無人值班站電力調(diào)度電話實現(xiàn)方案的分析

楊丹青，張學(xué)毅，鄧杰，周美琴

無人值班站電力調(diào)度電話實現(xiàn)方案的分析

楊丹青，張學(xué)毅，鄧杰，周美琴

（湖南工業(yè)大學(xué) 電氣與信息工程學(xué)院，湖南 株洲 412007）

針對無人值班變電站調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)雙網(wǎng)絡(luò)建立和PCM（脈沖編碼調(diào)制）設(shè)備作用弱化的現(xiàn)狀，結(jié)合電力調(diào)度交換機(jī)組網(wǎng)情形，提出電力調(diào)度3種實現(xiàn)方案。并對各種方案的優(yōu)越性、應(yīng)用場景和實施情況以及投資進(jìn)行了闡述。根據(jù)變電站的具體情況，提出了采用調(diào)度交換機(jī)遠(yuǎn)端模塊和通過IP放號的電力調(diào)度電話實現(xiàn)方式，保障了調(diào)度電話的可靠實施和主備電話的獨(dú)立性，減少了系統(tǒng)配置，節(jié)省了設(shè)備投資。

無人值班站；電力調(diào)度；電話；系統(tǒng)組網(wǎng)

0　引言

國家電網(wǎng)“三集五大”的建設(shè)，大運(yùn)行及調(diào)控一體化的實施使得無人值班智能化變電站已在全國大范圍落地。根據(jù)國家電網(wǎng)公司通用設(shè)計規(guī)定，220kV變電站均為無人值班模式，無人值班站對站內(nèi)設(shè)備提出了更高的要求，二次系統(tǒng)的整合和優(yōu)化更顯重要。

隨著220kV變電站無人值班的實現(xiàn)，站內(nèi)不設(shè)常駐人員，站內(nèi)調(diào)度電話數(shù)量急劇減少。目前國內(nèi)絕大部分無人值班站取消了調(diào)度交換機(jī)的配置，調(diào)度電話的實現(xiàn)方式是通過PCM遠(yuǎn)端放號的方式，該方式設(shè)備繁多，投資高，管理維護(hù)復(fù)雜，與無人值班變電站的管理模式不相適應(yīng)。本文重點論述在新的時期，隨著調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)雙網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，在取消PCM設(shè)備情況下，如何實現(xiàn)220kV無人值班站電力調(diào)度電話遠(yuǎn)端放號。

1　220kV無人值班站電力調(diào)度電話實現(xiàn)方式及問題

1.1220kV無人值班站電力調(diào)度電話實現(xiàn)現(xiàn)狀

目前全國無人值班站基本均不配置調(diào)度交換機(jī)，絕大部分都是采用PCM放小號的方式實現(xiàn)調(diào)度電話遠(yuǎn)端放號，部分省市也有采用在無人變電站配置遠(yuǎn)端調(diào)度臺的方式。根據(jù)調(diào)度管理規(guī)定，220kV無人值班站屬于“省調(diào)”、“地調(diào)”以及集控站集控。根據(jù)調(diào)度管理關(guān)系，220kV無人值班站必須具備3主3備的調(diào)度電話，為了保證主備調(diào)度電話的獨(dú)立性，至少需要配置2套PCM設(shè)備。

1.2存在問題

目前無人值班站不配置調(diào)度交換機(jī)，通過PCM設(shè)備把調(diào)度電話延伸到各個變電站。利用PCM傳輸調(diào)度電話，在實際應(yīng)用中存在如下問題：

（1）隨著調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)雙網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，遠(yuǎn)地專線取消，PCM設(shè)備承載的業(yè)務(wù)越來越局限于語音通信，相對而言，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的投資大。

（2）數(shù)字程控交換設(shè)備接口全部通過音頻配線架配線，接線復(fù)雜，通道互相不能監(jiān)測，轉(zhuǎn)換設(shè)備復(fù)雜。

（3）每個PCM占用一個單獨(dú)的2M話路，在整個通信的過程中均不釋放，造成了通信資源的浪費(fèi)。傳輸過程中需要較寬的頻帶，設(shè)備也復(fù)雜。在電話交換網(wǎng)絡(luò)中仍然采用PCM編碼方式，無法適應(yīng)各種多媒體業(yè)務(wù)的應(yīng)用[1]。

圖1　電力調(diào)度交換組網(wǎng)圖Fig.1　Electric power dispatching exchange network

1.3電力調(diào)度交換網(wǎng)現(xiàn)狀

目前各省電網(wǎng)公司已建成覆蓋全省直調(diào)廠站的統(tǒng)一信令、統(tǒng)一編號、統(tǒng)一管理的調(diào)度交換網(wǎng)。據(jù)了解，湖南省調(diào)度交換網(wǎng)采用分層匯接方式，交換中心設(shè)在湖南省調(diào)、地調(diào)匯接交換中心，直調(diào)廠站及集控站做為一般交換站兩點接入地區(qū)匯接交換中心，交換中心和地區(qū)匯接中心配置雙機(jī)冗余系統(tǒng)，各級采用2M中繼匯接，信令方式采用Q信令。對于無人值班站則通過PCM設(shè)備由二線方式分別接入集控站和地調(diào)調(diào)度交換機(jī)，實現(xiàn)無人值班站至集控站、地調(diào)和省調(diào)的調(diào)度直通電話，電力調(diào)度交換網(wǎng)組網(wǎng)如

2　調(diào)度電話的解決方案

由于調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)雙網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，遠(yuǎn)地專線取消，PCM設(shè)備僅傳輸幾路調(diào)度電話。根據(jù)PCM設(shè)備工作原理，PCM設(shè)備需成對配置。根據(jù)了解，電力系統(tǒng)應(yīng)用的PCM設(shè)備單價基本都在5～7萬元之間，這種方式造成了變電站調(diào)度電話實現(xiàn)成本較高。

結(jié)合通信技術(shù)的發(fā)展，以及對電力調(diào)度交換網(wǎng)絡(luò)的收資調(diào)研，我們研究了以下3種方式，解決變電站取消PCM后調(diào)度電話實現(xiàn)問題。

2.1采用調(diào)度軟交換系統(tǒng)方式

軟交換是多種邏輯功能實體的集合，是下一代網(wǎng)絡(luò)中語音/數(shù)據(jù)/視頻業(yè)務(wù)呼叫、控制、業(yè)務(wù)提供的核心設(shè)備，也是目前電路交換網(wǎng)向分組網(wǎng)演進(jìn)的主要設(shè)備之一。軟交換的主要設(shè)計思想是業(yè)務(wù)/控制與傳送/接入分離，各實體之間通過標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議進(jìn)行連接和通信。這種集中控制、分散接入的架構(gòu)使得在軟交換網(wǎng)絡(luò)上提供的業(yè)務(wù)能夠?qū)崿F(xiàn)更大范圍的覆蓋[3]。

軟交換系統(tǒng)組網(wǎng)如圖2，整個系統(tǒng)的承載網(wǎng)絡(luò)以IP網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，可以充分利用IP網(wǎng)絡(luò)的成熟性和靈活性，采用在數(shù)據(jù)網(wǎng)中劃分專用的VPN方式保障通道的可靠性。由于軟交換系統(tǒng)是承載在IP網(wǎng)絡(luò)中，無人值班站采用IP話機(jī)接入或通過接入網(wǎng)關(guān)接入模擬電話，接入綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)或者調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)中即可，接入更靈活。

圖2　軟交換系統(tǒng)組網(wǎng)示意圖Fig.2　The soft exchange system networking

軟交換調(diào)度系統(tǒng)可以按地區(qū)劃分調(diào)度域，每個調(diào)度域內(nèi)根據(jù)需要設(shè)置主、備兩套軟交換設(shè)備，利用綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)將終端延伸至各個調(diào)度點，有調(diào)度席位的站點設(shè)置多媒體調(diào)度臺，無人值班站配備IP話機(jī)或者IP視頻話機(jī)，調(diào)度域內(nèi)所有終端均可以同時登錄到主備兩套系統(tǒng)，實現(xiàn)同時在線，充分提升容災(zāi)能力。各域之間還可以實現(xiàn)交叉?zhèn)浞?，進(jìn)一步提升系統(tǒng)的可靠性[4]。

結(jié)合電力調(diào)度組網(wǎng)模式，還可以將調(diào)度軟交換系統(tǒng)與傳統(tǒng)的電路交換系統(tǒng)結(jié)合，在各地調(diào)調(diào)度交換機(jī)上配置中繼網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)與原有電路交換話音業(yè)務(wù)的互通，利用軟交換系統(tǒng)的優(yōu)勢，擴(kuò)充原有調(diào)度交換網(wǎng)的功能。將軟交換調(diào)度系統(tǒng)與電路交換調(diào)度系統(tǒng)結(jié)合后，除提供基本語音外，配合軟交換調(diào)度終端可提供視頻調(diào)度和數(shù)據(jù)調(diào)度業(yè)務(wù)（如即時消息、文件傳輸、電子白板、同步瀏覽等）[5]。

2.2通過集控站放遠(yuǎn)端模塊方式

由于軟交換調(diào)度系統(tǒng)的建設(shè)需要全調(diào)度域統(tǒng)一部署，是一個系統(tǒng)工程，建設(shè)周期長。如何能夠快速地滿足單個站點取消PCM時調(diào)度電話的實現(xiàn)，需要研究一個切實可行的方式。并且由于調(diào)度電話的重要性，各級調(diào)度均需要配置至少一主一備兩路調(diào)度電話，軟交換系統(tǒng)只能實現(xiàn)其中一路電話的放號，另一路調(diào)度電話若仍然采用傳統(tǒng)方式，PCM的應(yīng)用將不可避免，這種方式還是不能完全解決無人值班站完全取消PCM的要求，因此必須考慮另一種實現(xiàn)無人值班站調(diào)度電話放號的解決方案，形成一種互備的實現(xiàn)方式[6]。

基于遠(yuǎn)端模塊實現(xiàn)無人值班站調(diào)度電話實現(xiàn)方案如圖3。在無人值班站配置一個調(diào)度交換機(jī)遠(yuǎn)端模塊，通過光傳輸設(shè)備2M接口接入地調(diào)或者集控站調(diào)度交換機(jī)，通過遠(yuǎn)端模塊給無人值班站放號。遠(yuǎn)端模塊可提供8、16、32等路電話的接入，完全能滿足無人值班站調(diào)度電話的需求[7]。

該方式只需在調(diào)度交換機(jī)上增加一塊2M數(shù)字接口板，在無人值班站配置一個遠(yuǎn)端模塊，費(fèi)用合計約2.5萬元，遠(yuǎn)低于PCM實現(xiàn)遠(yuǎn)端放號方式的投資（約12萬元），并且減少了PCM環(huán)節(jié)，增加了通道穩(wěn)定性，適合一般變電站調(diào)度電話的實施。

2.3基于電路交換的IP放號方式

作為對現(xiàn)有以電路交換為主的通信專網(wǎng)的補(bǔ)充，通過網(wǎng)關(guān)設(shè)備實現(xiàn)IP數(shù)據(jù)網(wǎng)與PSTN網(wǎng)互聯(lián)互通，建立多業(yè)務(wù)的VOIP綜合平臺，可以在IP數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，利用現(xiàn)有的電路交換設(shè)備，通過擴(kuò)展，實現(xiàn)遠(yuǎn)端IP放號，滿足遠(yuǎn)端站點取消PCM的要求[8]。

根據(jù)產(chǎn)品特點可選擇內(nèi)置數(shù)字中繼網(wǎng)關(guān)或外置數(shù)字中繼網(wǎng)關(guān)。配置內(nèi)置網(wǎng)關(guān)板，可以提供PSTN網(wǎng)絡(luò)與IP網(wǎng)絡(luò)信令流和媒體流的轉(zhuǎn)換。配置外置數(shù)字中繼網(wǎng)關(guān)，采用PRI信令與PBX聯(lián)網(wǎng)，從而實現(xiàn)IP網(wǎng)絡(luò)與PBX的通信選配，利用率高，設(shè)備性價比高。通過數(shù)字中繼網(wǎng)關(guān)可以實現(xiàn)IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)端放號。

該方式在調(diào)度交換機(jī)上配置數(shù)字中繼網(wǎng)關(guān)，在無人值班站配置綜合接入設(shè)備，通道利用光傳輸系統(tǒng)的MSTP FE通道。該方案具有如下特點：

（1）基于調(diào)度交換機(jī)交換平臺，即插即用，將調(diào)度交換機(jī)平滑升級為IP-PBX。

（2）利用光傳輸系統(tǒng)M STP FE通道，通道可靠性高，并且節(jié)省了組建數(shù)據(jù)網(wǎng)的費(fèi)用。

（3）減少通過PCM設(shè)備音頻線轉(zhuǎn)接環(huán)節(jié)，所有數(shù)據(jù)的傳輸和維護(hù)都通過IP網(wǎng)絡(luò)，實施方便快捷。

（4）內(nèi)置網(wǎng)關(guān)通過交換機(jī)背板取電，保證產(chǎn)品運(yùn)行更加穩(wěn)定可靠。

無人值班站增加一臺綜合接入設(shè)備，電話組織靈活，接入環(huán)節(jié)少，采用傳統(tǒng)的模擬話機(jī)，接入方便、投資省[9]。

圖3　基于遠(yuǎn)端模塊實現(xiàn)無人值班站調(diào)度電話方案示意圖Fig.3　Based on the remote modu le to realize the una ttended　station　dispatching　telephone

圖4　利用IP數(shù)據(jù)網(wǎng)實現(xiàn)IP遠(yuǎn)端放號示意圖Fig. 4　The use of IP data network to realize remote IP number allocation schemes

圖5　通過MSTP　FE網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)IP放號示意圖Fig.5　Through the MATP FE network IP number a llocation

按目前價格，該方式整個投資為數(shù)字中繼網(wǎng)關(guān)2萬元，綜合接入設(shè)備1萬元，合計3萬元就能實現(xiàn)16路模擬電話的接入。相對于采用PCM設(shè)備放小號費(fèi)用12萬元要節(jié)省很多。因此采用IP放號的

3　結(jié)論

方式是解決無人值班站調(diào)度電話比較合適的一種方式。

本文闡述了在220kV無人值班站完全取消PCM裝置后3種調(diào)度電話的實現(xiàn)方式，對各種實現(xiàn)方式的系統(tǒng)原理、優(yōu)越性和適應(yīng)范圍進(jìn)行了分析。

采用軟交換方式是一個系統(tǒng)的工程，是未來的一個發(fā)展方向，與傳統(tǒng)的電路交換網(wǎng)絡(luò)結(jié)合后，可構(gòu)建一套完整的調(diào)度交換體系。軟交換實施需要建立軟交換核心平臺，建立健全的IP數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)結(jié)合系統(tǒng)規(guī)劃，全網(wǎng)統(tǒng)籌考慮，不適合單個變電站獨(dú)立建設(shè)。另外兩種實現(xiàn)方式都是基于現(xiàn)有的電路交換基礎(chǔ)上，實施均很方便，建設(shè)成本也較低，系統(tǒng)組織簡單，配置靈活，無論是整個系統(tǒng)建設(shè)還是單個站點的接入均很方便。建議無人值班站取消調(diào)度交換機(jī)和PCM后，可采用遠(yuǎn)端模塊和IP放號的方式實現(xiàn)雙路調(diào)度電話。一般集控站可采用IP放號的方式解決調(diào)度電話和對所控站點的語音調(diào)度[10]。

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The Unattended Station Analysis of Electric Power Dispatching Telephone Implementation Scheme

YANG Dan-qing, ZHANG Xue-yi, DENG Jie, ZHOU Mei-qin
(School of Electrical and Information Engineering, Hunan University of Technology, Zhuzhou Hunan 412007,China)

For the unattended substation dispatching data network, double netw ork building, and the current situation of the PCM(pulse code modulation)equipment function weakened, combining with the electric power dispatching exchange network, we put forward three kinds of electric power dispatching scheme And the advantages, application scenarios, and investment of various schemes are described in this paper. According to the specific situation of the substation, switch remote module and through the IP number allocation w ay of the realization of the electric power dispatching telephone are proposed to guarantee the reliable im plementation of dispatching telephone and advocate for the independence of the telephone, at the same time, reduced the system configuration, and save equipment investment.

The unattended station; Electric power dispatching; Phone; System network

10.3969/j.issn.2095-6649.2015.09.005

YANG Dan-qing, ZHANG Xue-yi, DENG Jie, et al. The Unattended Station Analysis of Electric Power Dispatching Telephone Implementation Scheme[J]. The Journal of New Industrialization, 2015, 5(9): 26-30.

湖南省自然科學(xué)基金項目（2013GK3033）

楊丹青（1991-），女，江西景德鎮(zhèn)人，在讀研究生，主要研究方向：電工理論與新技術(shù)；張學(xué)毅（1966-），男，湖南益陽人，教授，主要研究方向：電工理論與新技術(shù)。

本文引用格式：楊丹青，張學(xué)毅，鄧杰，等.無人值班站電力調(diào)度電話實現(xiàn)方案的分析[J]. 新型工業(yè)化，2015，5（9）：26-30