一、需求分析　　

我局调度自动化系统通信一直依赖电力载波，虽有专用、稳定之优点，但其设备复杂投资大、通信速率低且不易维护，因其完全依付于电网主架构，可靠性由电网状态决定，结果往往电网故障时电力载波也受其制而不通。近年来受惠于农网改造电力系统发展迅速，但系统通信状况确没有大的改善，成为制约我电网现代化进程的主要问题。　　

为改变此状况，我们进行过其它通信方式的尝试，结果是：无线扩频无绕射能力不适用我地域山区通信而失败，光纤通信因需400多万元的投资对我系统来讲过于奢侈难以实施。　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2005年省公司为满足系统信息化建设需求，推出了“县乡通”工程，采用虚拟专用网络（VPN）技术为县局和乡所之间组建以太通信网。借此契机我局“县乡通”工程扩展到了各变电站，组建了覆盖全县18个乡所、9座35KV变电站以及局培训中心的VPN以太网，为生产营销、系统通讯、职工教育提供了可靠的技术保障。但还能否利用VPN信道进行远动实时通信成为我们关注的新问题。　　

二、远动系统VPN信道建立方式　　

远动系统数据通信特征为串行异步通信，速率约为300-19.2K波特，因采用双工串行流数据，主从两个节点之间须有端到端的物理链路，独占专用信道，属于实时通信方式。为保证调度自动化系统的安全，要求信道安全、稳定、可靠、误码率低。　　

我局虚拟专用网（VPN）是租用移动公司的光纤信道，通过隧道技术在公用网络中仿真建立的虚拟专用以太网络，带宽为　2M　，采用开放式公用信道，网上流通的是符合TCP/IP协议的数据包，属事务通信方式。系统要求信道安全、高速、可靠、丢包（IP数据包）率低。　　

在以太网络中，任意两个节点之间没有远动专网所需的端到端的物理链路，无法支持串行异步数据通信，不能直接用于远动系统通信。但如果采用数据封装变换技术，对远动终端的串行数据流分割改造，装配成符合TCP/IP协议的IP数据包，通过虚拟网传送至SCADA系统主站端，再依据其所包含的数据源IP地址信息，重新还原装配成对应各个虚拟COM口的串行异步数据流。从而可在虚拟专用网（VPN）中再虚拟数条端到端的仿真串行通道，达到在VPN中进行远动实时通信的目地。　　

　　　　　　“串口服务器”的技术特性，正可满足我远动系统构筑虚拟数据通信网络的需求。它是近年来在自动化领域为解决远程控制问题而催生的一种依托以太网进行实时数据通信的技术设备，它内部有CPU、RAM、OS，并封装了数据处理、协议转换软件，工作方式高度透明，可方便地在串口和以太网口之间建立全双工数字信道，可利用英特网将RS-232串行数据的通信距离从十几米延申至无限远。　　

在各变电站远动终端RS-232接口与VPN终端(221)之间装设“串口服务器”进行协议转换，实现虚拟网（VPN）的接入。在企业MIS网络中增配路由器，用于局域网与SCADA网络联接。在主站端前置机上配置数据转换软件，采用源IP地址与COM端口映射方式，完成各远动终端串行数据装配，最终构成如下图所示的VPN远动通信系统。　　

三、技术性能评价　　

1、安全可靠　　

我局采用北电VPN路由设备，利用隧道技术，数据加解密技术、设备身份认证技术等构筑的虚拟专用网络，对内外用户高度透明。因所有软件、协议均封装固化在设备中，也不惧病毒。具有安全、可靠、高速、稳定等特性，完全可保证各类信息的安全传输。　　

采用路由器实现局域网与调度自动化系统网络的联接，在路由器策略配置中，可设定远动系统专用路由，屏蔽所有MIS用户IP，使SCADA网络对其外用户完全透明，从根本上防止其它干扰。　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 禁止所有乡站用户联接调度网络                 禁止调度网络联接乡站MIS网络　　

允许各站远动终端联接调度网络                 允许调度网络联接各站远动终端　　
 
　　　　　因“串口服务器”是基于IP的通用网络设备，可方便对其运行状态进行远程监控，进一步增强了运行维护手段，提高了系统可靠性。　　

VPN远动信道无需原系统的前置设备，SCADA系统主站端仍可保留原载波信道，调制解调设备，采用双通道冗余配置，可进一步提高系统通信的可靠性。　　

2、高速稳定　　

我局VPN信道通信介质是光纤，抗干扰能力强，受环境影响极小，因其架构不依附于我电力系统独立运行，电网运行状态对其影响甚微，运行稳定可靠。　　

因VPN远动通信方式为调度主站端和各变电站终端间建立了端到端的高速数字通道，从而舍去了模数转换、调制解调等高失误率的数据准备过程，减少了信息出错慨率，进一步提高了电网监控系统的反应速度。　　

目前各站VPN网络带宽为2048K，远动系统通信所需带宽约为10K，对我MIS系统影响甚微。利用VPN远动信道还可为调度自动化系统增设变电站视频监控、电网潮流分析....,等其它电网监测控制管理功能。　　

3、灵活方便　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 终端站串口服务器配置             主站端虚拟 COM口配置　　
 
　　　　　　　　　　　“串口服务器”是通用的基于IP的网络设备，它内部固化封装了通信协议和转换软件，安装维护简单，仅需配置IP地址即可立即联网进行远程数据通信。主站端数据转换软件因是采用IP地址与COM端口映射方式完成各远动终端数据通信，可方便地按需为主系统扩充不超过256个的虚拟串口（远动终端），满足SCADA系统扩充需求。

因采用串行仿真通信，远动主站端各应用功能模块数据接入方式并无改变，无须修改应用软件，对现配的SCADA系统影响很少，系统稍作配置即可满足运行需求。　　

4、费效比高　　

VPN远动通信系统是依托乡站“虚拟以太网络”构筑的专用通信网。因是对现存网络的功能拓展，只需扩充部分协议转换设备，故投资极低，施工周期极短，费效比极高，约是光纤信道投资的百分之一。　　

VPN远动通信系统终端为模块化通用设备，安装调试极为简单，通道建设工期不超过二周，且安装调试期间不会影响远动系统正常运行。　　

四、结论   　　

调度自动化系统采用虚拟以太网进行实时通信，颠覆了电力系统多年来形成的远动系统专线通信模式，必将引起相应的技术变革。该方案技术先进、投资少效益高，可操作性强，具有极高的性价比，是改变我远动系统落后的通信状况，促进调度自动化系统的发展的最佳方案。　　

经运行检验，系统状态极佳，误码率极低，维护方便效益显著，为我电网调度自动化系统的安全稳定运行提供了可靠的技术保障。