電力解決方案——電力行業信息化現狀和面臨的挑戰

2014-09-15 16:22:17 大云網　點擊量：評論 (0)

華為技術有限公司電力解決方案——電力行業信息化現狀和面臨的挑戰華為３ｃｏｍ服務新一代電力網絡　　中國電力系統的信息化從２０世紀６０年代就已經開始起步，早期主要集中在發電廠和變電站自動監測／控制方面

華為技術有限公司
電力解決方案——電力行業信息化現狀和面臨的挑戰
華為３ｃｏｍ服務新一代電力網絡

　　中國電力系統的信息化從２０世紀６０年代就已經開始起步，早期主要集中在發電廠和變電站自動監測／控制方面等電力生產過程自動化，２０世紀８０～９０年代開始進入電力系統專項業務應用，涉及電網調度自動化、電力負荷控制、計算機輔助設計、計算機仿真系統等的使用。２０世紀末，電力信息技術進一步發展到綜合應用，各級電力企業開始建立管理信息系統，實現管理信息化，電力信息化逐漸從生產操作層走向管理層，并向更深層次拓展。
　　相對于傳統行業，我國電力行業的信息化建設發展較早，已經有了一定的規模，到目前為止，電力企業的網絡普遍建立，電力專用通信網已日趨完善，形成了微波、衛星、光纖、無線移動通信等多種類通信手段，通信范圍覆蓋全國。在此基礎上，基本建成從國家電網公司→區域電網中心→省電力公司→地市電力公司→變電所（局）的四級計算機網絡和電力生產調度網絡，成為生產控制、電力調度以及信息傳輸和交換的重要基礎設施。
　　隨著電力市場化以及電網建設的進一步發展，傳統的電力系統業務正在發生變化，這主要體現在電力交易系統、電能量計量系統的建設；會議電視、變電站視頻監控?無人值守　、輸變電線路監控及電廠視頻監控等視頻業務的出現；傳統單一主機的調度自動化體系架構向客戶機／服務器體系架構的轉變；監視全網運行狀況，提供故障記錄和分析的故障錄波系統的建設：雷電定位系統、氣象信息系統的建設；多媒體業務的出現等。因此，基于ｉｎｔｅｒｎｅｔ／ｉｎｔｒａｎｅｔ的體現信息化綜合業務應用的管理信息系統將成為電力企業信息化的發展重點。
　　電力數據網絡承載的業務按照其性質和對安全的要求分為實時控制業務、非控制生產業務、生產管理業務和管理信息業務。目前網絡上所有業務都承載在同一網絡上，存在安全隱患，服務質量也難以保證。按照國家電力公司的統一規劃，提出了＂兩網分開＂的措施。其中實時控制業務和非控制生產業務屬于電力生產和控制的關鍵業務，對可靠性、實時性、安全性的要求非常嚴格，由獨立的電力調度數據網承載。而生產管理業務和管理信息業務由電力通信數據網承載。兩個網絡之間物理上分離。
　　無論對于電力調度數據網還是電力通信數據網，建立一個綜合、經濟、可靠、有效的通信網絡，既能滿足現在電力系統語音、數據、圖像等各種業務的需求，又能面向未來，支持不斷增多的用戶、更大的帶寬以及新的業務的廣域數據網是關鍵所在。
　　華為３ｃｏｍ公司認為，電力行業數據網絡經過多年建設，已經建成一個基礎良好的網絡，但是隨著電網建設的新需求和電網市場化的進一步發展，電力數據網絡建設正面臨若干亟待解決的挑戰：
　　● 兩網分離：在電力調度數據網與電力通信數據網分離的大趨勢下，如何實現兩網分離是擺在各級調度機構面前的緊迫問題。全國各地區經濟發展不平衡、電網規模各異、現有數據網絡情況千差萬別。部分省份已經建設了ａｔｍ骨干數據網，另外部分省份建設了ｉｐ寬帶數據網，也有部分省份網絡骨干還是基于微波和窄帶線路的窄帶網絡。如何實現兩網分離，是新建網絡還是利用原有網絡，如何保護現有投資，都是各級調度通信中心需要考慮的問題。
　　● 寬帶網絡：國家電網公司、南方電網公司和幾大發電集團，對電力信息化的需求日益增強，對數據的即時性、準確性和各公司實際生產運行以及經濟運行相關性將有更高的要求。各電力企業開發的財務系統、人力資源系統、生產管理系統、電力營銷系統、物質設備管理系統、電力負荷管理系統、安全監督管理系統、計劃統計和綜合指標系統等業務系統需要整合，提高信息資源共享水平，建立起一個適應現代市場化環境的電力企業信息系統，為電力公司的產業提升和經營管理服務。另一方面還需要加強企業信息網絡安全建設，確保企業穩定安全發展。要把信息系統的防災減災系統、數據異地備份和雙機備份、遠程備份等安全理念引入信息網安全系統中，建立企業的應急處理系統。現有的廣域網絡的帶寬、性能和覆蓋率還不能滿足電力市場化運行的需要，企業信息系統的實用化程度有待提高。加快建設信息網絡，特別是建成以光纖通信為主的現代化電力通信傳輸干線網絡，形成高速寬帶數據網，構建電力高速數據通信網絡平臺，是目前面臨的迫切需要。
　　● 業務互通：各級電力公司的內部網絡雖然普遍建立，基本實現了辦公網絡化，但是網絡之間缺少互聯互通，各網絡的信息系統不能共享，造成網絡的割裂和信息的孤島。而電力市場化之后，各級機構之間面臨著統一業務的需要，如：電力交易系統、電能量計量系統的建設面臨著全省網絡的互通和省際、網際之間的交互，對廣域網絡建設提出更高的要求，全國性骨干網絡和區域電網的建設是實現這一目標的必有之路。
　　● 電力市場化：電力改革實現了＂廠網分離、競價上網＂，在電力行業引入市場競爭機制，電力改革，改變了市場競爭格局，改變了價值鏈模式，最終要求企業改革自身的管理來應對各種變化。以信息技術提高管理運營效率的利器??企業信息化，其根本基礎是企業的運營與管理，也必須適應這種管理與運營的變化。因此，電力改革最終也會影響到電力行業企業信息化建設。企業必須向以客戶為中心的管理與運營模式方向轉變，作為國家公用基礎性行業企業，電力行業的競爭是同質產品的競爭，如何在最短的時間里，以最好的服務質量、最低的服務成本提供給用戶服務是電力行業企業信息化要實現的目標，管理信息化建設將成為重點內容。其中重點建設的內容包括：提升企業內部管理效率、降低成本的ｅｒｐ系統與ｅａｍ系統，支持客戶信息管理與分析的ｃｒｍ系統，全面提高價值鏈競爭效率的ｓｃｍ系統等都將納入電力行業企業信息化建設。而實現企業信息化的基礎就是數據網絡。一個穩定、可靠、高安全的網絡正是實現各種業務管理系統、提高客戶滿意度的前提條件。

電力解決方案（２）——電力行業網絡建設發展趨勢和關注焦點
華為３ｃｏｍ服務新一代電力網絡

　　電力作為國民經濟的關鍵行業，正在實施以＂廠網分離＂、＂競價上網＂等為核心內容的電力體制改革，電力將成為真正的商品。為此，電力企業必須建立規范的現代企業制度，提高勞動生產率，提高管理水平，加強信息反饋，提高決策的科學性和準確性，提高企業的綜合過程化，適應市場經濟要求和電力生產特點。而實現電力業務的信息化是實現這一切的有效捷徑。電力信息化基礎是電力數據網絡的建設，電力信息化的核心是電力生產控制的自動化和電力管理信息系統?ｍｉｓ　的建設，主要內容是各級電力企業信息化的實現，包括生產過程自動化和管理信息化。
　　為此，電力行業提出了信息化發展的＂十五＂計劃，并把＂十五＂信息化發展目標制定為運用現代企業管理系統的理念，依據對物流、資金流、工作流程的統一規劃，建成整體化的信息網絡，帶寬達到百兆，初步實現系統內部管理的信息化。在《全國電網二次系統＂十五＂規劃綱要》中把管理信息系統的建設作為電力企業＂達標創一流＂的必要條件。
　　華為３ｃｏｍ公司根據網絡技術的發展趨勢和在電力行業的深厚積累，認為對于未來兩年內的電力信息化重點，網絡建設的焦點會集中在以下幾個方面。
　　首先，是調度數據網的廣域網建設。作為電力生產的重要平臺，調度數據網對可靠性、安全性有著非常嚴格的要求。
　　去年國家已發文要求國家電力調度數據網和通信數據網全部物理隔離，這就意味著在原有的統一數據網絡之外，將會出現獨立的調度數據網絡。２００３年初開始，國家電力調度數據骨干網和幾個省一級的項目已經啟動，調度數據網建設必然成為建設重點。
　　其次為電力通信數據網的建設，與調度數據網不同，通信數據網承載了電力調度管理系統、電力市場交易、電力電量計量系統、語音和視頻等大數據量業務，對網絡的性能和業務特性有很高的要求，在調度和通信兩網分開后，相當多省份開始新建通信數據網或新建原有網絡。
　　此外，是發電集團的網絡建設。電廠歸發電集團管理后，五大發電集團為提高企業的核心競爭力，加強對下屬電廠的管理和信息溝通，必然要進行新一輪的信息系統建設部署，由此必然引發發電集團的網絡建設熱潮。
　　華為３ｃｏｍ公司深入分析電力需求，針對電力特點重點強化設備可靠性、實時性、安全性、和ｍｐｌｓｖｐｎ技術。
　　華為３ｃｏｍ系列網絡產品具有電信級可靠性，擁有從接口實時備份到設備實時備份的完善備份策略。全系列網絡產品支持ｍｐｌｓ技術，特有路由冗余備份技術，保證業務的高可靠。華為３ｃｏｍ擁有業界先進的彈性分組環ｒｐｒ技術，支持環網自愈保護，網絡可靠性更多一重保障。
　　華為３ｃｏｍ系列網絡產品采用先進硬件技術包括網絡處理器、專用ａｓｉｃ、高級別ｃｐｕ和先進的體系結構，設備性能居業界領先。
　　華為３ｃｏｍ擁有自主知識產權的ｖｒｐ網絡操作系統，杜絕設備安全隱患。特有ｉ３ｓａｆｅ安全體系架構，從時間、空間、網絡層次為網絡提供全方位保護。華為３ｃｏｍ系列產品具有系統級強化安全特性設計，從路由協議、網絡管理等更深層次保障網絡安全。
　　華為３ｃｏｍ系列網絡產品提供業界領先的ｍｐｌｓｖｐｎ解決方案，廣泛服務于電信運營商、政府、金融、教育、電力、大型企業用戶，擁有ｍｐｌｓｖｐｎ實際部署經驗，創造性的發展了ｍｐｌｓｖｐｎ技術，提出了中國首個為ｉｔｕ采納的數據通信標準ｈｏｐｅ。

電力解決方案（３）——華為３ｃｏｍ對電力信息化的戰略構想
穩定可靠、安全高效

　　電力信息化建設的第一步是基礎網絡建設，同時網絡建設也是電力信息化的基礎，任何應用軟件都是承載在基礎網絡上的。任何基礎網絡的規劃的不合理都可能對信息化應用造成不良影響。就像建筑物的地基一樣，網絡建設是企業信息化的基石。
　　華為３ｃｏｍ作為國內規模最大的數據通信設備提供商，希望與電力行業建立長期的戰略伙伴關系，促進信息化建設和發展：
　　第一，華為３ｃｏｍ致力于電力信息化領域，提供針對性整體方案以及基礎網絡設備；
　　華為３ｃｏｍ針對電力信息化先后在市場、服務以及研發投入了巨大的人力物力。成立了專門面向這個行業的電力網絡部（市場），并且發展針對性的行業代理商以及增值服務提供商。同時與國內知名的應用軟件廠商合作，進行企業信息化建設的研究。更好的為國內電力信息化建設提供服務。
　　第二，華為３ｃｏｍ針對電力信息化提供完善的售后服務與培訓；
　　電力信息化的分步建設要求廠商必須提供長期的高效的服務，并且幫助企業建設網絡管理維護隊伍。保證網絡通暢、迅速響應網絡故障，是每個網絡管理人員希望達到的目標與責任，華為３ｃｏｍ公司注重電力信息化的發展戰略就是堅持以客戶為中心的理念，以最終客戶滿意為衡量一切工作的準繩服務策略。包括：ｔｓｃ：以ｔｓｃ為中心（全球技術支持中心），遍布全國的數十個技術支持網絡；ａｈｒ：華為－３ｃｏｍ公司在全球建立了強大的備件物流支撐體系，構筑客戶化的全球備件供應鏈，提供高效、快速的備件響應機制，提供完善的ｒｍａ服務流程；ｅ－ｓｕｐｐｏｒｔ：通過便捷的互聯網為用戶提供強大的支持資源，ｖｒｐ標準軟件下載、全面的ｋｎｏｗｌｅｄｇｅｂａｓｅ（ｆａｑ常見問題數據庫、典型配置案例庫、故障排除手冊、網絡產品知識等等）、高效互動的問題咨詢方式（在線問題解決、技術論壇）。使全球用戶可以在任何時間，任何地點都能得到快捷的服務。
　　第三，華為３ｃｏｍ將為電力信息化建設提供戰略咨詢；
　　電力信息化改變傳統的商業模式從而達到企業信息化與社會信息化進程的融合。華為３ｃｏｍ在自身企業信息化建設中和運營商網絡以及各行各業的網絡建設中積累了豐富的經驗，可以為企業提供相關的信息化發展咨詢，優化企業信息化建設進程。

電力解決方案（４）——華為３ｃｏｍ的電力行業核心理念和解決方案
穩定可靠、安全高效

　　憑借對網絡核心技術的掌握和對電力行業需求的深厚積累，華為３ｃｏｍ公司對電力數據網絡提出全面解決方案，包括：電力調度數據網、電力通信數據網、電力城域網、發電企業園區／局域網等。
　　華為３ｃｏｍ公司深入研究電力行業的需求，推出適應電力需求的系列網絡網絡產品，針對電力特點強化電力關心的重要特性：
　　● 高可靠性：網絡可靠性主要是指當設備或網絡出現故障時，網絡提供服務的不間斷性。可靠性一般通過設備本身的可靠性和鏈路、路由、設備的備份來實現。網絡可靠性包括以下內容：
設備可靠性：華為３ｃｏｍ公司高端路由器和交換機產品具有分布式處理、高硬件配置、模塊化結構、雙域結構、雙主控獨特的第三方仲裁機制、多電源等電信級可靠性設計；
　　?１　總線部分：采用雙總線設計，使用雙域功能備份，提高系統可靠性
　　?２　路由交換單元：采用雙路由交換單元，負載分擔或互為備份。路由交換板采用第三方仲裁，真正實現不間斷業務實時切換；
　　?３　電源單元：電源系統冗余備份。提供１＋２或１＋１備份，可以自由選配。
　　?４　接口單元：前后插板的可靠性。通用接口單元板前后插板設計，增強線路板信號傳輸可靠性；同時接口處理板和易損接口出線板分離，可單獨更換，降低維護成本；
　　?５　告警單元：強大告警系統、告警箱告警和網管告警，聲光電綜合告警。
　　?６　單板在線熱插拔：所有的單板在線插拔期間對系統的其他部分沒有任何影響，擴容、維護簡單方便。
設備備份與線路備份：
　　在控制投資的前提下，在電力數據網絡的省地骨干節點，可采取ｖｒｒｐ雙機備份方式或采取ｒｐｒ方式進行環網自愈保護，接入骨干傳輸網的鏈路可采取雙規鏈路設計或采取ｒｐｒ方式進行環網自愈保護。ｃｐｕ和先進的體? 　　另外，具有備份中心技術，可為路由器上的任意接口提供備份接口；路由器上的任一接口可以作為其它接口?或邏輯鏈路　的備份接口；可對接口上的某條邏輯鏈路提供備份。備份接口可以是一個接口，也可以是接口上的某條邏輯通道。對一個主接口，可為它提供多個備份接口。當主接口出現故障時，多個備份接口可以根據優先級來決定使用順序。通過靈活的備份機制及完善的技術，可以充分利用備份線路資源，確保網絡互聯互通的可靠性。
路由冗余備份
　　在ｍｐｌｓ域中，ｐｅ到ｐｅ間可以通過ｍｐｌｓ技術支持網絡中的ｐｒｉｍａｒｙｌｓｐ和ｂａｃｋｕｐｌｓｐ，控制ｌｓｐ的ｒｅｒｏｕｔｅ行為。ｐｅ到ｃｅ間可以采用傳統的冗余鏈路等方式進行備份。
　　● 技術先進性和實用性：解決方案將先進的技術與現有的成熟技術和標準結合起來，充分考慮到電力業務網絡應用的現狀和未來發展趨勢，在保證電力系統業務的同時，又體現出網絡系統的先進性。
　　● 高性能：承載網絡性能是網絡通訊系統良好運行的基礎，華為３ｃｏｍ公司全系列網絡設備可保障網絡及單設備的高吞吐能力，在網絡各層次上保證各種信息（數據、語音、圖象）的高質量傳輸，使系統網絡平臺可以為電力行業各項業務開展的提供高效的傳送。
　　● 網絡可管理性：電力網絡管理平臺需要提供集中監測、分權、分級、分域管理，并統一調配資源。選用華為３ｃｏｍ公司綜合管理平臺為電力系統網絡實現先進的網絡管理，多廠家設備共同組網情況下業務的良好管理。

電力調度數據網解決方案
　　電力調度數據網是電網調度自動化、管理現代化的基礎，是確保電網安全、穩定、經濟運行的重要手段，是電力系統的重要基礎設施，在協調電力系統發、送、變、配、用電等組成部分的聯合運轉及保證電網安全、經濟、穩定、可靠的運行方面發揮了重要的作用，并有力的保障了電力生產、電力調度、水庫調度、燃料調度、繼電保護、安全自動裝置、遠動、電網調度自動化等通信需要，在電力生產及管理中的發揮著不可替代的作用。電力調度數據網對通信的可靠性、保護控制信息傳送的實時性和準確性具有嚴格的要求。
　　電力調度數據網主要分為五級網絡。國家電力調度數據骨干網為一級網，華北、東北等大區骨干網為二級網，省級網為三級網，地市網為四級網和縣級為五級網，共同組成全國性電力調度網絡，覆蓋各級調度中心和直調發電廠、變電站。目前電力行業主要建設的是省級調度骨干網，即三級網絡。
　　可靠、實時、安全是調度數據網三大要求。電力作為國家的基礎設施，其安全可靠運行直接關系到國家的安全、社會的穩定。電力行業最重視的莫過于安全、穩定、可靠。此外，由于調度數據網的主要功能是實時采集電力設備的狀態，對設備進行實時監控，因此，對網絡的實時性數據傳送有很高的要求。
　　電力調度數據網承載的業務包括：調度自動化系統（ｓｃａｄａ／ｅｍｓ）、變電站自動化系統、發電廠自動監控系統、調度員培訓模擬系統（ｄｔｓ）、水調自動化系統、繼電保護及故障錄波信息管理系統、電能量計量系統、電力電量交易系統等。是電力二次系統中最重要的部分，對安全等級要求最高，對實時性要求也最高。為保證不同業務之間有效隔離和不同業務的服務質量，通常要求網絡支持ｍｐｌｓｖｐｎ技術。ｍｐｌｓｖｐｎ技術是目前業界最先進的ｖｐｎ技術，可使不同業務系統運行于不同的虛擬專用網中，有效隔離不同業務，保證業務的服務質量，保證業務的安全和可靠運行。
華為３ｃｏｍ公司在電力行業有著豐富經驗，多次承建電力調度數據網絡。其中包括國家電力調度數據網全國骨干網和多個省級調度網絡。下圖是華為３ｃｏｍ公司對建設省級電力調度網絡的建議方案：

省調中心的核心節點采用華為３ｃｏｍ公司ｎｅ系列高端路由器，配備冗余主控、冗余電源，具有電信級可靠性。具備全面的備份技術保證網絡７×２４小時的不間斷服務，向用戶提供電信級可靠性服務。
　　骨干節點到核心節點采用雙歸屬設計，網絡鏈路的冗余保證了鏈路失效時網絡的高可用性。同樣廠站節點到地調骨干節點也采用冗余鏈路設計。
方案特點
　　● 高可靠性：電力調度數據網傳送電網自動化信息、調度指揮指令、繼電保護與安全自動裝置控制信息等重要數據，是電力安全穩定運行的神經網絡，高可靠是調度網絡的首要要求。華為電力調度數據網核心、骨干設備采用電信級高可靠設備，關鍵部件如主控板、管理總線、電源為冗余備份，提供系統的自動恢復能力，并且主備用部件實現了實時熱備份，保證系統恢復的過程中業務運行不中斷。另外，業務處理板支持熱插拔特性，可實現在線維護和升級。
　　電力調度數據網絡結構采用高可靠結構設計，省調中心采用雙核心，主調和備調互為備份，在日常還可以負載分擔。地調節點用獨立鏈路分別接入主調和備調，形成鏈路備份，提供拓撲可靠性。類似的，廠站節點也采用雙歸方式就近接入兩個地調節點。
　　● 實時性：華為３ｃｏｍ公司的網絡產品提供業界領先的高轉發性能，端到端轉發延遲居業界領先水平。配合ｍｐｌｓｖｐｎ技術和ｑｏｓ技術，保證關鍵業務實時傳送。
　　● 高安全：華為３ｃｏｍ公司提供全網端到端解決方案，采用擁有自主知識產權的國產設備，從根本上保證網絡的安全可靠性。華為３ｃｏｍ網絡設備提供ｉ３ｓａｆｅ全方位安全解決方案，提供時間、空間、網絡層次三個緯度端到端集成安全體系架構。提供事前防范、事后追蹤；外網、內網提供針對性安全策略；提供網絡層、用戶層、業務層端到端的安全保護。
　　● 多業務：華為３ｃｏｍ網絡設備全面提供ｍｐｌｓｖｐｎ業務和ｍｐｌｓｔｅ流量工程，為電力調度數據網上不同業務統一運行提供保證，實現了＂一個實體網，多個虛擬網＂，不同業務之間可徹底隔離，互不影響。一方面業務提高了業務的安全性，方便不同業務的管理，同時利用ｍｐｌｓ流量工程和ｑｏｓ技術，還可保證不同業務的可靠服務質量。

電力通信數據網解決方案
電力解決方案（５）——電力行業特色產品和特色技術
穩定可靠、安全高效
　　針對電力信息化在管理、業務等方面獨特化的需求，華為３ｃｏｍ公司提出了可靠、穩定、高安全、高性能的電力數據網絡，并以此為產品技術研發的指導性理念，提出了符合電力特色的技術與產品：
　　● 先進的ｍｐｌｓｖｐｎ技術：作為少數能提供整網ｍｐｌｓ技術的廠家，華為３ｃｏｍ公司致力在電力廣域網絡提供基于先進的ｍｐｌｓｖｐｎ技術的三網合一的技術，甚至可以利用ｍｐｌｓ提供帶寬運營。同時針對ｍｐｌｓ的技術理解和實際部署經驗，提出了中國首個為ｉｔｕ采納的數據通信標準ｈｏｐｅ，以及方便ｍｐｌｓ業務部署和管理的ｍｐｌｓｖｐｎｍａｎａｇｅｒ軟件，使的華為３ｃｏｍ公司的ｍｐｌｓ提供能力位于業界最高水平。靈活性及可擴展性?結合ｍｐｌｓｖｐｎ表現出強大的擴展性和前所未見的高性能，解決方案可任由業務的增長和變化，網絡可以平滑地擴充和升級，可最大程度的減少對網絡架構和設備的調整。
　　● ｘｒｎ技術保證網絡逐步升級：考慮到電力信息化發展不可能一步到位，滿足網絡規模和業務應用不斷擴大的需求，華為３ｃｏｍ公司提出業界唯一的ｅｘｐａｎｄａｂｌｅｒｅｓｉｌｉｅｎｔｎｅｔｗｏｒｋ-ｉｎｇ ?ｘｒｎ　可擴展彈性網絡技術，通過漸進式增加ｘｒｎ交換結構內的交換機數量擴展網絡核心的性能，＂按需購買，漸進擴展＂，最終實現機架式網絡設備所具有的性能。
　　● 第五代路由器技術：電力信息化的一個重要特點是以應用牽引需求，應用不斷更新，對設備的需求不斷提高，在這樣的一個動態網絡中，網絡設備本