| 出版日期：2005-02-21 总期号：648 本年期号：06 |
|
 |
停电，IT的责任在哪里？
余前帆 “停电！停电！”对习惯于电气化生活的现代人来说，停电意味着生活的不便、经济的损失，但对于中国国家电网公司调度通信中心总工程师辛耀中来说，停电则意味着重大的社会责任与压力。如何整合应用现在的信息技术，为电力生产更好地服务、最大限度减少停电等事故影响呢？日前，在国调中心的办公室里，辛耀中对电力调度系统信息化工作进行了阐述。 特殊生产方式决定 电网复杂性 电网控制系统是在世界上仅次于人类大脑的第二大超级复杂系统。因为电网是动态的，电流的速度为30万km/s，比火箭的速度还要快。发电、输电、配电、供电、用电是在一瞬间完成的，而且是零库存，这是电力行业独有的特点。 电力生产过程本身是地理上广域分布，每个高压设备内部都有多个微处理器，并且是分布式的。各电压等级的电网都有大量的测控设备，而且发电厂里的各个环节也都有测控设备，这些系统需要联合动作、分层管理和互相协调配合，以保证电网的安全稳定运行。 因此，电网安全和可靠供电这两个目标，是电网体系承担的重要社会责任。对于复杂的电网系统，IT技术在其中扮演了非常重要的角色。电网对控制系统、计算机和通信设施的要求，比其它行业要求更高，也更加严格。 2003年8月14号，美国、加拿大大停电震惊世界。其中一个主要、直接的原因，就是其电网控制系统出现故障，而且是两套系统同时出现故障。其中一套系统是在美国第一能源公司，其自动监控系统数据不能刷新，并且不能正常发出告警；另一套系统出现的故障，是一个控制中心的状态估计软件出现了错误，虽然其软件人员解决了问题，但在去吃饭时忘记将修改后的程序提交在线运行，导致相继5条线路出现问题而没有被发现，从而引发大面积停电。 美国的电网虽然很强壮，并且是根据n-1的可靠性原则设计，在一般情况下即使有两个地方线路跳闸也不会出现大问题。但此次有5个地点跳闸，这是任何一个国家的电网都无法承受的。有两个主要的调度中心同时出现故障，这也是IT系统和通信系统在这个过程当中发挥作用时，暴露出的严重问题，从而引起了世界的关注。 而我国电网系统相对薄弱，需要通过二次系统（即电力控制系统）来弥补，以增强电网的可靠性。 另外，在其它行业曾经有过“大集中”处理观念，在电力行业原则上是不适合的。因为如此庞大复杂的系统，都集中到一点进行控制是不可能的。 从9.11、8.14事件后，各国同时也意识到保证电网的安全和可靠性，集中程度越高，风险也越大。所以电力系统在这方面坚持了适合电力系统本身的特色，有选择地应用合适的IT技术，解决自己的实际问题。 经过了二十几年长期的努力和扎实的工作，现在IT已经融化到电力生产的所有环节中，发挥了不可或缺的作用，这就是行业的进步和社会的进步。 复杂系统需要可靠保障 数据网的技术要求很明确，调度系统有一套经过多年研究的数据网络技术体制，这个体制保障了网络的安全和可靠性，对保证上层复杂控制系统的稳定运行起到至关重要的作用。网络设备必须满足这个技术体制，并满足安全性、稳定性、可靠性的要求。 在多个厂家提供的设备中，经过整体的测试、及用户的考察后，国家电网公司调度通信中心的技术人员对各种设备都有了把握。经过比较，最后选择了国产设备厂商华为3Com的产品。 数据网络投入运行以来，显著提高了调度系统实时数据传输的运行指标。在此之前，在各通信方向的月度累计的中断时间是几千分钟，现在这个指标已经降到几百分钟了，甚至有的时候是几十分钟。 IT技术应有更多突破 辛耀中指出，我国电力行业的自动化和IT技术，在开始发展时就结合在一起。与其它的国家相比，无论是美国、法国、日本等，我们在IT应用方面有优势，在数据网络方面是领先的。 在IT技术上的发展上，辛耀中表示希望能够在两个方面能有所突破。 一是希望提高网络效率。 这不是指一家的产品，是指整个这一代的设备。时分复用技术的SDH有一套帧结构及协议，统计复用技术的媒质层有以太网协议，网络层有IP协议，这三套广泛应用的协议当中相当部分功能是重叠的。 现在速率越来越高，目前整个IT业界不太注重效益，这个重叠发展到一定程度，就要返回来看效率，若能将三者从帧结构和协议方面适当整合，这个效率还会再提高，安全性、稳定性、整体性还能加强，希望在这方面能够发展得更快。 与IP同时研究的OSI七层协议在花费巨大的人力、物力代价后，现在只剩下一个参考模型了；IP相对简单的多，已成为事实上的工业标准，但仍不是国际标准。标准太庞大、太复杂、太过理想，实现的代价和应用的代价就会过高，维护起来就会很困难，生命力就不长。 二是控制系统要求数据交换的时间更短，而且效率更高。 电力系统迫切需要能够达到时分复用等级的短时延数据交换技术，以及提高整体通道利用率的技术，这一需求是由电力系统特有的继电保护功能提出的。如果数据交换能够保证在几毫秒之内完成，就可以用于继电保护。 当前为了保障实时性，使用大量的专用通道，虽然安全，但效率太低。如果能将统计复用和时分复用相结合，则是对电力工业和全世界的贡献。前几年出现的ATM技术曾试图解决统计复用和时分复用的矛盾，但又由于协议太复杂，增加了层次，降低了效率，于是ATM被淘汰了。 从逻辑上讲，实现快速数据交换的技术并不复杂，只需将以太网交换机的10M/100M口换为SDH的2M/155M口，但需要在基础协议上有所突破。 电力系统厂网分开以后，体制有了一定的变化，信息化建设也要适应这种新的管理方式，但电力生产过程没有变，因此保证可靠供电、电网安全的这两个目标也不会变，这对于保证社会的稳定、安全是至关重要的。IT已经融合到电力生产的所有环节中，信息化建设是一个长期的工作，不是某一个人或某一个部门能做好，而需要政府和社会各界的大力支持。 链接 我国的电力调度系统的构成 我国的电力调度系统是由国调、网调、省调、地调、县调五级调度机制构成的半军事化管理机构，在电力生产中起的作用就是维持系统的正常运转和安全稳定运行。 电力系统使用的数据网络有两套，一套是管理信息网，由信息中心构建；另一套则是生产专用的关键网络，即国家电力调度数据网，这是十分重要并需要安全保障的系统，因此与外部网络是物理隔离的。 国家电力调度数据网是行业专网，经历了1、2、3期的建设和不断完善，从最初采用的X.25技术，到现在基于IP、MPLS VPN的主流技术，2004年建设完成。 |
||||||||||||||||||||||
