2024年SPN技术在云南电网的应用实践及展望报告

云南电力调度控制中心罗海林 丰目录cONTENTS丰 项目简介 组网概况 在网测试数据 业务应用效果 下一步计划与展望 项目简介 丰项目简介 建设效果 曲靖供电局电力SPN网络建设情况 带宽提升 全面提升变电站、供电所/营业厅至曲靖供电局本部综合数据网带宽至1G，提升县供电局至曲靖供电局本部带宽至10G 曲靖供电局数字电网之通信承载网项目，是全国首个商用部署的电力SPN网络2初设概算4924万元（含语音视频专网设备）施工图预算4840万元，决算约4560余万元。 全国首个商用部署的电力SPN网络 安全分区 利用SPN硬切片，实现语音视频专网（通信专业）综合数据网Ⅲ区，综合数据网IV区横向隔离，互不影响，提高了网络安全性。 一网多用 承载大颗粒的语音视频专网、综合数据岗等分组业务。2、利用SPN小颗粒切片及CBRE1承载电力系统大量使用的2M专线业务3、大、小颗粒通吃，技术上已初步具备取代SDH及地区OTN的能力 曲靖供电局电力SPN网络已完成建设 已完成建设于2022年12月13日投产，覆盖曲靖供电局本部、8个县（区）级供电单位5座500kV变电站、20座220kV变电站、56座110kV变电站3座35kV变电站，共计93个站点95套设备 网络优化 1、将数据网结构由核心、汇聚、接入的三层架构的路由器组网变成核心、接入的双星形结构，使数据网达到结构极简、配置极简、运维简单的效果。2、省掉大量的路由器，一个网络只需要2台核心路由器即可接入上百个站点的交换机性能更优全网各站点 组网概况 丰组网情况 SPN网络组网结构 四层拓扑结构：曲靖地区SPN网采用核心落地层骨干层、汇聚层以及接入层四层结构。核心落地层：2台，骨千层：9台，汇聚层：28台，接入层：56台。 一核心环口字型组网各汇聚环独立，并双归或三归至骨干汇聚节点；同时接入节点也是成环双规至同一汇聚环或单支下挂。 二层业务：根据电力系统业务特点，业务采用二层网络架构不同于中国移动采用的三层网络架构 规划：曲靖二期118个35kV变电站：曲靖所有通光缆的电厂。 组网情况 2网络带宽 核心层100G、汇聚层带宽为100G/50G，接入层带宽为50G 开通5个切片，分别是语音及视频会议专网切片（5G）、区业务切片（10G/20G）、IV区业务切片（5G/10G切片）调度数据网切片（5G/10G预留）、小颗粒业务切片（5G现为1G）。50G链路剩余的20G带宽、100G链路剩余的50G带宽作为扩容预留。每一分区业务接入端口均为1G，可以满足变电站对带宽的需求。 网络拓扑 丰组网情况 业务配置(语音视频专网、川区） 业务保护机制 通道保护：每一条业务在SPN设备上开通两条独立的伪线，业务通道保护采用SPN设备的SR-TPAPS1:1保护，SR-TP基于SDN控制器重路由。核心设备保护：核心落地设备主备保护基于网络设备策略。 在网测试数据 在网测试数据 1、SPN设备SR-TP隧道承载的E-LINE业务及基本功能 测试业务正常，流量无丢包 在网测试数据 2、SPN设备E-LINE业务功能的SR-TPAPS1:1保护及快速重路由FFR保护 测试拓扑 单点链路故障业务倒换时间<50ms多点故障单业务自愈时间<1s， 在网测试数据 2、SPN设备E-LINE业务功能的SR-TPAPS1:1保护及快速重路由FFR保护 测试拓扑 故障消失，业务回切到原最优路径 在网测试数据 3、SPN设备E-LINE业务主站掉电测试汇聚 丰在网测试数据 3、SPN设备E-LINE业务主站掉电测试 构造核心落地SPN设备（主）掉电故障时ping测结果 核心落地SPN设备（主）回切时的ping测结果 在网测试数据 4、SPN设备CBR2M业务&SDH设备2M业务时延对比测试情况 SPN业务端到端时延测试 测试拓扑 测试的时延的最大值为2181us，最小值为2181us，平均值为2181us测试时长3656秒。 测试的时延的最大值为2214us，最小值为2207us，平均值为2208us测试时长3693秒。 确保SPN和SDH的设备拓扑路径长度、跳数等完全一致。 SPN的2MCBR业务与SDH的2M业务时延基本一致 在网测试数据 5、SPN设备CBR业务APS1:1保护能力测试 CBR业务APS保护能力测试（倒换 测试拓扑 CBR业务APS保护能力测试（回切） NE5设备恢复后，经过WTR时间业务回切低速仪表显示业务倒换时间为1ms，不超过50ms 关闭NE1上到NE5链路的激光，低速仪表显示业务倒换时间为21.75ms，不超过50ms 业务应用效果 区业务割接后，带宽的明显提升 业务应用效果 丰业务应用效果 丰业务应用效果 二、全功能巡维变电站的远程智能运维应用 业务应用效果 通过SPN延伸至巡维中心驻地的视频系统实时预览录像回放功能，结合SDH专线延伸的调度OCS系统终端和二次设备远程运维管控平台，运维人员可对变电站一、二类信号实现快速响应及处置 视频监控系统变电生产运行支持系统SPNII区综合数据网） 二次远程运维平台（调度数据网） 巡维中心OCS云桌面（SPN10M带宽） 收到跳闸信息，安排现场工作人员进站同步查看OCS系统信息：110kV大同变电站110kV大凤高线保护动作、相间距离工段接地距离工段、保护跳闸、重合闸动作、全站事故总等信号。 通过视频系统检查相关一次设备无异常视频回放未发现异常。初步判断故障为110kV大凤高线AC两相相间短路跳闸，需做好强送或将断路器转冷备用，线路转检修操作准备，将以上信息通知现场工作组 通过二次设备远程运维管控平台查阅保护装置、故障录波信息。 业务应用效果 自2023年10月至2024年4月，班组开展一键远方巡视、基于二次设备运维管控平台开展二次设备巡视839次。 自2023年10月2024年4月，开展现场巡维61次，现场巡维次数同比2022年10月至2023年4月降低45.54%。 持续维护 及时消缺 重点审核 业务应用效果 缺陷发现及时性、便捷性显著提升： 若通过传统方式到站巡检，该重大缺陷还需15天才会被发现，而通过远方智能巡视，缺陷提前发现、及时处理，有效保证了电网设备安全运行 缺陷发现不再仅局限于传统模式 下一步计划与展望 一、全省16个地州地区SPN网络建设（2027年） 覆盖范围： 供电局本部、县供电局、35kV及以上所有变电站，后续延伸到所有通光缆电厂。 时间安排： 。2022年，曲靖一期试点成功2024年，玉溪、楚雄、昭通、普洱已立项，昆明、大理、文山、丽江即将下达，计划2025年建成投运：2025年，红河、临沧、怒江、德宏、西双版纳、迪庆、曲靖二期，计划2026年建成投运；2026年，保山，计划2027年建成投运。 丰下一步计划与展望 省干SPN网络建设（2027年） 拟用技术： 采用基于OXC的OTN光设备+N×100GE的SPN光设备相结合组网。充分利用OTN的长距离和大带宽优势和SPN的高度灵活接入及统计复用功能优势 覆盖范围： OTN覆盖省公司本部，灾备数据中心各个供电局及组网所需的变电站，预计不超过8O个站点。SPN覆盖省公司本部、灾备数据中心、各个供电局及少量枢纽变电站，预计不超过30个站点。 预计成效： 提供省地之间数据中心之间大带宽、低时延的算力专网（调度云与边缘集群、南网云与边缘集群）。 提供省地之间大带宽的综合数据网通道：提供省地之间专用的大带宽语音视频通道创建很多的小专网（分布式异地集群，如网管网、视频会议MCU异地集群、软交换系统异地集群等） 时间：2025年开展可行性研究，2026年立项，2027年建成。 丰下一步计划与展望 三、基于SPN技术的差动保护业务承载研究及示范应用项目 基于SPN的小颗粒+CBRE1板卡，开展SPN承载光纤电流差动保护研究，通道高可靠、低延时、低抖动满足继电保护要求， 1个10M小颗粒切片可承载4个E1通道（同源同宿）； 开展基于SPN10M小颗粒通道APS1+1双端倒换及APS1:1自愈环保护通道测试，用于承载光差保护 研究SPN设备基于CBR技术的E1口板卡参数优化方法 >试点2条110kV线路光差保护应用。 丰下一步计划与展望 四、试点SPN硬切片承载地区调度数据网业务 利用SPN硬切片技术优化地区调度数据网结构，双星形结构，大幅度减少核心层、汇聚层路由器的数量，减少投资及降低调度数据网运维难度； 接入层站点调度数据网带宽提升至1G，实际带宽受限于100M的纵向加密认证装置； 基于大带宽的调度数据网通道，后续可开展云边融合的业务应用研究； 丰下一步计划与展望 五、采用SPN硬切片构建电厂专用网络（2027-2028年） 省干SPN和地区SPN结合，即可提供从昆明至全省各地任何一个通光纤的电厂1G的专线通道； 为电厂数字化转型（视频监控、远程运维）提供大带宽的通信通道保障，带领电厂一起进入AI时代。 为电网公司创造收益，提升通信专业在电网各生产专业中的地位。 丰下一步计划与展望 六、采用SPN硬切片构建低功耗无线物联网专用回传网 专用回传网络，安全性达到运营商级别 可接的无线物联网终端不再受安全分区限制 不仅可以给电网使用，亦可提供给电厂使用，甚至系统外； 海量传感器、双模电表、刀闸双确认等。 丰下一步计划与展望 七、利用SPN技术构建超高精度的全网时间同步系统 超高精度时间同步意义： 目前变电站GPS时间同步缺点： 确保电力系统的稳定性和安全性提高电力系统的运行效率；精准计量与控制； 伪同步；·易受干扰，需要配置抗干扰装置。 丰下一步计划与展望 SPN超高精度的全网时间同步方案： SPN光设备可提供超高精度时间同步信号传递。单台SPN设备5ns，20个节点100ns，全网精度可以达到100nS，优于目前变电站采用的GPS时间同步设备（微秒级）。 感谢！Thank You!