基礎(chǔ)電信運(yùn)營企業(yè)集約化運(yùn)維下的智能電網(wǎng)系統(tǒng)

王　旭，李志鋒，江玉彬，羅　健

(1. 中國移動(dòng)通信集團(tuán)南方基地，廣東 廣州 510640；2. 華信咨詢設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江 杭州 310014；

3. 九江通泰設(shè)備工程有限公司，江西 九江 332900)

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基礎(chǔ)電信運(yùn)營企業(yè)集約化運(yùn)維下的智能電網(wǎng)系統(tǒng)

王旭1，李志鋒1，江玉彬2，羅健3

(1. 中國移動(dòng)通信集團(tuán)南方基地，廣東 廣州 510640；2. 華信咨詢設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江 杭州 310014；

3. 九江通泰設(shè)備工程有限公司，江西 九江 332900)

摘要:文中介紹了某基礎(chǔ)電信運(yùn)營企業(yè)智能電網(wǎng)系統(tǒng)的內(nèi)涵和分層架構(gòu)。通過對(duì)比分析傳統(tǒng)通信電源系統(tǒng)運(yùn)維存在的問題和智能電網(wǎng)的特點(diǎn)，得出智能電網(wǎng)是解決通信電源系統(tǒng)運(yùn)維現(xiàn)存問題的有效方法，符合基礎(chǔ)電信運(yùn)營企業(yè)集約化的運(yùn)維發(fā)展趨勢和要求。

關(guān)鍵詞：運(yùn)維；集約化；動(dòng)環(huán)監(jiān)控；智能電網(wǎng)

0　引　言

近年來，隨著信息通信技術(shù)的進(jìn)步和網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的融合發(fā)展，基礎(chǔ)電信運(yùn)營企業(yè)面向客戶的運(yùn)營轉(zhuǎn)型對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的承載能力、業(yè)務(wù)響應(yīng)能力和用戶服務(wù)能力不斷提出挑戰(zhàn)，通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行維護(hù)水平和運(yùn)營服務(wù)水平直接影響基礎(chǔ)電信運(yùn)營企業(yè)的未來發(fā)展。

中國基礎(chǔ)電信運(yùn)營企業(yè)運(yùn)維發(fā)展的要求和總體趨勢伴隨著通信運(yùn)營市場化的進(jìn)程， 一直處于變中求進(jìn)、進(jìn)中求新的螺旋式上升狀態(tài)，其高度集中的特點(diǎn)和發(fā)展趨勢既符合現(xiàn)代通信運(yùn)營企業(yè)管理精細(xì)化的根本要求，也體現(xiàn)了中國通信行業(yè)的運(yùn)維管理水平、運(yùn)維管理能力已經(jīng)達(dá)到相對(duì)較高的層次[1]。

運(yùn)維管理的高度集中，源于現(xiàn)代通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)等要素與管理體制的綜合驅(qū)動(dòng)。運(yùn)維管理的高度集中，符合國際運(yùn)營發(fā)展趨勢，是企業(yè)集約化、低成本、高質(zhì)量、高效率運(yùn)營的基礎(chǔ)。集約化的運(yùn)維管理，可適應(yīng)通信技術(shù)快速變化、競爭日趨激烈的產(chǎn)業(yè)環(huán)境。

基礎(chǔ)電信運(yùn)營企業(yè)傳統(tǒng)的通信電源系統(tǒng)運(yùn)維體系和技術(shù)已不能適應(yīng)通信行業(yè)高速發(fā)展的需要。以先進(jìn)的通信、計(jì)算機(jī)、設(shè)備及控制等智能化技術(shù)為基礎(chǔ)，以需要為動(dòng)力，以簡潔高效、智能化、集約化為目的的智能電網(wǎng)成為未來發(fā)展的必然趨勢。

1　通信電源系統(tǒng)運(yùn)維存在的問題

通信電源系統(tǒng)在通信系統(tǒng)中處于非常重要的地位，是整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，也是網(wǎng)絡(luò)安全運(yùn)行的保障，因此，通信電源系統(tǒng)的運(yùn)維在整個(gè)通信系統(tǒng)中就凸顯其重要性。

通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的高保障要求電源系統(tǒng)具有高可靠性、高可用度等特性。高可靠性等要求在一定程度上阻礙了通信電源系統(tǒng)及其運(yùn)維中新技術(shù)的應(yīng)用和規(guī)章制度的轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)通信電源系統(tǒng)運(yùn)維體系和技術(shù)存在諸多亟待優(yōu)化、改進(jìn)的地方。

(1)傳統(tǒng)的動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)孤立各監(jiān)視對(duì)象，無法實(shí)施系統(tǒng)監(jiān)測

目前，基礎(chǔ)電信運(yùn)營企業(yè)都通過動(dòng)力及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)各個(gè)獨(dú)立的監(jiān)控對(duì)象進(jìn)行遙測、遙信，實(shí)時(shí)監(jiān)視設(shè)備和環(huán)境狀態(tài)，記錄和處理相關(guān)數(shù)據(jù)等；但缺乏從系統(tǒng)、整體角度考慮，也無法自動(dòng)評(píng)估故障點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)上、下游關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)的影響。

(2)缺乏量化數(shù)據(jù)，沒有全生命周期管理的理念

日常的通信電源系統(tǒng)運(yùn)維管理工作應(yīng)包括機(jī)房空間、電源設(shè)備、能耗等管理，但動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)中并沒有相應(yīng)的管理模塊，缺乏量化的數(shù)據(jù)；同時(shí)，現(xiàn)有運(yùn)維體系中沒有全生命周期管理的理念，無法對(duì)電源設(shè)備、節(jié)能減排等進(jìn)行精細(xì)化管理。例如，在實(shí)施節(jié)能減排項(xiàng)目前后，無法通過當(dāng)前的動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)節(jié)能減排的效果實(shí)施如圖1所示的閉環(huán)管理。

圖1 節(jié)能減排的閉環(huán)管理方法

(3)動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)的被動(dòng)應(yīng)對(duì)、經(jīng)驗(yàn)式管理

從上述圖表的計(jì)算結(jié)果可知，雙排水盲溝中線間距增大，會(huì)引起排水量的少量增加，其中有限元計(jì)算結(jié)果顯示最大增幅為4%，而方法一計(jì)算結(jié)果顯示最大增幅為27%。剩余水頭高度增加幅度稍大，且方法一的計(jì)算結(jié)果明顯大于有限元計(jì)算結(jié)果。另外，有限元結(jié)果顯示：當(dāng)雙盲溝間距大于10～15 m時(shí)，剩余水頭高度的增長趨勢變緩，故在實(shí)際工程中若盲溝間距初步設(shè)計(jì)值大于15 m時(shí)，則可考慮再適當(dāng)增大，以減小工程造價(jià)。

當(dāng)前日常的運(yùn)維工作多是根據(jù)動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)的告警提示實(shí)施被動(dòng)應(yīng)對(duì)和經(jīng)驗(yàn)式管理，這種管理存在弊端。因此，從被動(dòng)應(yīng)對(duì)向主動(dòng)管理轉(zhuǎn)變、從事后處置向事前預(yù)防轉(zhuǎn)變、從經(jīng)驗(yàn)式管理向科學(xué)化管理轉(zhuǎn)變是通信電源系統(tǒng)運(yùn)維適應(yīng)行業(yè)高速發(fā)展，降低系統(tǒng)故障率、提高可用度的必然趨勢。

(4)動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)再利用效率低下

由于安全和穩(wěn)定等要求，當(dāng)前的動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)多屬于封閉的系統(tǒng)；與資產(chǎn)管理、財(cái)務(wù)管理等系統(tǒng)缺乏統(tǒng)一的信息和數(shù)據(jù)平臺(tái)，無法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和互通，導(dǎo)致運(yùn)維效率低下，重復(fù)工作嚴(yán)重。

2　國內(nèi)外智能電網(wǎng)的發(fā)展[2]

2001年，美國電力科學(xué)研究院提出“Intelligrid”(智能電網(wǎng))的概念，并于2003年提出《智能電網(wǎng)研究框架》展開研究；美國能源部隨即發(fā)布Grid 2030計(jì)劃，通過采用先進(jìn)的材料技術(shù)、超導(dǎo)技術(shù)、電力電子技術(shù)，重點(diǎn)研究控制技術(shù)、廣域測量技術(shù)、實(shí)時(shí)仿真技術(shù)、儲(chǔ)能技術(shù)、可再生能源發(fā)電技術(shù)、微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電技術(shù)等，以構(gòu)建全美骨干電網(wǎng)、區(qū)域性電網(wǎng)、地方電網(wǎng)和微型電網(wǎng)(分布式電力系統(tǒng))等多層次的電力網(wǎng)絡(luò)，爭取到2030年建成完全自動(dòng)化、高效能、低投資、安全可靠、靈活應(yīng)變的輸配電系統(tǒng)，以保障大電網(wǎng)的安全性、穩(wěn)定性，提高供電的可靠性及電能質(zhì)量。

2005年歐洲提出類似的“Smart Grid”概念；2006年，歐盟智能電網(wǎng)技術(shù)論壇推出了《歐洲智能電網(wǎng)技術(shù)框架》，認(rèn)為智能電網(wǎng)技術(shù)是保證歐盟電網(wǎng)電能質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)和發(fā)展方向，主要著重于輸配電過程中的自動(dòng)化技術(shù)。

我國在智能電網(wǎng)概念的提出方面雖然稍晚，但之前就在相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域開展了大量的研究和實(shí)踐。2008年11月11日至13日，中美清潔能源合作組織特別會(huì)議召開，在會(huì)上開始使用“智能電網(wǎng)”，并在國內(nèi)統(tǒng)一推廣這一概念，以指導(dǎo)相關(guān)研究的開展。

3　智能電網(wǎng)的內(nèi)涵及特征

廣義的電力系統(tǒng)智能電網(wǎng)包括發(fā)電、輸電、配電、用電等各個(gè)領(lǐng)域，而基礎(chǔ)電信運(yùn)營企業(yè)下的智能電網(wǎng)多指配電與用電環(huán)節(jié)。

基礎(chǔ)電信運(yùn)營企業(yè)集約化運(yùn)維環(huán)境下的智能電網(wǎng)具有智能電網(wǎng)諸如靈活、安全、經(jīng)濟(jì)等通用特征，但由于它作為電信行業(yè)有高可靠性要求的基礎(chǔ)設(shè)施，因而筆者認(rèn)為安全、可靠、智能、高效、綠色、經(jīng)濟(jì)是該領(lǐng)域智能電網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)的根本目標(biāo)。

3.1　智能電網(wǎng)的內(nèi)涵

智能電網(wǎng)是在確保電力系統(tǒng)安全、可靠的前提下，用傳感、嵌入式處理、數(shù)字化通信和信息技術(shù)，將電網(wǎng)信息集成到企業(yè)運(yùn)維流程和應(yīng)用系統(tǒng)中，使電網(wǎng)可監(jiān)測、可控制和自動(dòng)化，從而打造更加安全、可靠、智能、高效、綠色、經(jīng)濟(jì)的電力系統(tǒng)。

3.2　智能電網(wǎng)的特征

智能電網(wǎng)與傳統(tǒng)的動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)相比，具有如下特點(diǎn)。

(1)數(shù)字化程度更高，內(nèi)含各種智能的傳感器、電力設(shè)備、控制系統(tǒng)、應(yīng)用系統(tǒng)等；實(shí)現(xiàn)全面實(shí)時(shí)的監(jiān)視和全系統(tǒng)可監(jiān)測。

(2)基于統(tǒng)一的信息平臺(tái)，能夠自動(dòng)完成數(shù)據(jù)和應(yīng)用的整合；提供先進(jìn)的信息技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)信息的傳輸和集成。

(3)在信息集成的基礎(chǔ)上，進(jìn)行高級(jí)分析，具有輔助決策支持的數(shù)據(jù)分析能力，實(shí)現(xiàn)提高可靠性、降低成本、提高收益和效率的目標(biāo)。

3.3　與傳統(tǒng)動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)的對(duì)比

智能電網(wǎng)系統(tǒng)與傳統(tǒng)動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)在監(jiān)控對(duì)象、決策與控制等方面存在差異，其對(duì)比如表1所示。

表1　智能電網(wǎng)系統(tǒng)與傳統(tǒng)動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)的對(duì)比[3，4，5]

4　功能架構(gòu)

多層架構(gòu)是降低系統(tǒng)復(fù)雜度的有效手段。定義好各層之間的接口，就可以降低系統(tǒng)間的依賴，使得各層的分工更加明確，既可以保證系統(tǒng)良好的擴(kuò)展性，而且在功能模塊的復(fù)用性上也具有明顯的優(yōu)勢。

某基礎(chǔ)電信運(yùn)營企業(yè)的智能電網(wǎng)系統(tǒng)采用五層功能架構(gòu)，如圖2，依次為監(jiān)控層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層和會(huì)話層。

圖2 某智能電網(wǎng)系統(tǒng)功能架構(gòu)

該智能電網(wǎng)系統(tǒng)的各層功能和要求如表2所示。

表2　智能電網(wǎng)系統(tǒng)各層功能和要求

5　結(jié)束語

迄今，國內(nèi)外智能電網(wǎng)已蓬勃發(fā)展，但智能電網(wǎng)在通信行業(yè)的應(yīng)用還處于探索階段。智能電網(wǎng)的特點(diǎn)決定了其在電信集約化運(yùn)維環(huán)境下的應(yīng)用會(huì)越來越廣泛。但為提高資源利用率和網(wǎng)絡(luò)安全，需對(duì)現(xiàn)有動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)向智能電網(wǎng)升級(jí)改造的可行性進(jìn)行論證。

參考文獻(xiàn)：

[1]魯春叢．通信運(yùn)維管理發(fā)展趨勢[J]．中興通訊技術(shù)，2010，16(2)：34-38.

[2]劉振亞．智能電網(wǎng)知識(shí)讀本[M]．北京：中國電力出版社，2010．

[3]YD/T 1363.1-2005，通信局(站)電源、空調(diào)及環(huán)境集中監(jiān)控管理系統(tǒng) 第1部分：系統(tǒng)技術(shù)要求[S]．2005.

[4]YD/T 1363.2-2005，通信局(站)電源、空調(diào)及環(huán)境集中監(jiān)控管理系統(tǒng) 第2部分：互聯(lián)協(xié)議[S]．2005.

[5]YD/T 1363.3-2005，通信局(站)電源、空調(diào)及環(huán)境集中監(jiān)控管理系統(tǒng) 第3部分：前端智能設(shè)備協(xié)議[S]．2005.

通信技術(shù)

Smart Grid System Based on Intensive Operation and Maintenance of Telecom Enterprise

WANG Xu1,LI Zhi-feng1,JIANG Yu-bin2, LUO Jian3

(1.Southern Base of China Mobile Group, Guangzhou 510640, China;

2.Huaxin Consulting and Designing Institute Co., Ltd., Hangzhou 310014, China;

3.Jiujiang Tongtai Equipment Engineering Co., Ltd., Jiujiang 332900, China)

Abstract:Connotation and layered architecture of smart grid of some telecom enterprise are introduced in this paper. Through making a comparative analysis between problems in operation and maintenance of traditional communication power supply system and features of smart grid, it is found that smart grid is an effective method to solve these problems, which accords with requirements and development trend of intensive operation and maintenance of telecom enterprise.

Key words:operation and maintenance; intensive; supervision system for power and environment; smart grid

中圖分類號(hào)：TN86

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3664(2015)02-0087-03