新形勢(shì)下電力通信網(wǎng)運(yùn)維管理方式

李錦冬

（安徽電信規(guī)劃設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司網(wǎng)絡(luò)院，安徽 合肥 230031）

1 國(guó)內(nèi)電力通信網(wǎng)運(yùn)維發(fā)展現(xiàn)狀及問(wèn)題分析

1.1 目前電力通信網(wǎng)建設(shè)發(fā)展的發(fā)展過(guò)程及現(xiàn)狀

我國(guó)電力通信網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，在承載方式和硬件配置層面有了翻天覆地的變化。電力通信網(wǎng)作為專(zhuān)業(yè)性和安全穩(wěn)定性要求極高的網(wǎng)絡(luò)，其發(fā)展過(guò)程中的轉(zhuǎn)變包括4 個(gè)方面。

（1）從縱橫交換方式到程控交換方式。通過(guò)程控交換機(jī)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的方式，對(duì)端口數(shù)據(jù)包進(jìn)行存儲(chǔ)和循環(huán)冗余碼校驗(yàn)檢查。當(dāng)遇到錯(cuò)誤數(shù)據(jù)包時(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)包的源IP 地址、目的IP 地址及五元組進(jìn)行校驗(yàn)核對(duì)，大大提高網(wǎng)絡(luò)性能，同時(shí)支持高速端口和中低速端口的無(wú)縫切換。

（2）從寬帶網(wǎng)絡(luò)交互到無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)交互。無(wú)線(xiàn)Wi-Fi 和5G 技術(shù)的發(fā)展解決了無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)延遲高、穩(wěn)定性差的問(wèn)題，通過(guò)重要場(chǎng)所無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的全面覆蓋，大大增強(qiáng)了電力通信網(wǎng)的便捷性和可拓展性。

（3）從明線(xiàn)布置承載到光纖傳輸承載。目前的光纖技術(shù)已經(jīng)可以達(dá)到萬(wàn)兆速率傳輸，同時(shí)大量應(yīng)用光傳送網(wǎng)（Optical Transport Network，OTN）傳輸設(shè)備，具有抗電磁干擾、傳輸速率高、信號(hào)穩(wěn)定等特點(diǎn)。

（4）從硬件為主要特征到高度依賴(lài)軟件技術(shù)。通過(guò)提高軟件的應(yīng)用適配度，更充分發(fā)揮硬件設(shè)備的性能和保障傳輸過(guò)程中的安全性[1]。電力通信網(wǎng)發(fā)展歷程如圖1 所示。

圖1 電力通信網(wǎng)發(fā)展歷程

隨著國(guó)內(nèi)智能電網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展和信息化程度的不斷加深，對(duì)通信技術(shù)的傳輸速率、時(shí)延性、穩(wěn)定性等方面也提出了新的要求，不僅要保障傳統(tǒng)的電力業(yè)務(wù)網(wǎng)通信和運(yùn)維網(wǎng)絡(luò)的安全穩(wěn)定，還要在新形勢(shì)下建設(shè)信息化、數(shù)字化的智能電網(wǎng)專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)，深度融合現(xiàn)有業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)和運(yùn)維網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)電力通信網(wǎng)絡(luò)光放站的建設(shè)強(qiáng)度，擴(kuò)大電力通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，對(duì)現(xiàn)有變電站、智能終端等實(shí)現(xiàn)全面接入納管，利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)對(duì)業(yè)務(wù)開(kāi)展和運(yùn)維過(guò)程中產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納，動(dòng)態(tài)化展示網(wǎng)絡(luò)存在的不足[2]。建設(shè)智能電網(wǎng)通信網(wǎng)不但可以滿(mǎn)足新形勢(shì)下智能電網(wǎng)的信息化及數(shù)字化轉(zhuǎn)型需求，還能在通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過(guò)程中學(xué)習(xí)到最前沿的先進(jìn)技術(shù)和理念，提升電網(wǎng)專(zhuān)業(yè)人員通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)水平，保障智能電網(wǎng)專(zhuān)用通信網(wǎng)的效率和質(zhì)量。電力通信網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)如圖2 所示。

圖2 電力通信網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)

1.2 電力通信網(wǎng)運(yùn)維管理存在的問(wèn)題

目前，我國(guó)電力通信專(zhuān)網(wǎng)建設(shè)存在的主要問(wèn)題是地區(qū)之間發(fā)展不平衡、不充分。國(guó)內(nèi)電力通信專(zhuān)網(wǎng)是以省級(jí)為單位進(jìn)行區(qū)域劃分，一共分為3級(jí)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵哟?。第一層為省?jí)電網(wǎng)公司和國(guó)家電網(wǎng)公司之間的通信網(wǎng)絡(luò)，用于國(guó)家電網(wǎng)公司在重大節(jié)點(diǎn)或特殊情況下對(duì)全國(guó)電力資源進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度；第二級(jí)為省級(jí)電網(wǎng)公司和市級(jí)電網(wǎng)公司之間的通信網(wǎng)絡(luò)，用于全?。ㄗ灾螀^(qū)）電力資源調(diào)度；第三級(jí)為?。ㄗ灾螀^(qū)）內(nèi)各地市間的通信網(wǎng)絡(luò)，用于日常應(yīng)用和重大保障時(shí)的電力資源調(diào)度[3]。隨著智能電網(wǎng)專(zhuān)用通信網(wǎng)的建設(shè)，電力通信網(wǎng)建設(shè)的主要矛盾正在發(fā)生深刻變化，主要問(wèn)題如下。

（1）未對(duì)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)進(jìn)行合理規(guī)劃。目前，我國(guó)各地區(qū)之間的經(jīng)濟(jì)發(fā)展差異較大，不同省份之間的政策落實(shí)與科技運(yùn)用能力也不盡相同，部分電力公司已實(shí)現(xiàn)信息化和數(shù)字化建設(shè)，部分地區(qū)依然使用老舊的調(diào)度電話(huà)系統(tǒng)，這制約了電網(wǎng)的通信業(yè)務(wù)服務(wù)能力[4]。近年來(lái)，通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛速發(fā)展，未考慮地區(qū)差異的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)不但會(huì)使電力通信專(zhuān)網(wǎng)的發(fā)展造成較大的資金浪費(fèi)，而且會(huì)因技術(shù)版本更迭降低電力通信專(zhuān)網(wǎng)的安全性和穩(wěn)定性。

（2）電力通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與信息技術(shù)融合后，無(wú)法有效利用整體通信資源。軟件及信息技術(shù)雖然可以通過(guò)對(duì)應(yīng)用的合理調(diào)用來(lái)提升硬件設(shè)備的利用效率，但是對(duì)運(yùn)維人員的應(yīng)用軟件維護(hù)能力也提出了更高的要求，需要對(duì)運(yùn)維人員進(jìn)行培訓(xùn)，必要時(shí)采購(gòu)相應(yīng)的技術(shù)支持服務(wù)，增加了使用成本[5]。

（3）無(wú)法充分發(fā)揮智能電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)操作維護(hù)中心的優(yōu)勢(shì)，不能充分調(diào)用全集團(tuán)的網(wǎng)絡(luò)操作運(yùn)維能力，加大了對(duì)現(xiàn)有各類(lèi)通信設(shè)備的運(yùn)維難度。隨著電力通信網(wǎng)業(yè)務(wù)范圍的擴(kuò)大，涉及的設(shè)備類(lèi)型和數(shù)量也與日俱增，同時(shí)各種應(yīng)用接口數(shù)據(jù)交換復(fù)雜，對(duì)智能電網(wǎng)操作維護(hù)中心的設(shè)備集中統(tǒng)一管控能力和快速處置能力提出了更高的要求。

（4）尚未制定統(tǒng)一的電力通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及管理標(biāo)準(zhǔn)。常規(guī)的通信網(wǎng)絡(luò)不管是在國(guó)內(nèi)還是國(guó)際上都有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性、安全性、健壯性等方面提出統(tǒng)一的要求，相關(guān)建設(shè)對(duì)應(yīng)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)即可。在電力通信網(wǎng)方面，由于電力行業(yè)的特殊性和專(zhuān)業(yè)性，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的側(cè)重點(diǎn)和要求也不盡相同，尤其對(duì)穩(wěn)定性和安全性提出了更高的要求。業(yè)內(nèi)尚未有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)，導(dǎo)致各地區(qū)電力通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)五花八門(mén)，對(duì)不同網(wǎng)絡(luò)間的對(duì)接和調(diào)度造成較大阻礙。

（5）網(wǎng)管系統(tǒng)能力和質(zhì)量較低。隨著應(yīng)用和軟件方面功能的增加和能力提升，由此產(chǎn)生了眾多的數(shù)據(jù)接口和流量，對(duì)網(wǎng)管系統(tǒng)的吞吐能力要求也提出了更高的要求。隨著對(duì)電力通信網(wǎng)絡(luò)整體安全性和穩(wěn)定性要求的不斷增加，現(xiàn)有網(wǎng)管系統(tǒng)數(shù)據(jù)吞吐能力不足，因此從網(wǎng)絡(luò)建設(shè)擴(kuò)容需求和網(wǎng)管能力持續(xù)發(fā)展角度來(lái)看，需要對(duì)網(wǎng)管系統(tǒng)進(jìn)行徹底升級(jí)。

2 新形勢(shì)下電力通信網(wǎng)運(yùn)維建設(shè)面臨的挑戰(zhàn)

2.1 業(yè)務(wù)發(fā)展的變化和需求

（1）隨著國(guó)內(nèi)新能源技術(shù)的蓬勃發(fā)展，對(duì)電網(wǎng)的信息化能力和調(diào)度能力也提出了更多的要求。電力通信專(zhuān)網(wǎng)不僅要滿(mǎn)足傳統(tǒng)高電壓大電流的承載調(diào)度和各變電站常規(guī)設(shè)備的統(tǒng)一管理，還要實(shí)現(xiàn)對(duì)接入電網(wǎng)的新能源電力的儲(chǔ)能和規(guī)劃調(diào)度以及新能源儲(chǔ)能設(shè)備的集中管控，對(duì)電力通信網(wǎng)的調(diào)度及信息化處理能力提出了新的要求。

（2）目前電力通信專(zhuān)網(wǎng)的建設(shè)投入力度不足，所用光纜在長(zhǎng)距離傳輸過(guò)程中的損耗和光衰較大，且在市級(jí)光纜網(wǎng)絡(luò)間未合理設(shè)置光放站，存在較大的隱患，容易造成整個(gè)電力通信網(wǎng)絡(luò)的不穩(wěn)定。同時(shí)，光纜未設(shè)置足夠的冗余備份，在因工程建設(shè)等問(wèn)題發(fā)生斷裂后，會(huì)導(dǎo)致電力系統(tǒng)故障。

（3）目前的電力通信網(wǎng)只接入變電站的相關(guān)個(gè)人計(jì)算機(jī)（Personal Computer，PC）終端設(shè)備，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)內(nèi)移動(dòng)終端設(shè)備與相關(guān)智能電表的統(tǒng)一納管，因此需建設(shè)具有信息化、自動(dòng)化以及互動(dòng)化特征的數(shù)字化電力通信網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)PC 設(shè)備終端、移動(dòng)互聯(lián)終端及智能電表終端的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)共享和故障處理等。

2.2 信息技術(shù)與通信網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一

（1）隨著通信技術(shù)的快速發(fā)展，針對(duì)遠(yuǎn)距離傳輸和冗余備份也有了新的技術(shù)方案。通過(guò)部署光傳送網(wǎng)（Optical Transport Network，OTN）光傳輸設(shè)備，然后在市級(jí)間的重要節(jié)點(diǎn)建設(shè)光放站，從而解決遠(yuǎn)距離傳輸?shù)墓馑?wèn)題。針對(duì)冗余備份，傳輸網(wǎng)絡(luò)采用環(huán)形設(shè)計(jì)，這樣針對(duì)單個(gè)節(jié)點(diǎn)至少有2 個(gè)以上的光纜路由，從而增強(qiáng)光纜傳輸?shù)陌踩院头€(wěn)定性。

（2）針對(duì)性開(kāi)發(fā)應(yīng)用軟件，深度融合通信技術(shù)和信息技術(shù)。在業(yè)務(wù)和調(diào)度數(shù)據(jù)傳輸前，經(jīng)過(guò)應(yīng)用軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和打包，提高數(shù)據(jù)利用效率，減少運(yùn)維人員工作量，同時(shí)降低網(wǎng)絡(luò)傳輸資源的占用率，降低建設(shè)成本。

（3）加強(qiáng)智能電網(wǎng)信息通信內(nèi)容建設(shè)，實(shí)現(xiàn)智能電力通信網(wǎng)高速、實(shí)時(shí)、雙向的信息通信，完成對(duì)智能電表及終端設(shè)備的數(shù)據(jù)采集與控制，做到精細(xì)化、智能化管理與決策。

2.3 電力通信網(wǎng)的技術(shù)對(duì)比選擇

電力通信網(wǎng)絡(luò)要求具備雙向性、實(shí)時(shí)性、可靠性特征，基于安全性考慮應(yīng)是與公網(wǎng)隔離的電力通信專(zhuān)網(wǎng)，能夠?qū)崿F(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的專(zhuān)項(xiàng)通道傳輸，保障電力通信網(wǎng)絡(luò)的絕對(duì)安全和穩(wěn)定。電力通信網(wǎng)具備技術(shù)先進(jìn)性，能夠承載智能電網(wǎng)現(xiàn)有業(yè)務(wù)，同時(shí)充分考慮未來(lái)技術(shù)的發(fā)展，冗余配置相應(yīng)的接口和平臺(tái)策略。此外，電力通信網(wǎng)應(yīng)具備自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，鼓勵(lì)相關(guān)專(zhuān)業(yè)國(guó)產(chǎn)廠(chǎng)商針對(duì)電力通信網(wǎng)業(yè)務(wù)進(jìn)行定制開(kāi)發(fā)和業(yè)務(wù)能力升級(jí)，帶動(dòng)整個(gè)行業(yè)的良性發(fā)展。

針對(duì)通信接入網(wǎng)建設(shè)，目前市面上的主流技術(shù)主要分為以下幾個(gè)方面。

（1）公網(wǎng)和專(zhuān)網(wǎng)。公網(wǎng)主要為互聯(lián)網(wǎng)通道，新增通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接入互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)，同時(shí)申請(qǐng)相關(guān)公網(wǎng)IP，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)通信。專(zhuān)網(wǎng)則是與互聯(lián)網(wǎng)隔離的網(wǎng)絡(luò)，擁有獨(dú)立于互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸通道。考慮電力通信網(wǎng)的安全性，建議采用專(zhuān)網(wǎng)建設(shè)。

（2）光纖網(wǎng)和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)。在實(shí)際應(yīng)用中，光纖網(wǎng)和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)各有利弊。光纖網(wǎng)傳輸速度快、穩(wěn)定可靠，安全性較高，在遠(yuǎn)距離傳輸和重要業(yè)務(wù)系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)優(yōu)先采用。

3 新形勢(shì)下電力通信網(wǎng)建設(shè)方式創(chuàng)新措施

3.1 分布式發(fā)電技術(shù)與微型電網(wǎng)系統(tǒng)

（1）大力采用分布式發(fā)電技術(shù)。目前，電網(wǎng)主要采用以高電壓、大電流為特點(diǎn)的集中式統(tǒng)一供電系統(tǒng)，這種發(fā)電方式具有很強(qiáng)的規(guī)模效應(yīng)，能夠用最小的經(jīng)濟(jì)代價(jià)獲得最大的發(fā)電量，同時(shí)便于大范圍建設(shè)和統(tǒng)一規(guī)劃。但是，隨著目前國(guó)內(nèi)外形勢(shì)的發(fā)展，其弊端也日益顯現(xiàn)。分布式發(fā)電技術(shù)采用的能量形式包括但不限于燃料電池、燃?xì)廨啓C(jī)以及清潔能源，通過(guò)在用電現(xiàn)場(chǎng)或者附近區(qū)域部署單獨(dú)的發(fā)電機(jī)組，為重要敏感單位供電，大大提高了供電的安全系數(shù)，滿(mǎn)足特定用戶(hù)的需求。

（2）組建微型電網(wǎng)系統(tǒng)。微型電網(wǎng)系統(tǒng)是智能電網(wǎng)的重要組成部分之一，通過(guò)整合發(fā)電、配電、輸電流程，建設(shè)風(fēng)力發(fā)電、水力發(fā)電、燃料發(fā)電等發(fā)電設(shè)施，通過(guò)將各類(lèi)負(fù)荷和電力監(jiān)視設(shè)備接入電力通信專(zhuān)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)微網(wǎng)運(yùn)行的可視化，并合并進(jìn)入現(xiàn)有電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度運(yùn)行。在特殊情況下，也可從電力網(wǎng)絡(luò)中斷開(kāi)，實(shí)現(xiàn)獨(dú)立運(yùn)行。

3.2 人才儲(chǔ)備與技能培訓(xùn)

隨著業(yè)務(wù)拓展和通信資源及管理設(shè)備數(shù)量的增多，智能電網(wǎng)加速建設(shè)，對(duì)信息化、數(shù)字化通信專(zhuān)業(yè)人員的要求逐步提高。傳統(tǒng)電網(wǎng)通信專(zhuān)業(yè)人員數(shù)量較少，導(dǎo)致智能電網(wǎng)的通信及信息化建設(shè)處于無(wú)人可用的地步，需要進(jìn)行通信及信息化專(zhuān)業(yè)人力資源的儲(chǔ)備。組織相關(guān)行業(yè)的權(quán)威廠(chǎng)商，針對(duì)現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)，提升現(xiàn)有維護(hù)管理人員通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能力。

4 結(jié) 論

隨著現(xiàn)在國(guó)家智能電網(wǎng)建設(shè)不斷加速和深入，電力通信專(zhuān)網(wǎng)等相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也在加速發(fā)展，業(yè)務(wù)的需求呈現(xiàn)出多元化及專(zhuān)業(yè)化特點(diǎn)，同時(shí)隨著國(guó)內(nèi)外形勢(shì)的不斷發(fā)展，電力通信專(zhuān)網(wǎng)更加注重對(duì)建設(shè)模式的應(yīng)用，并對(duì)所顯現(xiàn)出的問(wèn)題制定有效的改革創(chuàng)新方法，通過(guò)對(duì)電力通信結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效改進(jìn)，進(jìn)而滿(mǎn)足人們的需求，推動(dòng)國(guó)家電力通信的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。