电厂网络解决方案分析

基本现状分析

发电企业正面临着前所未有的深刻变化：电力市场化、业务流程重组、管控一体化…… 这些变化改变了电厂企业运作的规律;另一方面，新技术不断涌现并迅速应用于发电企业，如现场总线控制技术、信息技术等。数字化电厂(e- power plant)概念的出现，为发电企业提供了现代化生产管理的新思路。在电厂先进控制系统和安全高效的网络平台、数据库平台基础上，基于国际最新 的理论和研究成果整合电厂管控一体化系统，用先进的管理思想和信息技术对电厂的经营和生产管理系统进行全面设计，使信息技术与工业技术、管理技术全面融 合，全面提升电厂的生产和管理水平，增强企业竞争力。

发电企业的计算机应用已经渗透到企业的各个环节，包括到生产控制自动化，经营管理决策等各个方面。

近年来，电厂自动化系统正在从单元级、机组控制级向系统级、集成级方向发展。随着电厂自动化应用范围的不断拓广，电厂自动化系统本身与应用多样化的适配性， 伴随电厂DEH/DCS等自动化系统的产生和发展，这些控制系统的应用为电厂的自动化运行发挥了重要作用。然而长期以来，这些控制系统自成系统，孤立运 行，数据得不到共享，电厂是一个各专业相互协调的复杂系统，必然要求电厂具有一个整体的自动化系统协调控制全厂设备的运行，厂级监控信息系统(SIS)又 为电厂自动化生产管理提供了新的思路。

对电厂的经营管理者来讲，为适应未来电力市场的实时竞价的要求，必须实现机、电、炉的全局数据共享，电力自动化生产和计算机综合管理一体化是必然的趋势。

如何将这些能够完美的整合在一起，一个统一的网络通讯平台就成为必需。而在传统的电厂中一般都建立了为MIS，财务等应用服务的局域网，新型的网络系统即要 求保证生产系统的网络能够高效可靠的运行，要求同生产相关的自动化控制系统能够实现同MIS 系统和财务系统的网络互连和数据交换，同时要求生产网络和办公网络能够有相应的隔离机制，保证生产网络能够最大限度的可靠安全的运行，如何解决这些要求将 是现代化电厂组建网络的最大挑战。

电厂应用分析

根据以上的系统化的建设要求，现代电力企业应该以下面两大方面的应用为导向来建立新型的网络通讯平台。

电厂自动化生产系统

这些系统包括：

@　厂级监控信息系统(SIS)

@　分散控制系统(DCS)

@　单元机组电气控制系统(ECS)

@　升压站控制系统(NCS)

@　现场总线控制系统(FCS)

@　汽机调节系统(DEH)

这些系统同电厂的生产活动密切相关，以实时数据为主，网络承担了对各系统的采集点数据的传输工作，还要提供对这些系统的实时数据的连接。网络平台本身的稳定性、可靠性，和数据的实时性要求的满足都非常的重要，这些要求包括了对数据传输的延时，延时抖动，丢包率等指标。

运行支持系统

其中包括了：

@　OA系统

@　MIS系统

@　财务系统

@　综合查询子系统

以上的两套系统一般在传统上都组建在不同的网络平台上，互相之间一般很少直接或者间接的通讯，随着电力市场的建立，电价上网等要求的提出，各种支持系统和生 产自动化系统之间的数据交换和共享显得越来越重要，安全可靠的整合这些系统，建立统一的网络平台可以大大提高电厂的生产力，更有效的调配各项资源，对电力 市场变化的反应更灵敏。除此之外，该网络通讯平台还需要提供同电网公司，省市调度通讯网和Internet连接的功能。

根据以上的各种系统和应用的要求，电厂网络通讯平台应该能够具备以下的特点和功能。

@　高可靠性最少的停机时间，是确保稳定生产的基础。所以网络的关键部分不应该有单点故障，这些地方包括网络的核心设备和同关键生产环节相关的节点。当网络某单个节点或关键部件发生故障时，应该能够在最短时间内恢复，不影响电力生产。

@　安全性要求安全要求包括了电厂自动化控制生产网和其它的支持网络之间在保证数据交换的前提下安全隔离。对内部网用户的访问要能够提供较强的控制手段，其中包括对网络上的终端用户采用相应的验证手段，以及对内网中网络病毒的传播防范手段。以及同外网连接的安全控制手段。

@　实时数据的服务质量保证要求同生产相关的各种实时系统的数据同其它的MIS系统的要求不一样，要求更低的延时，更少的延时变化，更少的丢包率。

@　可扩展性在实用、可靠的基础上，具备技术的前瞻性。尽量利用先进的局域网技术、在未来可以集成多媒体语音/视频技术，使整个系统具有相对更长的生命周期。在方案设计和产品选型时，要充分考虑扩展能力，适应未来的应用发展和技术变化。

@　可管理性和可维护性提供端到端的网络管理工具，对网络故障的监控报警可以提供有力的帮助，同时为了考虑今后网络环境中多厂家设备的使用，必须基于SNMP和RMON等标准的协议。

解决方案

根据以上的这些要求，Cisco公司可以提供从硬件到软件完整的网络通讯平台解决方案。其中包括高性能的网络交换设备，网络安全控制设备，用户访问控制软件，网络管理软件。针对不同规模的电厂，我们提供了不同的解决方案。

大规模和超大规模电厂

大规模电厂机组数量多，工作人员众多，对网络的性能，可靠性要求更高，我们建议以下的解决方案。

整个网络的核心交换设备采用Catalyst 6500双机结构，其它服务器群采用Catalyst 4500双机结构，关键服务器双网卡连接到Catalyst 4500。楼层交换机采用Catalyst 3560，双光纤上联到核心交换机Catalyst 6500。

自动化生产控制网采用独立设计，双Catalyst 4500交换机连接各电气控制子系统终端和网关，采用灵活的连接方式，光纤或UTP电缆。

中小电厂

中小规模电厂要实现同大规模电厂基本相同的功能，但数据流量要求并没有大电厂那样高，网络的设计上我们在兼顾这些要求的前提下我们建议高性价比的解决方案。

整个网络的核心交换设备采用Catalyst 4500双机结构，其它服务器群采用Catalyst 3560双机结构，关键服务器双网卡连接到Catalyst 3560。楼层交换机采用Catalyst 3560，双光纤上联到核心交换机Catalyst 4500。

自动化生产控制网采用独立设计，双Catalyst 3560交换机连接各电气控制子系统终端和网关，采用灵活的连接方式，光纤或UTP电缆。

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