電力應急通信系統(tǒng)建設探討

陳 曦，劉 倩，楊 斌，唐中偉

(國網(wǎng)四川省電力公司德陽供電公司，四川 德陽 618000)

0 引言

應急通信能力是供電企業(yè)在突發(fā)事件和自然災害情況下迅速應對危機、減少損失、穩(wěn)定局勢的重要支撐和基礎手段。以德陽供電公司為例，探索多種技術手段的結合應用來提升供電企業(yè)的應急通信保障能力。

1 傳統(tǒng)應急通信手段

德陽供電公司傳統(tǒng)的應急通信方式主要是借助現(xiàn)有的電力通信手段實現(xiàn)，其特點是設備簡單、組網(wǎng)方式單一、覆蓋范圍小，以及網(wǎng)絡抗災能力較差。傳統(tǒng)的應急通信方式主要由視頻監(jiān)控系統(tǒng)和短波通信系統(tǒng)構成。視頻監(jiān)控系統(tǒng)通過自有的光通信網(wǎng)絡進行傳輸，實現(xiàn)地調監(jiān)控中心與變電站之間的通信；短波通信系統(tǒng)以省公司為核心，各地市公司為節(jié)點進行組網(wǎng)，可實現(xiàn)省級調度與地市調度之間的通信。

1.1 視頻監(jiān)控系統(tǒng)

視頻監(jiān)控系統(tǒng)是提高電網(wǎng)安全監(jiān)測水平及預防電力突發(fā)事件發(fā)生的有效手段。按照省公司統(tǒng)一部署，德陽供電公司建成了視頻監(jiān)控系統(tǒng)，在地調建設了視頻監(jiān)控中心平臺，在各變電站建設了前端系統(tǒng)，從而實現(xiàn)了德陽地區(qū)12 座220 kV 變電站、52座110 kV 變電站及49 座35 kV 變電站的100 %全覆蓋。變電站視頻信息主要是針對變電站集中控制中心對無人值班變電站一定區(qū)域場景的實時監(jiān)視信息，可用性要求為99.9 %，以數(shù)據(jù)通信網(wǎng)為載體傳回至集中控制中心。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建設和運行實現(xiàn)了規(guī)范化管理，保障了人身及電網(wǎng)設備安全。然而，由于視頻監(jiān)控系統(tǒng)依靠光通信網(wǎng)絡傳輸，當出現(xiàn)地震、暴雨等自然災害導致光傳輸網(wǎng)絡中斷的情況下，視頻監(jiān)控系統(tǒng)就無法實現(xiàn)通信。

1.2 短波通信系統(tǒng)

短波通信系統(tǒng)以省公司為核心構建星型網(wǎng)絡結構，覆蓋半徑可達600 km，主要承載語音和數(shù)字報文業(yè)務。德陽供電公司作為四川省電力公司的一個端局，在地調大樓部署了一套短波無線電臺。一個基本的短波通信站由電臺、天線和電源組成。短波電臺的使用只需在當?shù)責o線電管理委員會申請持臺證即可。短波通信具有抗毀能力強、設備簡單、通信距離遠、應用靈活、運行成本低等特點，在應急通信中運用短波通信有著很強的促進作用。但是，短波信道易受多徑衰落和節(jié)點移動的影響，導致短波通信環(huán)境較差，從而顯著影響系統(tǒng)性能。

2 電力應急通信系統(tǒng)建設與應用

由于德陽地處龍門山脈向四川盆地的過渡地帶，清平、縈華、紅白等山區(qū)地處地質活動頻繁地帶，是地震、泥石流等自然災害易發(fā)地帶，因此，加快電力應急通信系統(tǒng)建設是一項必要且緊迫的任務。

2.1 應急通信系統(tǒng)建設

近幾年來，德陽供電公司采用有線與無線技術相結合、專網(wǎng)與公網(wǎng)資源相結合，以及移動設備與固定設施相結合的靈活組網(wǎng)方式，完成了覆蓋變電站無線專網(wǎng)、衛(wèi)星應急便攜站、4G 單兵系統(tǒng)、電力110 對講機、衛(wèi)星電話等的電力通信應急體系建設。應急通信設備在一定地域范圍內可相互支援、統(tǒng)籌使用，同時吸納外部資源，實現(xiàn)了資源共享與優(yōu)勢互補，從而進一步提升了電力通信網(wǎng)絡抵抗自然災害的能力。

2.1.1 變電站無線專網(wǎng)

變電站內傳統(tǒng)應急通信方式主要依靠視頻監(jiān)控系統(tǒng)，但視頻監(jiān)控的應用受覆蓋范圍的限制影響較大，變電站無線專網(wǎng)的建成可以彌補這一空白。在變電站視頻監(jiān)控失效或者未覆蓋的地方，采用無線專網(wǎng)與視頻監(jiān)控系統(tǒng)相輔相成，將變電站內實時畫面?zhèn)鬏斨翍敝笓]中心，從而實現(xiàn)變電站內監(jiān)控全覆蓋。2019 年，德陽供電公司在10 座220 kV 變電站和7 座110 kV 變電站部署了無線專網(wǎng)。

2.1.2 衛(wèi)星應急便攜站

衛(wèi)星通信是電力應急通信系統(tǒng)的重要組成部分，不受地域和時間限制，具有其他通信方式無可替代的優(yōu)勢。德陽供電公司當前配有一套衛(wèi)星應急便攜站，并在此基礎上對衛(wèi)星便攜站進行了“方舟”改造和設備整合，使之更加便于存放和快速部署。

衛(wèi)星應急便攜站通過網(wǎng)關安全接入高清視頻會議系統(tǒng)，采用無線單兵圖傳、集群指揮對講等近程接入方式，結合遠程與近程通信及高速率與高可靠通信，以圖像、語音、數(shù)據(jù)等方式，滿足視頻會商、視頻監(jiān)控、安全督查等業(yè)務需要，具有適應性強、機動性高的特點，可在任意時間、任意地點實現(xiàn)圖像、語音、數(shù)據(jù)等的快速接入。

公司秉承“實用、高效、可靠”和集約化原則，兼顧“平戰(zhàn)結合”，通過統(tǒng)一的資源管理平臺進行高效率管理，平時按照省公司的統(tǒng)一部署，每月開展衛(wèi)星應急通信系統(tǒng)演練；非應急狀態(tài)下，運用衛(wèi)星應急通信系統(tǒng)承擔偏遠廠站調度電話、自動化生產業(yè)務以及重點基建工程施工現(xiàn)場的視頻監(jiān)控傳輸任務，充分利用衛(wèi)星帶寬資源，為公司的生產和基建提供安全支撐和輔助服務，促進投資利益最大化。

2.1.3 4G 單兵系統(tǒng)

4G 單兵系統(tǒng)的終端設備通過公網(wǎng)與客戶端通信。德陽供電公司目前有4G 單兵設備31 套，分別部署在公司應急指揮中心、各級縣公司和生產中心。4G 單兵系統(tǒng)體積小，便于攜帶，具有快速機動反應能力，對于部分地理條件不便、難以架設有線通信及遠離衛(wèi)星通信站的地區(qū)，可靈活移動地開展視頻監(jiān)控，并將實時視頻數(shù)據(jù)傳回應急指揮中心。但是，4G 單兵系統(tǒng)要借助公網(wǎng)傳輸通道，在一些公網(wǎng)信號未覆蓋的偏僻區(qū)域仍無法使用。

2.1.4 電力110 網(wǎng)絡

結合德陽地區(qū)的地形來看，清平、縈華、紅白等山區(qū)自然災害發(fā)生頻率較高，而公網(wǎng)尚未覆蓋這些區(qū)域，當有突發(fā)狀況時，大型工程車輛很難到達現(xiàn)場，此時可使用對講機快速建立通信。

德陽供電公司經(jīng)過與德陽市公安局積極協(xié)商，依托公安系統(tǒng)現(xiàn)有的350 M 集群網(wǎng)絡，通過劃分專用頻段，構建了電力110 網(wǎng)絡，共部署了60 臺對講機。采用電力110 網(wǎng)絡可以在偏遠地區(qū)實現(xiàn)語音通信和實時定位功能，傳輸距離可達上百千米，彌補了公網(wǎng)的空白。電力110 對講機成本低，便于攜帶，可作為衛(wèi)星應急便攜站的補充通信手段，有助于迅速到達現(xiàn)場，建立語音通信和人員定位。

2.1.5 衛(wèi)星電話

衛(wèi)星通信系統(tǒng)覆蓋范圍廣，通信距離遠，通信質量好，服務無盲區(qū)，安全而可靠，有助于彌補現(xiàn)有衛(wèi)星便攜站、4G 單兵系統(tǒng)、電力110 網(wǎng)絡等覆蓋面不足的問題，在上述通信方式均失效的情況下，可采用衛(wèi)星電話實現(xiàn)語音通信和人員定位。

德陽供電公司電力應急通信系統(tǒng)采用有線與無線技術相結合、專網(wǎng)與公網(wǎng)資源相結合、移動設備與固定設施相結合的靈活組網(wǎng)方式，在優(yōu)化通信運行方式和資源合理配置的同時，積極與其他運營商、公安網(wǎng)絡等機構開展有效合作，通過資源互換，實現(xiàn)資源優(yōu)勢互補，電路互為備用，構建內外混合型電力通信網(wǎng)絡構架，從而實現(xiàn)網(wǎng)絡結構優(yōu)化和安全能力提升，增強電力通信保障和抗風險能力。

2.2 應急通信系統(tǒng)應用

(1) 應急通信培訓常態(tài)化。應急通信培訓和演練是提升應急通信保障能力及現(xiàn)場搶險救援人員實戰(zhàn)技能的有效途徑。為建設形成協(xié)同力強、可靠性高、反應迅速的綜合通信保障體系，公司認真組織衛(wèi)星通信、移動通信、傳輸網(wǎng)絡、音視頻系統(tǒng)等培訓，采取課堂講授、案例教學、實地操作、模擬演練、專題研討等多種手段相結合的方式，促進了團隊的知識技能水平和綜合業(yè)務素質提升。

(2) 應急通信系統(tǒng)演練常態(tài)化。及時更新系統(tǒng)設備相關的技術資料及崗位管理相關的工作標準等；將《德陽供電公司應急通信系統(tǒng)運行管理規(guī)定》和《德陽供電公司應急通信系統(tǒng)操作及演練規(guī)定》等要求落實到通信人員的日常工作習慣中；常態(tài)化開展隱患排查與整改、系統(tǒng)性能評估與優(yōu)化，確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定優(yōu)質運行；定期參加省公司組織的衛(wèi)星系統(tǒng)應急演練，并且每年參加德陽公司防災減災綜合應急演練。

3 結束語

電力應急通信系統(tǒng)因機動性強，便于在救援現(xiàn)場構建無線專網(wǎng)，以背負式融合指揮系統(tǒng)為核心，通過衛(wèi)星應急便攜站、衛(wèi)星電話、4G 單兵等應急通信設備將各個搶險畫面實時傳回至指揮部，同時將指揮部的指令及時下達至前方搶險現(xiàn)場，為搶險救災指揮提有力支撐。

但是，德陽供電公司應急通信系統(tǒng)的4G 單兵、對講機等大多借助公網(wǎng)和其他專網(wǎng)，使用限制較多，有被關閉風險，后續(xù)公司將考慮在自有資源的基礎上擴展建設屬于自己的專網(wǎng)，以“打造天地空立體通信網(wǎng)”為目標，運用短波通信系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、4G 單兵、電力110 對講機、衛(wèi)星電話等混合組網(wǎng)，對運營商網(wǎng)絡、專網(wǎng)、衛(wèi)星網(wǎng)絡進行鏈路聚合，實現(xiàn)覆蓋后方指揮中心、前方指揮部和第一現(xiàn)場的三級通信保障。