信息化综合业务应用的管理信息系统将成为电力企业信息化的发展重点。
　　电力数据网络承载的业务按照其性质和对安全的要求分为实时控制业务、非控制生产业务、生产管理业务和管理信息业务。目前网络上所有业务都承载在同一网络上，存在安全隐患，服务质量也难以保证。按照国家电力公司的统一规划，提出了＂两网分开＂的措施。其中实时控制业务和非控制生产业务属于电力生产和控制的关键业务，对可靠性、实时性、安全性的要求非常严格，由独立的电力调度数据网承载。而生产管理业务和管理信息业务由电力通信数据网承载。两个网络之间物理上分离。
　　无论对于电力调度数据网还是电力通信数据网，建立一个综合、经济、可靠、有效的通信网络，既能满足现在电力系统语音、数据、图像等各种业务的需求，又能面向未来，支持不断增多的用户、更大的带宽以及新的业务的广域数据网是关键所在。
　　华为３ｃｏｍ公司认为，电力行业数据网络经过多年建设，已经建成一个基础良好的网络，但是随着电网建设的新需求和电网市场化的进一步发展，电力数据网络建设正面临若干亟待解决的挑战：
　　● 两网分离：在电力调度数据网与电力通信数据网分离的大趋势下，如何实现两网分离是摆在各级调度机构面前的紧迫问题。全国各地区经济发展不平衡、电网规模各异、现有数据网络情况千差万别。部分省份已经建设了ａｔｍ骨干数据网，另外部分省份建设了ｉｐ宽带数据网，也有部分省份网络骨干还是基于微波和窄带线路的窄带网络。如何实现两网分离，是新建网络还是利用原有网络，如何保护现有投资，都是各级调度通信中心需要考虑的问题。
　　● 宽带网络：国家电网公司、南方电网公司和几大发电集团，对电力信息化的需求日益增强，对数据的即时性、准确性和各公司实际生产运行以及经济运行相关性将有更高的要求。各电力企业开发的财务系统、人力资源系统、生产管理系统、电力营销系统、物质设备管理系统、电力负荷管理系统、安全监督管理系统、计划统计和综合指标系统等业务系统需要整合，提高信息资源共享水平，建立起一个适应现代市场化环境的电力企业信息系统，为电力公司的产业提升和经营管理服务。另一方面还需要加强企业信息网络安全建设，确保企业稳定安全发展。要把信息系统的防灾减灾系统、数据异地备份和双机备份、远程备份等安全理念引入信息网安全系统中，建立企业的应急处理系统。现有的广域网络的带宽、性能和覆盖率还不能满足电力市场化运行的需要，企业信息系统的实用化程度有待提高。加快建设信息网络，特别是建成以光纤通信为主的现代化电力通信传输干线网络，形成高速宽带数据网，构建电力高速数据通信网络平台，是目前面临的迫切需要。
　　● 业务互通：各级电力公司的内部网络虽然普遍建立，基本实现了办公网络化，但是网络之间缺少互联互通，各网络的信息系统不能共享，造成网络的割裂和信息的孤岛。而电力市场化之后，各级机构之间面临着统一业务的需要，如：电力交易系统、电能量计量系统的建设面临着全省网络的互通和省际、网际之间的交互，对广域网络建设提出更高的要求，全国性骨干网络和区域电网的建设是实现这一目标的必有之路。
　　● 电力市场化：电力改革实现了＂厂网分离、竞价上网＂，在电力行业引入市场竞争机制，电力改革，改变了市场竞争格局，改变了价值链模式，最终要求企业改革自身的管理来应对各种变化。以信息技术提高管理运营效率的利器??企业信息化，其根本基础是企业的运营与管理，也必须适应这种管理与运营的变化。因此，电力改革最终也会影响到电力行业企业信息化建设。企业必须向以客户为中心的管理与运营模式方向转变，作为国家公用基础性行业企业，电力行业的竞争是同质产品的竞争，如何在最短的时间里，以最好的服务质量、最低的服务成本提供给用户服务是电力行业企业信息化要实现的目标，管理信息化建设将成为重点内容。其中重点建设的内容包括：提升企业内部管理效率、降低成本的ｅｒｐ系统与ｅａｍ系统，支持客户信息管理与分析的ｃｒｍ系统，全面提高价值链竞争效率的ｓｃｍ系统等都将纳入电力行业企业信息化建设。而实现企业信息化的基础就是数据网络。一个稳定、可靠、高安全的网络正是实现各种业务管理系统、提高客户满意度的前提条件。

电力解决方案（２）——电力行业网络建设发展趋势和关注焦点
华为３ｃｏｍ服务新一代电力网络

　　电力作为国民经济的关键行业，正在实施以＂厂网分离＂、＂竞价上网＂等为核心内容的电力体制改革，电力将成为真正的商品。为此，电力企业必须建立规范的现代企业制度，提高劳动生产率，提高管理水平，加强信息反馈，提高决策的科学性和准确性，提高企业的综合过程化，适应市场经济要求和电力生产特点。而实现电力业务的信息化是实现这一切的有效捷径。电力信息化基础是电力数据网络的建设，电力信息化的核心是电力生产控制的自动化和电力管理信息系统?ｍｉｓ　的建设，主要内容是各级电力企业信息化的实现，包括生产过程自动化和管理信息化。
　　为此，电力行业提出了信息化发展的＂十五＂计划，并把＂十五＂信息化发展目标制定为运用现代企业管理系统的理念，依据对物流、资金流、工作流程的统一规划，建成整体化的信息网络，带宽达到百兆，初步实现系统内部管理的信息化。在《全国电网二次系统＂十五＂规划纲要》中把管理信息系统的建设作为电力企业＂达标创一流＂的必要条件。
　　华为３ｃｏｍ公司根据网络技术的发展趋势和在电力行业的深厚积累，认为对于未来两年内的电力信息化重点，网络建设的焦点会集中在以下几个方面。
　　首先，是调度数据网的广域网建设。作为电力生产的重要平台，调度数据网对可靠性、安全性有着非常严格的要求。
　　去年国家已发文要求国家电力调度数据网和通信数据网全部物理隔离，这就意味着在原有的统一数据网络之外，将会出现独立的调度数据网络。２００３年初开始，国家电力调度数据骨干网和几个省一级的项目已经启动，调度数据网建设必然成为建设重点。
　　其次为电力通信数据网的建设，与调度数据网不同，通信数据网承载了电力调度管理系统、电力市场交易、电力电量计量系统、语音和视频等大数据量业务，对网络的性能和业务特性有很高的要求，在调度和通信两网分开后，相当多省份开始新建通信数据网或新建原有网络。
　　此外，是发电集团的网络建设。电厂归发电集团管理后，五大发电集团为提高企业的核心竞争力，加强对下属电厂的管理和信息沟通，必然要进行新一轮的信息系统建设部署，由此必然引发发电集团的网络建设热潮。
　　华为３ｃｏｍ公司深入分析电力需求，针对电力特点重点强化设备可靠性、实时性、安全性、和ｍｐｌｓｖｐｎ技术。
　　华为３ｃｏｍ系列网络产品具有电信级可靠性，拥有从接口实时备份到设备实时备份的完善备份策略。全系列网络产品支持ｍｐｌｓ技术，特有路由冗余备份技术，保证业务的高可靠。华为３ｃｏｍ拥有业界先进的弹性分组环ｒｐｒ技术，支持环网自愈保护，网络可靠性更多一重保障。
　　华为３ｃｏｍ系列网络产品采用先进硬件技术包括网络处理器、专用ａｓｉｃ、高级别ｃｐｕ和先进的体系结构，设备性能居业界领先。
　　华为３ｃｏｍ拥有自主知识产权的ｖｒｐ网络操作系统，杜绝设备安全隐患。特有ｉ３ｓａｆｅ安全体系架构，从时间、空间、网络层次为网络提供全方位保护。华为３ｃｏｍ系列产品具有系统级强化安全特性设计，从路由协议、网络管理等更深层次保障网络安全。
　　华为３ｃｏｍ系列网络产品提供业界领先的ｍｐｌｓｖｐｎ解决方案，广泛服务于电信运营商、政府、金融、教育、电力、大型企业用户，拥有ｍｐｌｓｖｐｎ实际部署经验，创造性的发展了ｍｐｌｓｖｐｎ技术，提出了中国首个为ｉｔｕ采纳的数据通信标准ｈｏｐｅ。

电力解决方案（３）——华为３ｃｏｍ对电力信息化的战略构想
稳定可靠、安全高效

　　电力信息化建设的第一步是基础网络建设，同时网络建设也是电力信息化的基础，任何应用软件都是承载在基础网络上的。任何基础网络的规划的不合理都可能对信息化应用造成不良影响。就像建筑物的地基一样，网络建设是企业信息化的基石。
　　华为３ｃｏｍ作为国内规模最大的数据通信设备提供商，希望与电力行业建立长期的战略伙伴关系，促进信息化建设和发展：
　　第一，华为３ｃｏｍ致力于电力信息化领域，提供针对性整体方案以及基础网络设备；
　　华为３ｃｏｍ针对电力信息化先后在市场、服务以及研发投入了巨大的人力物力。成立了专门面向这个行业的电力网络部（市场），并且发展针对性的行业代理商以及增值服务提供商。同时与国内知名的应用软件厂商合作，进行企业信息化建设的研究。更好的为国内电力信息化建设提供服务。
　　第二，华为３ｃｏｍ针对电力信息化提供完善的售后服务与培训；
　　电力信息化的分步建设要求厂商必须提供长期的高效的服务，并且帮助企业建设网络管理维护队伍。保证网络通畅、迅速响应网络故障，是每个网络管理人员希望达到的目标与责任，华为３ｃｏｍ公司注重电力信息化的发展战略就是坚持以客户为中心的理念，以最终客户满意为衡量一切工作的准绳服务策略。包括：ｔｓｃ：以ｔｓｃ为中心（全球技术支持中心），遍布全国的数十个技术支持网络；ａｈｒ：华为－３ｃｏｍ公司在全球建立了强大的备件物流支撑体系，构筑客户化的全球备件供应链，提供高效、快速的备件响应机制，提供完善的ｒｍａ服务流程；ｅ－ｓｕｐｐｏｒｔ：通过便捷的互联网为用户提供强大的支持资源，ｖｒｐ标准软件下载、全面的ｋｎｏｗｌｅｄｇｅｂａｓｅ（ｆａｑ常见问题数据库、典型配置案例库、故障排除手册、网络产品知识等等）、高效互动的问题咨询方式（在线问题解决、技术论坛）。使全球用户可以在任何时间，任何地点都能得到快捷的服务。
　　第三，华为３ｃｏｍ将为电力信息化建设提供战略咨询；
　　电力信息化改变传统的商业模式从而达到企业信息化与社会信息化进程的融合。华为３ｃｏｍ在自身企业信息化建设中和运营商网络以及各行各业的网络建设中积累了丰富的经验，可以为企业提供相关的信息化发展咨询，优化企业信息化建设进程。

电力解决方案（４）——华为３ｃｏｍ的电力行业核心理念和解决方案
稳定可靠、安全高效

　　凭借对网络核心技术的掌握和对电力行业需求的深厚积累，华为３ｃｏｍ公司对电力数据网络提出全面解决方案，包括：电力调度数据网、电力通信数据网、电力城域网、发电企业园区／局域网等。
　　华为３ｃｏｍ公司深入研究电力行业的需求，推出适应电力需求的系列网络网络产品，针对电力特点强化电力关心的重要特性：
　　● 高可靠性：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。网络可靠性包括以下内容：
设备可靠性：华为３ｃｏｍ公司高端路由器和交换机产品具有分布式处理、高硬件配置、模块化结构、双域结构、双主控独特的第三方仲裁机制、多电源等电信级可靠性设计；
　　?１　总线部分：采用双总线设计，使用双域功能备份，提高系统可靠性
　　?２　路由交换单元：采用双路由交换单元，负载分担或互为备份。路由交换板采用第三方仲裁，真正实现不间断业务实时切换；
　　?３　电源单元：电源系统冗余备份。提供１＋２或１＋１备份，可以自由选配。
　　?４　接口单元：前后插板的可靠性。通用接口单元板前后插板设计，增强线路板信号传输可靠性；同时接口处理板和易损接口出线板分离，可单独更换，降低维护成本；
　　?５　告警单元：强大告警系统、告警箱告警和网管告警，声光电综合告警。
　　?６　单板在线热插拔：所有的单板在线插拔期间对系统的其他部分没有任何影响，扩容、维护简单方便。
设备备份与线路备份：
　　在控制投资的前提下，在电力数据网络的省地骨干节点，可采取ｖｒｒｐ双机备份方式或采取ｒｐｒ方式进行环网自愈保护，接入骨干传输网的链路可采取双规链路设计或采取ｒｐｒ方式进行环网自愈保护。ｃｐｕ和先进的体? 　　另外，具有备份中心技术，可为路由器上的任意接口提供备份接口；路由器上的任一接口可以作为其它接口?或逻辑链路　的备份接口；可对接口上的某条逻辑链路提供备份。备份接口可以是一个接口，也可以是接口上的某条逻辑通道。对一个主接口，可为它提供多个备份接口。当主接口出现故障时，多个备份接口可以根据优先级来决定使用顺序。通过灵活的备份机制及完善的技术，可以充分利用备份线路资源，确保网络互联互通的可靠性。
路由冗余备份
　　在ｍｐｌｓ域中，ｐｅ到ｐｅ间可以通过ｍｐｌｓ技术支持网络中的ｐｒｉｍａｒｙｌｓｐ和ｂａｃｋｕｐｌｓｐ，控制ｌｓｐ的ｒｅｒｏｕｔｅ行为。ｐｅ到ｃｅ间可以采用传统的冗余链路等方式进行备份。
　　● 技术先进性和实用性：解决方案将先进的技术与现有的成熟技术和标准结合起来，充分考虑到电力业务网络应用的现状和未来发展趋势，在保证电力系统业务的同时，又体现出网络系统的先进性。
　　● 高性能：承载网络性能是网络通讯系统良好运行的基础，华为３ｃｏｍ公司全系列网络设备可保障网络及单设备的高吞吐能力，在网络各层次上保证各种信息（数据、语音、图象）的高质量传输，使系统网络平台可以为电力行业各项业务开展的提供高效的传送。
　　● 网络可管理性：电力网络管理平台需要提供集中监测、分权、分级、分域管理，并统一调配资源。选用华为３ｃｏｍ公司综合管理平台为电力系统网络实现先进的网络管理，多厂家设备共同组网情况下业务的良好管理。

电力调度数据网解决方案
　　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、水库调度、燃料调度、继电保护、安全自动装置、远动、电网调度自动化等通信需要，在电力生产及管理中的发挥着不可替代的作用。电力调度数据网对通信的可靠性、保护控制信息传送的实时性和准确性具有严格的要求。
　　电力调度数据网主要分为五级网络。国家电力调度数据骨干网为一级网，华北、东北等大区骨干网为二级网，省级网为三级网，地市网为四级网和县级为五级网，共同组成全国性电力调度网络，覆盖各级调度中心和直调发电厂、变电站。目前电力行业主要建设的是省级调度骨干网，即三级网络。
　　可靠、实时、安全是调度数据网三大要求。电力作为国家的基础设施，其安全可靠运行直接关系到国家的安全、社会的稳定。电力行业最重视的莫过于安全、稳定、可靠。此外，由于调度数据网的主要功能是实时采集电力设备的状态，对设备进行实时监控，因此，对网络的实时性数据传送有很高的要求。
　　电力调度数据网承载的业务包括：调度自动化系统（ｓｃａｄａ／ｅｍｓ）、变电站自动化系统、发电厂自动监控系统、调度员培训模拟系统（ｄｔｓ）、水调自动化系统、继电保护及故障录波信息管理系统、电能量计量系统、电力电量交易系统等。是电力二次系统中最重要的部分，对安全等级要求最高，对实时性要求也最高。为保证不同业务之间有效隔离和不同业务的服务质量，通常要求网络支持ｍｐｌｓｖｐｎ技术。ｍｐｌｓｖｐｎ技术是目前业界最先进的ｖｐｎ技术，可使不同业务系统运行于不同的虚拟专用网中，有效隔离不同业务，保证业务的服务质量，保证业务的安全和可靠运行。
华为３ｃｏｍ公司在电力行业有着丰富经验，多次承建电力调度数据网络。其中包括国家电力调度数据网全国骨干网和多个省级调度网络。下图是华为３ｃｏｍ公司对建设省级电力调度网络的建议方案：

省调中心的核心节点采用华为３ｃｏｍ公司ｎｅ系列高端路由器，配备冗余主控、冗余电源，具有电信级可靠性。具备全面的备份技术保证网络７×２４小时的不间断服务，向用户提供电信级可靠性服务。
　　骨干节点到核心节点采用双归属设计，网络链路的冗余保证了链路失效时网络的高可用性。同样厂站节点到地调骨干节点也采用冗余链路设计。
方案特点
　　● 高可靠性：电力调度数据网传送电网自动化信息、调度指挥指令、继电保护与安全自动装置控制信息等重要数据，是电力安全稳定运行的神经网络，高可靠是调度网络的首要要求。华为电力调度数据网核心、骨干设备采用电信级高可靠设备，关键部件如主控板、管理总线、电源为冗余备份，提供系统的自动恢复能力，并且主备用部件实现了实时热备份，保证系统恢复的过程中业务运行不中断。另外，业务处理板支持热插拔特性，可实现在线维护和升级。
　　电力调度数据网络结构采用高可靠结构设计，省调中心采用双核心，主调和备调互为备份，在日常还可以负载分担。地调节点用独立链路分别接入主调和备调，形成链路备份，提供拓扑可靠性。类似的，厂站节点也采用双归方式就近接入两个地调节点。
　　● 实时性：华为３ｃｏｍ公司的网络产品提供业界领先的高转发性能，端到端转发延迟居业界领先水平。配合ｍｐｌｓｖｐｎ技术和ｑｏｓ技术，保证关键业务实时传送。
　　● 高安全：华为３ｃｏｍ公司提供全网端到端解决方案，采用拥有自主知识产权的国产设备，从根本上保证网络的安全可靠性。华为３ｃｏｍ网络设备提供ｉ３ｓａｆｅ全方位安全解决方案，提供时间、空间、网络层次三个纬度端到端集成安全体系架构。提供事前防范、事后追踪；外网、内网提供针对性安全策略；提供网络层、用户层、业务层端到端的安全保护。
　　● 多业务：华为３ｃｏｍ网络设备全面提供ｍｐｌｓｖｐｎ业务和ｍｐｌｓｔｅ流量工程，为电力调度数据网上不同业务统一运行提供保证，实现了＂一个实体网，多个虚拟网＂，不同业务之间可彻底隔离，互不影响。一方面业务提高了业务的安全性，方便不同业务的管理，同时利用ｍｐｌｓ流量工程和ｑｏｓ技术，还可保证不同业务的可靠服务质量。

电力通信数据网解决方案
电力解决方案（５）——电力行业特色产品和特色技术
稳定可靠、安全高效
　　针对电力信息化在管理、业务等方面独特化的需求，华为３ｃｏｍ公司提出了可靠、稳定、高安全、高性能的电力数据网络，并以此为产品技术研发的指导性理念，提出了符合电力特色的技术与产品：
　　● 先进的ｍｐｌｓｖｐｎ技术：作为少数能提供整网ｍｐｌｓ技术的厂家，华为３ｃｏｍ公司致力在电力广域网络提供基于先进的ｍｐｌｓｖｐｎ技术的三网合一的技术，甚至可以利用ｍｐｌｓ提供带宽运营。同时针对ｍｐｌｓ的技术理解和实际部署经验，提出了中国首个为ｉｔｕ采纳的数据通信标准ｈｏｐｅ，以及方便ｍｐｌｓ业务部署和管理的ｍｐｌｓｖｐｎｍａｎａｇｅｒ软件，使的华为３ｃｏｍ公司的ｍｐｌｓ提供能力位于业界最高水平。灵活性及可扩展性?结合ｍｐｌｓｖｐｎ表现出强大的扩展性和前所未见的高性能，解决方案可任由业务的增长和变化，网络可以平滑地扩充和升级，可最大程度的减少对网络架构和设备的调整。
　　● ｘｒｎ技术保证网络逐步升级：考虑到电力信息化发展不可能一步到位，满足网络规模和业务应用不断扩大的需求，华为３ｃｏｍ公司提出业界唯一的ｅｘｐａｎｄａｂｌｅｒｅｓｉｌｉｅｎｔｎｅｔｗｏｒｋ-ｉｎｇ ?ｘｒｎ　可扩展弹性网络技术，通过渐进式增加ｘｒｎ交换结构内的交换机数量扩展网络核心的性能，＂按需购买，渐进扩展＂，最终实现机架式网络设备所具有的性能。
　　● 第五代路由器技术：电力信息化的一个重要特点是以应用牵引需求，应用不断更新，对设备的需求不断提高，在这样的一个动态网络中，网络设备本