電廠(chǎng)網(wǎng)絡(luò )解決方案分析

基本現狀分析

發(fā)電企業(yè)正面臨著(zhù)前所未有的深刻變化：電力市場(chǎng)化、業(yè)務(wù)流程重組、管控一體化…… 這些變化改變了電廠(chǎng)企業(yè)運作的規律;另一方面，新技術(shù)不斷涌現并迅速應用于發(fā)電企業(yè)，如現場(chǎng)總線(xiàn)控制技術(shù)、信息技術(shù)等。數字化電廠(chǎng)(e- power plant)概念的出現，為發(fā)電企業(yè)提供了現代化生產(chǎn)管理的新思路。在電廠(chǎng)先進(jìn)控制系統和安全高效的網(wǎng)絡(luò )平臺、數據庫平臺基礎上，基于國際最新 的理論和研究成果整合電廠(chǎng)管控一體化系統，用先進(jìn)的管理思想和信息技術(shù)對電廠(chǎng)的經(jīng)營(yíng)和生產(chǎn)管理系統進(jìn)行全面設計，使信息技術(shù)與工業(yè)技術(shù)、管理技術(shù)全面融 合，全面提升電廠(chǎng)的生產(chǎn)和管理水平，增強企業(yè)競爭力。

發(fā)電企業(yè)的計算機應用已經(jīng)滲透到企業(yè)的各個(gè)環(huán)節，包括到生產(chǎn)控制自動(dòng)化，經(jīng)營(yíng)管理決策等各個(gè)方面。

近年來(lái)，電廠(chǎng)自動(dòng)化系統正在從單元級、機組控制級向系統級、集成級方向發(fā)展。隨著(zhù)電廠(chǎng)自動(dòng)化應用范圍的不斷拓廣，電廠(chǎng)自動(dòng)化系統本身與應用多樣化的適配性， 伴隨電廠(chǎng)DEH/DCS等自動(dòng)化系統的產(chǎn)生和發(fā)展，這些控制系統的應用為電廠(chǎng)的自動(dòng)化運行發(fā)揮了重要作用。然而長(cháng)期以來(lái)，這些控制系統自成系統，孤立運 行，數據得不到共享，電廠(chǎng)是一個(gè)各專(zhuān)業(yè)相互協(xié)調的復雜系統，必然要求電廠(chǎng)具有一個(gè)整體的自動(dòng)化系統協(xié)調控制全廠(chǎng)設備的運行，廠(chǎng)級監控信息系統(SIS)又 為電廠(chǎng)自動(dòng)化生產(chǎn)管理提供了新的思路。

對電廠(chǎng)的經(jīng)營(yíng)管理者來(lái)講，為適應未來(lái)電力市場(chǎng)的實(shí)時(shí)競價(jià)的要求，必須實(shí)現機、電、爐的全局數據共享，電力自動(dòng)化生產(chǎn)和計算機綜合管理一體化是必然的趨勢。

如何將這些能夠完美的整合在一起，一個(gè)統一的網(wǎng)絡(luò )通訊平臺就成為必需。而在傳統的電廠(chǎng)中一般都建立了為MIS，財務(wù)等應用服務(wù)的局域網(wǎng)，新型的網(wǎng)絡(luò )系統即要 求保證生產(chǎn)系統的網(wǎng)絡(luò )能夠高效可靠的運行，要求同生產(chǎn)相關(guān)的自動(dòng)化控制系統能夠實(shí)現同MIS 系統和財務(wù)系統的網(wǎng)絡(luò )互連和數據交換，同時(shí)要求生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò )和辦公網(wǎng)絡(luò )能夠有相應的隔離機制，保證生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò )能夠最大限度的可靠安全的運行，如何解決這些要求將 是現代化電廠(chǎng)組建網(wǎng)絡(luò )的最大挑戰。

電廠(chǎng)應用分析

根據以上的系統化的建設要求，現代電力企業(yè)應該以下面兩大方面的應用為導向來(lái)建立新型的網(wǎng)絡(luò )通訊平臺。

電廠(chǎng)自動(dòng)化生產(chǎn)系統

這些系統包括：

@　廠(chǎng)級監控信息系統(SIS)

@　分散控制系統(DCS)

@　單元機組電氣控制系統(ECS)

@　升壓站控制系統(NCS)

@　現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(FCS)

@　汽機調節系統(DEH)

這些系統同電廠(chǎng)的生產(chǎn)活動(dòng)密切相關(guān)，以實(shí)時(shí)數據為主，網(wǎng)絡(luò )承擔了對各系統的采集點(diǎn)數據的傳輸工作，還要提供對這些系統的實(shí)時(shí)數據的連接。網(wǎng)絡(luò )平臺本身的穩定性、可靠性，和數據的實(shí)時(shí)性要求的滿(mǎn)足都非常的重要，這些要求包括了對數據傳輸的延時(shí)，延時(shí)抖動(dòng)，丟包率等指標。

運行支持系統

其中包括了：

@　OA系統

@　MIS系統

@　財務(wù)系統

@　綜合查詢(xún)子系統

以上的兩套系統一般在傳統上都組建在不同的網(wǎng)絡(luò )平臺上，互相之間一般很少直接或者間接的通訊，隨著(zhù)電力市場(chǎng)的建立，電價(jià)上網(wǎng)等要求的提出，各種支持系統和生 產(chǎn)自動(dòng)化系統之間的數據交換和共享顯得越來(lái)越重要，安全可靠的整合這些系統，建立統一的網(wǎng)絡(luò )平臺可以大大提高電廠(chǎng)的生產(chǎn)力，更有效的調配各項資源，對電力 市場(chǎng)變化的反應更靈敏。除此之外，該網(wǎng)絡(luò )通訊平臺還需要提供同電網(wǎng)公司，省市調度通訊網(wǎng)和Internet連接的功能。

根據以上的各種系統和應用的要求，電廠(chǎng)網(wǎng)絡(luò )通訊平臺應該能夠具備以下的特點(diǎn)和功能。

@　高可靠性最少的停機時(shí)間，是確保穩定生產(chǎn)的基礎。所以網(wǎng)絡(luò )的關(guān)鍵部分不應該有單點(diǎn)故障，這些地方包括網(wǎng)絡(luò )的核心設備和同關(guān)鍵生產(chǎn)環(huán)節相關(guān)的節點(diǎn)。當網(wǎng)絡(luò )某單個(gè)節點(diǎn)或關(guān)鍵部件發(fā)生故障時(shí)，應該能夠在最短時(shí)間內恢復，不影響電力生產(chǎn)。

@　安全性要求安全要求包括了電廠(chǎng)自動(dòng)化控制生產(chǎn)網(wǎng)和其它的支持網(wǎng)絡(luò )之間在保證數據交換的前提下安全隔離。對內部網(wǎng)用戶(hù)的訪(fǎng)問(wèn)要能夠提供較強的控制手段，其中包括對網(wǎng)絡(luò )上的終端用戶(hù)采用相應的驗證手段，以及對內網(wǎng)中網(wǎng)絡(luò )病毒的傳播防范手段。以及同外網(wǎng)連接的安全控制手段。

@　實(shí)時(shí)數據的服務(wù)質(zhì)量保證要求同生產(chǎn)相關(guān)的各種實(shí)時(shí)系統的數據同其它的MIS系統的要求不一樣，要求更低的延時(shí)，更少的延時(shí)變化，更少的丟包率。

@　可擴展性在實(shí)用、可靠的基礎上，具備技術(shù)的前瞻性。盡量利用先進(jìn)的局域網(wǎng)技術(shù)、在未來(lái)可以集成多媒體語(yǔ)音/視頻技術(shù)，使整個(gè)系統具有相對更長(cháng)的生命周期。在方案設計和產(chǎn)品選型時(shí)，要充分考慮擴展能力，適應未來(lái)的應用發(fā)展和技術(shù)變化。

@　可管理性和可維護性提供端到端的網(wǎng)絡(luò )管理工具，對網(wǎng)絡(luò )故障的監控報警可以提供有力的幫助，同時(shí)為了考慮今后網(wǎng)絡(luò )環(huán)境中多廠(chǎng)家設備的使用，必須基于SNMP和RMON等標準的協(xié)議。

解決方案

根據以上的這些要求，Cisco公司可以提供從硬件到軟件完整的網(wǎng)絡(luò )通訊平臺解決方案。其中包括高性能的網(wǎng)絡(luò )交換設備，網(wǎng)絡(luò )安全控制設備，用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)控制軟件，網(wǎng)絡(luò )管理軟件。針對不同規模的電廠(chǎng)，我們提供了不同的解決方案。

大規模和超大規模電廠(chǎng)

大規模電廠(chǎng)機組數量多，工作人員眾多，對網(wǎng)絡(luò )的性能，可靠性要求更高，我們建議以下的解決方案。

整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的核心交換設備采用Catalyst 6500雙機結構，其它服務(wù)器群采用Catalyst 4500雙機結構，關(guān)鍵服務(wù)器雙網(wǎng)卡連接到Catalyst 4500。樓層交換機采用Catalyst 3560，雙光纖上聯(lián)到核心交換機Catalyst 6500。

自動(dòng)化生產(chǎn)控制網(wǎng)采用獨立設計，雙Catalyst 4500交換機連接各電氣控制子系統終端和網(wǎng)關(guān)，采用靈活的連接方式，光纖或UTP電纜。

中小電廠(chǎng)

中小規模電廠(chǎng)要實(shí)現同大規模電廠(chǎng)基本相同的功能，但數據流量要求并沒(méi)有大電廠(chǎng)那樣高，網(wǎng)絡(luò )的設計上我們在兼顧這些要求的前提下我們建議高性?xún)r(jià)比的解決方案。

整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的核心交換設備采用Catalyst 4500雙機結構，其它服務(wù)器群采用Catalyst 3560雙機結構，關(guān)鍵服務(wù)器雙網(wǎng)卡連接到Catalyst 3560。樓層交換機采用Catalyst 3560，雙光纖上聯(lián)到核心交換機Catalyst 4500。

自動(dòng)化生產(chǎn)控制網(wǎng)采用獨立設計，雙Catalyst 3560交換機連接各電氣控制子系統終端和網(wǎng)關(guān)，采用靈活的連接方式，光纖或UTP電纜。

更多好文：21ic智能電網(wǎng)