源网荷储负控终端无线专网数据接入方案研究

刘长春,杨玲,李晓龙,李奇鸿,史文娟

国网喀什供电公司  新疆  喀什  844000

摘要：源网荷储系统是一种包含“电源、电网、负荷、储能”整体解决方案的运营模式，可精准控制社会可中断的用电负荷和储能资源，提高电网安全运行水平，可解决清洁能源消纳过程中电网波动性等问题。随着电网控制与服务模式将逐步发生转变，要求末端通信网络提供全面、有效的支撑。电网优质服务逐步由被动模式向主动模式转变，对中低压电网实时感知的需求逐步加速。无线专网具备安全、可靠、泛在、灵活等优点，将逐步成为支撑电网运营的基础网络，是智能电网“最后一公里”不可或缺的基础设施。随着无线专网的逐步建设完成，需要将不同的终端业务接入无线专网，本文针对源网荷储业务接入方案进行探讨。

关键词：源网荷储；电力；无线专网

1无线专网网络结构介绍

根据国网公司电力无线专网规划设计技术导则，无线专网按核心网、业务承载网、回传网、基站及终端等五部分进行建设。为满足生产控制大区及管理信息大区业务的安全隔离要求，基站、传输、核心网均采用双配，实现控制类、非控制类业务全环节物理隔离。毫秒级源网荷储、秒级源网荷储、配电自动化、地县自动化采集四类安全接入通道由地市公司生产控制大区核心网承载，其它安全接入通道由地市公司管理信息大区核心网承载。同时，采用APN+VPN方式，实现同区业务逻辑隔离及性能保障。根据地区公司上报业务的安全等级、承载网、流量、时延等，结合现状划分APN/VPN。根据电力无线专网建设技术要求，建议无线专网的核心网、业务承载网、回传网、基站建设要求如下：

1.1核心网。在地市公司配置2套核心网设备，1套承载生产控制大区业务，1套承载管理信息大区业务。

1.2业务承载网。由MCE交换机、CE设备组成，实现业务系统和核心网互联。业务承载网在地区公司配置1台精控交换机、4台MCE交换机、4台CE，其中，1台精控交换机承载毫秒级源网荷储业务，4台MCE交换机分别承载除毫秒级源网荷储业务外的其他生产控制大区业务和管理信息大区业务；4台CE分别承载秒级源网荷储、配电自动化、地市自动化采集类业务、配变采集类业务。

1.3无线回传网。按通信传输网架构分为核心层主环、核心层支环，以及接入层支环。生产控制大区业务和管理信息大区业务在回传网上应通过不同的交换机、SDH不同槽位的以太网口接入（具备条件的，宜从不同的SDH接入），并承载在不同的时隙上；其中在核心层主环、核心层支环宜承载在不同的平面上（一般情况下，A平面承载生产控制大区业务，B平面承载管理信息大区业务）。

1.4基站。基站BBU设备需配置具备至少两路独立传输功能的板卡，一块承载生产控制大区业务，一块承载管理信息大区业务。

为确保“双覆盖”中设备的物理隔离性，基站应尽可能地接入到不同的变电站；受位置限制有2个及以上的基站必须接入同一个变电站的，应配置与基站数量相同的BBU予以分别承载，并统筹考虑相应的安装柜位和供电设施。

2源网荷储资源综合管理技术架构

源网荷储泛在资源综合管理系统技术架构分为接入层、网络层、平台层、应用层。

2.1接入层通过物联技术，完成电采暖、集中式新能源场站、分布式电源、储能、电动汽车、负荷聚合商、智能楼宇、非工空调、工业大用户、虚拟电厂等新型能源、用能设备等信息接入，实现源-网-荷-储各环节运行态势全景感知，通过边缘计算等技术实现业务的实时性和数据优化。

2.2网络层通过局域网、安全接入网、资源高速同步网、无线专网、光纤专网等各类网络资源，提升各级之间的效率，满足源网荷储泛在资源各类应用场景的需求。

2.3平台层通过数据平台接入标准将各类海量数据根据其来源、类型、结构化差异等特点打破由于差异导致的数据壁垒，建立统一平台标准，通过大数据和数据清理技术提高数据质量和实时共享性。利用平台标准化和开放性为上层应用提供统一服务。

2.4应用层通过各应用的数据分层共享方式、高效的数据纵向流动、信息全感知来实现源网荷储互动的日内协调优化、计及调峰调频约束的源网荷储日内计划优化决策等功能，泛在可控资源协调控制按照分层分区分时的控制原则，完成电网各类可控资源的校正协调控制、自动发电控制AGC、发用电执行效果评估及考核管理功能，增强调度运行工作的及时性、方便性和快捷性。

3源网荷储接入方案介绍

3.1毫秒级系统

毫秒级系统主要是针对频率紧急控制要求，实施第一时限控制，300毫秒内快速切除部分可中断负荷。

（1）网络结构：市公司至控制子站间传输通道的组织，参照《国网信通部关于印发精准负荷控制通信系统建设指导意见（试行）的通知》中“接入变电站至控制子站装置之间的A、B通道由地市级骨干传输网承载”的要求建设。用户通过无线专网将信息上传至市公司，市公司精控交换机分别采用2块以太网板卡的GE/FE接口与地区核心层主环A、B网SDH设备GE/FE接口互联，通过地区核心层主环A、B网至控制子站，控制子站侧地区核心层主环A、B网SDH设备分别采用GE/FE接口与控制子站1台光纤交换机GE/FE接口互联，形成用户至控制子站的传输通道。（2）网络宽带：根据接入用户量要求，市公司至控制子站带宽暂按2*20M计。（3）通道保护：根据《国网信通部关于印发终端通信接入网建设指导意见（试行）的通知》要求，市公司至控制子站间的专线通道配置通道保护。（4）协议配置方案：精控交换机通过两条链路下行连接核心网设备，同时通过两条链路上行连接到一台光纤交换机（串接SDH设备）。精控交换机需将核心网设备发出的数据流量转发光纤交换机侧的两个控制子站。为满足上述要求，在精控交换机上创建业务VLAN，并与核心网设备间配置静态LACP链路聚合。精控交换机上行两条链路主备部署，通过SDH设备与控制子站光纤交换机互联。

3.2秒级系统

秒级系统主要具备快速响应负控终端的能力，实现回路测点的遥测，在3秒时限内分解调度负荷指令并下发到具体执行的用户侧负荷终端，实现终端负荷实时控制能力。

（1）网络结构。用户通过无线专网将信息上传至市公司，市公司CE路由器采用GE口与控制大区防火墙互联，接入控制大区网络，将信息上传至源网荷储主站。（2）协议配置方案。核心网设备通过两条链路连接2台控制大区交换机（堆叠），2台控制大区交换机分别通过一条链路连接1台CE，CE通过两条链路连接防火墙。需要将核心网的设备发出的数据传输到防火墙。两台控制大区交换机做了堆叠，逻辑上可以看做一台交换机。为满足上述要求，在控制大区交换机上配置期在控制大区交换机上配置跨设备链路聚合（建议配置为lacp?模式），分别连接核心网设备及CE。LACP为公有协议，各厂家网络设备普遍支持。CE设备为华为NE20E-S4路由器，该设备上行连接防火墙设备，为了保证可靠性，建议在CE与防火墙之间部署双链路，并配置浮动路由实现链路冗余。（3）通道保护。根据《国网信通部关于印发终端通信接入网建设指导意见（试行）的通知》要求，源网荷系统回传网的专线通道配置通道保护。

4结束语

源网荷储目前主要采用无线专网接入，接入方式比较单一。如果通过光纤专网接入可满足源网荷储接入多样化。实现35KV及以上大用户用户以光纤专网为主，10KV、20KV用户无线专网覆盖范围的采用无线方式接入，未覆盖区域可采用光纤专网或者北斗通信。同时也可以为其它控制类业务使用电力无线专网承载提供参考。

参考文献：

[1]许洪强.面向调控云的电力调度通用数据对象结构化设计及应用[J].电网技术，2018,42（7）：224.

[2]郝然.基于多元大数据平台的用电行为分析构架研究[J].电力自动化设备，2017,37（8）：20-27.