基于業(yè)務(wù)細(xì)分的配網(wǎng)通信業(yè)務(wù)流量統(tǒng)計方法研究

鄒鐘璐

(廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司東莞供電局，廣東 東莞 523402)

0 引 言

近年來，配電網(wǎng)建設(shè)速度顯著加快。配電網(wǎng)通信作為配電網(wǎng)基礎(chǔ)建設(shè)的重要內(nèi)容，是支撐配電網(wǎng)安全可靠運行的重要保證。配電網(wǎng)通信業(yè)務(wù)流量統(tǒng)計是配網(wǎng)通信規(guī)劃設(shè)計和設(shè)備選型的重要依據(jù)，也是配網(wǎng)通信業(yè)務(wù)故障分析的關(guān)鍵參考[1-2]。

為準(zhǔn)確統(tǒng)計流量標(biāo)準(zhǔn)值，工業(yè)界和學(xué)術(shù)界開展了大量研究和應(yīng)用。文獻(xiàn)[3]提出了配電通信網(wǎng)中的流量預(yù)測方法，其核心思路是根據(jù)待預(yù)測時段的運行設(shè)備數(shù)估算可能產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息流，并基于預(yù)測值給出了不同業(yè)務(wù)的帶寬分配方案。文獻(xiàn)[4]提出了斷面流量的概念，據(jù)此設(shè)計了業(yè)務(wù)斷面流量分析方法，該方法已在國家電網(wǎng)得到了較為廣泛的應(yīng)用。文獻(xiàn)[5]所提出的智能配電網(wǎng)通信技術(shù)應(yīng)用原則，對每一類應(yīng)用確定了合理的帶寬和流量限制。文獻(xiàn)[6]在IEC61850標(biāo)準(zhǔn)框架下，提出了配網(wǎng)自動化業(yè)務(wù)的通信流量統(tǒng)計方法。文獻(xiàn)[7]根據(jù)通信業(yè)務(wù)內(nèi)容，給出了智能配用電通信網(wǎng)業(yè)務(wù)流量計算方法，該方法考慮了不同業(yè)務(wù)的流量要求，但是沒有考慮不同業(yè)務(wù)之間的冗余度和并發(fā)性。

針對配電網(wǎng)通信業(yè)務(wù)流量統(tǒng)計這一問題，本文首先細(xì)致地介紹了配電網(wǎng)通信業(yè)務(wù)的范圍和內(nèi)容，分析了不同類型業(yè)務(wù)的自身特點；在此基礎(chǔ)上結(jié)合不同類型業(yè)務(wù)的實際特點，提出了基于業(yè)務(wù)細(xì)分的配電網(wǎng)通信業(yè)務(wù)斷面流量統(tǒng)計方法，最后基于某供電局實際應(yīng)用情況證明了本文所提出方法的有效性。

1 配網(wǎng)通信業(yè)務(wù)分析

1.1 配網(wǎng)業(yè)務(wù)分類

配電網(wǎng)通信業(yè)務(wù)隨著配電網(wǎng)運行管理精益化水平的提升而不斷擴展。根據(jù)各項承載業(yè)務(wù)與配電網(wǎng)運行的緊密程度，可以將配電網(wǎng)通信業(yè)務(wù)劃分為基礎(chǔ)業(yè)務(wù)和擴展業(yè)務(wù)兩大類[8-9]21，如圖1所示。基礎(chǔ)業(yè)務(wù)是配電網(wǎng)運行不可或缺的基礎(chǔ)性業(yè)務(wù)，必須保證實時可靠運行，典型的基礎(chǔ)業(yè)務(wù)包括所承載的自動化系統(tǒng)業(yè)務(wù)、監(jiān)控系統(tǒng)業(yè)務(wù)；擴展業(yè)務(wù)是配電網(wǎng)精益管理的支撐業(yè)務(wù)，用于提升配電網(wǎng)運行水平，典型的擴展業(yè)務(wù)包括所承載的地區(qū)電源監(jiān)視業(yè)務(wù)、電能質(zhì)量檢測業(yè)務(wù)。

需要特別說明的是，基礎(chǔ)業(yè)務(wù)和擴展業(yè)務(wù)是相對的，隨著配電網(wǎng)運行的發(fā)展，部分業(yè)務(wù)可能出現(xiàn)整合，部分業(yè)務(wù)的重要性可能大幅提升等。

圖1 配網(wǎng)通信業(yè)務(wù)分類圖

1.2 配網(wǎng)業(yè)務(wù)特點

1)基礎(chǔ)業(yè)務(wù)

配網(wǎng)通信基礎(chǔ)業(yè)務(wù)所涉及的自動化系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)業(yè)務(wù)，對傳輸質(zhì)量和可靠性要求較高。配網(wǎng)自動化系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)是配電網(wǎng)調(diào)度運行的決策依據(jù)和控制手段，相當(dāng)于調(diào)度員的“眼睛”和“四肢”，其業(yè)務(wù)功能包括設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)采集、控制信號傳輸?shù)萚9]22-23。

2)擴展業(yè)務(wù)

配網(wǎng)通信擴展業(yè)務(wù)所涉及的電源監(jiān)視系統(tǒng)和電能質(zhì)量檢測等，是為了提升配電網(wǎng)運行水平而承載的系統(tǒng)業(yè)務(wù)，對可靠性要求相對較低[10]。

2 配網(wǎng)通信業(yè)務(wù)流量統(tǒng)計方法

2.1 業(yè)務(wù)斷面的定義

配電網(wǎng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)根據(jù)業(yè)務(wù)的類型的不同分別通過不同的通信網(wǎng)絡(luò)傳遞。一般而言，生產(chǎn)信息類業(yè)務(wù)均承載于調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)，而業(yè)務(wù)管理類信息承載于綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)。所謂業(yè)務(wù)斷面，指的是兩個通信節(jié)點間所有傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)總和。

如圖2所示，配網(wǎng)通信業(yè)務(wù)的母節(jié)點為地區(qū)主站，在縣設(shè)置子站。由各子站與所在地變電站相連，各變電站所承載的不同類型業(yè)務(wù)分別匯聚至變電站后，依次上送至縣級子站、地區(qū)主站。其中，a31、a32、a33、a34、a35分別為各變電站的配電自動化、電能質(zhì)量檢測、分布式電源監(jiān)視、配電監(jiān)控及其他業(yè)務(wù)的通信傳輸斷面，a1、a2分別為地區(qū)主站與縣級子站、縣級子站和各變電站的通信傳輸斷面。

圖2 配網(wǎng)通信業(yè)務(wù)斷面結(jié)構(gòu)

2.2 不同業(yè)務(wù)斷面流量統(tǒng)計方法

1)配電自動化斷面流量

(1)

式中：nk為變電站所需要檢測的設(shè)備數(shù)量；fi為每個設(shè)備所需要檢測的自動化業(yè)務(wù)流量。

2)電能質(zhì)量檢測斷面流量

(2)

3)地區(qū)電源監(jiān)測斷面流量

(3)

式中：n1、n2分別為變電站k的出線數(shù)和出線i對應(yīng)的地區(qū)電源數(shù)量;Ai,j為每個地區(qū)電源的監(jiān)測數(shù)據(jù)量。

4)配網(wǎng)監(jiān)控業(yè)務(wù)斷面流量

(4)

式中：B1、B2、B3分別為視頻、音頻、控制信號的斷面流量。

5)其他業(yè)務(wù)

6)配網(wǎng)通信業(yè)務(wù)斷面流量統(tǒng)計

上述五個方面的斷面流量即為一個變電站所涉及的通信業(yè)務(wù)流量，當(dāng)需要統(tǒng)計整個配網(wǎng)的通信業(yè)務(wù)斷面流量時，則可根據(jù)變電站數(shù)量并考慮一定的冗余性和并發(fā)性對其進(jìn)行統(tǒng)計。

(5)

式中:m為該縣級子站所對應(yīng)的變電站個數(shù);C2、R2分別為不同業(yè)務(wù)的并行率和通信設(shè)計冗余度。

(6)

式中：n為地區(qū)主站下轄的縣級子站數(shù)量;C1、R1為對應(yīng)的通信并行率和冗余度。

3 應(yīng)用實例

3.1 應(yīng)用情況

本文所提出的配網(wǎng)通信業(yè)務(wù)斷面流量統(tǒng)計方法已在某地區(qū)供電局得到了實際應(yīng)用。在應(yīng)用該流量統(tǒng)計方法對全局通信業(yè)務(wù)流量進(jìn)行統(tǒng)計分析時并不需要在每一個站點裝設(shè)實時的流量統(tǒng)計分析設(shè)備，只需要根據(jù)站點的數(shù)據(jù)監(jiān)測情況來自動進(jìn)行計算即可。

統(tǒng)計通信流量標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)信息量如表1所示。

3.2 應(yīng)用效益

表1所示的通信業(yè)務(wù)斷面流量統(tǒng)計是根據(jù)本文所提供的計算方法所計算出來的斷面流量的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)果。但是在實際運行過程中由于通道異常、通信中斷、系統(tǒng)異常、惡意破壞等情況的發(fā)生，實際產(chǎn)生的通信流量會和上述標(biāo)準(zhǔn)值發(fā)生一定差距。據(jù)此電網(wǎng)通信運行人員可以有目的地排查出現(xiàn)通信異常的地區(qū)、變電站和設(shè)備。

更重要的是在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)安全嚴(yán)峻形勢下，依據(jù)表1所示的數(shù)據(jù)內(nèi)容能夠快速定位頻發(fā)的請求信息。由于大量的木馬、黑客攻擊都是具有頻發(fā)請求的特性，因此將實際流量統(tǒng)計與標(biāo)準(zhǔn)值對照即可以發(fā)現(xiàn)其中的異常情況，從而提升網(wǎng)絡(luò)運行的可靠性。

表1 某供電局通信業(yè)務(wù)斷面流量

4 結(jié)束語

本文針對配網(wǎng)通信斷面流量統(tǒng)計問題，深入分析了配網(wǎng)通信承載業(yè)務(wù)的自身特點，設(shè)計了配網(wǎng)通信業(yè)務(wù)通道流量統(tǒng)計方法。該方法為配網(wǎng)通信業(yè)務(wù)實際發(fā)生流量提供了一個標(biāo)準(zhǔn)化對照值，通過對比實際發(fā)生值與統(tǒng)計值，能夠判斷通道故障和可能的網(wǎng)絡(luò)攻擊。