電力系統通信的網絡管理的設計

姚嵐

摘 要：我國電力系統的高速發展，對現階段電力系統的通信網絡管理提出了更高的要求。設計并建設功能完善、管理效率高的網絡管理系統十分有必要。本文根據當前電力信息通信網絡的特點，基于電力系統通信網絡管理的需求，簡要分析了其在設計過程中所涉及到的各項技術，并最系統的設計進行了簡要的說明。

關鍵詞：電力系統；通信技術；系統需求；系統設計；

信息時代，電力系統在國民生活中占有重要的地位，在急劇膨脹的電力需求觸發下，傳統的電力系統在近年發生了翻天覆地的變化，信息網絡技術被大量融入電力系統管理和運行的各方各面。電力通信網絡管理系統十分重要，但以往的電力通信網絡并不能夠適應新時代電網通信的管理需求，因此，設計出符合現代電網通信管理需求的網絡管理系統十分有必要。

1 當前電力系統通信網絡的特點

我國的電力通信網絡事業發展至今已經半個多世紀，從最初的點線通信方式，到后期干線通信網，發展至今的電力電話網以及數字數據網，電力系統的通信網絡至今已初步達成數字化、信息化。當前電力系統通信網絡的特點可以歸納為以下幾點：

1.1 可靠性

電力系統的運維管理與國民生活密切相關，關系到社會的生產活動，保障電力通信的可靠性是通信網絡管理的首要考量。當前電力系統通信網絡采用了十分先進、科學的通信技術，形成了一個以通信技術為基礎，電力技術為主要分支的網絡，能夠保證電力系統在運行過程中的通信可靠性。

1.2 實時性

通信技術在不斷進步，當前電力系統通信網絡中融入了數字技術，這些通信技術使得新的業務不斷融入電力通信網絡，并且隨著數字技術帶來的實時性的特點，使得電力系統通信網絡也逐步成為一個動態的網絡，電力系統中各方面的通信內容，例如地理覆蓋范圍、傳送波寬帶都在進行動態變化。

1.3 敏感性

電力通信網絡作為一種極為重要的網絡類型，它扮演著我國自動化及電力調度等重要業務的網絡角色，電力通信網絡覆蓋范圍廣，通信點多，因此，這些通信點都比較分散。這些分散的通信點必須要保持高的敏感性，才能保證在電力系統的通信調度過程中，保持整個系統的整齊劃一。

1.4 靈活性

電力通信系統是電力系統中一個重要的組成部分。其主要應用于電力系統相關信息的傳送，針對系統中出現的問題再做出正確的決策，這就要求其面對突發情況要具有靈活的應變能力。

2 電力系統通信網絡管理設計原則

2.1 綜合性原則

電力系統通信網絡管理覆蓋面極光，所包含的通信設備、產品設備具有多樣性，為了降低各種不同設備之間的特異性，電力系統通信網絡管理系統必須要有優良的網絡綜合接入性。而這種綜合性主要體現在電力系統通信網絡管理系統的轉換機制上，也就是通信網絡內多樣化的數據形式，通過借助網絡協議適配器，來轉化為各個設備支持的接口類型，實現整個網絡的同步性，降低差異性。

2.2 完善性原則

對電力通信網絡的網絡管理需要涵蓋電力系統通信過程中的方方面面，因而對于網絡管理系統的功能要求是十分多元化的，只有建立一個功能趨于完善的網絡管理系統，才能夠應對復雜多變的電力通信需求。與此同時，電力通信網絡管理系統的功能完善，也是推動電力系統不斷完善的重要助理之一。

2.3 開放性原則

通信管理網絡的建立主要就是為了能夠進一步提升電力通信管理效率，在這個過程中，必然會同時涌入大量的網絡用戶。網絡管理系統必須具有良好的接口開放性，能夠同時容納各個端口的用戶接入，讓這些用戶最大限度是利用網絡。

2.4 統一性原則

電力通信系統的網絡管理要與電力系統的功能實現一體化，深化電力行業內部改革，體現在電力各個部門功能的實現。將系統中的各種功能統一化，形成統一的界面風格、統一的性能標準、統一的平臺、統一的名詞術語。體現電力系統在最大范圍內的統一化管理、規范化管理。

2.5 獨立性原則

網絡管理系統的主要側重點在于對電力系統運行過程中所有的通信信息的管理，它雖然與電力系統有著緊密的聯系，但同時也要與電力系統呈現平行獨立的關系。網絡管理系統只有具有了很高的獨立性，才能夠凸顯自身系統的本身的完善性，二者的相互獨立也更有利于整個電網的和諧發展，有利于實現電力系統內各個功能，但二者中任意一方出現故障，相互獨立性則會將對彼此的影響降到最低。

3 電力系統通信網絡管理的設計相關技術

3.1 管理技術

對于通信網絡信息管理的主要技術分為IP化技術、版本自動升級技術、認證技術、加密和解密技術、動態更新技術。

IP化技術主要應用于電網交換過程中，能夠自主判斷IP處傳回的信息，有業務量的情況下才會占用網絡資源；版本自動升級技術則是在管理網絡內，客戶端能與控制器取得自動關聯，不需要人工干預便能夠實現最新版本的升級，大大降低了網絡維護量；認證技術則是對用戶端的各種端口的認證技術，主要包括有PSK認證、WAPI認證等；加密解密技術則是在通信過程對信息的加解密算法，以保證通信信息的安全性；動態更新技術則是基于加密解密技術知識，當通信過程中采用加密算法時，密鑰必須是動態的，才能保證系統的安全性，使得非法用戶難以盜取網絡管理密碼。

3.2 數據庫技術

對于那些需要管理大量數據的電力通信網絡管理系統來講，數據模型建立是一個必要環節，它能夠將一些抽象的數據具體化，從而提高系統的管理效率及可操作性。在系統設計過程中，需要對一些數據文字或圖表進行處。這些數據、字或圖表的處理效率在很程度上取決于你所選用的處理軟件。 在這一過程中，使用數據庫技術是必然。主要使用的數據庫技術包含有：SQL Server 、Oracle 、Acess。三種數據庫各有優劣，其中Oracle 數據庫通常用于大型系統的數據存儲，操作相對麻煩，且維護技術難度大，Acess 數據庫則主要適用于小型數據系統的數據存儲，SQL Server 數據庫則比較適合中型數據庫系統的開發。一般來說，電力系統通信網絡管理屬于中大型網絡數據開發，可以使用的數據庫技術為SQL Server 數據庫和Oracle 數據庫，但綜合考慮到其后期運維，采用SQL Server 數據庫技術更具經濟性和可行性。

3.3 編程技術

常用的編程技術主要為ADO 編程技術、NET編程技術等，現階段的ADO 編程技術加入了XML和數據整形，將會更符合電力系統通信網絡管理的特性。在VC中使用ADO 編程技術首先需要通過數據庫導入庫文件，并對庫環境進行初始化后，找到ADO 接口，然后開始編程。

4 電力系統通信網絡管理的設計

4.1 需求分析

用戶需求是電力通信網絡管理系統設計的前提，在滿足用戶需求的基礎上，針對系統的穩定性、安全性以及開放性要求采取相應的設計方案。電力通信網絡管理系統設計需要滿足一下集中需求：

（1）系統功能的需求

由于大多數電力通信網絡管理信息系統的的業務數據不是獨立存儲，面向電力通信網絡管理運維人員易被篡改，這將為出現事件后的定位和追溯帶來困難。加之電力網絡數據分散在各系統中，不能統一管理，為安全管理和事件分析均帶來很大不方便。因此，所構建的電力通信網絡管理信息系統需求包含有：電力通信網絡管理審計記錄需求、全面的電力通信網絡日志采集需求、多維關聯分析需求、基于電力通信策略的日志過濾、歸并、故障管理需求、電力通信數據存儲需求等。

（2）系統性能的需求

系統性能的需求則是在系統的運行過程中，必須要滿足經濟性能需求，對運維成本進行必要的降低，降低設備維護管理費用等。除此之外，系統的性能必須能夠滿足多維的管理工作，能夠滿足電力系統內更不同部門對電力通信信息的管理和各種要求。

（3）系統安全的需求

系統的安全是擺在首位的，在管理過程中，系統必須保證電力通信信息是安全的，并且保證信息不被不法分子竊聽。系統對于安全性的需求是極高的，必須要根據系統的功能，設計出管理系統的安全框架以及安全模式，確保系統信息的絕對安全。系統安全的需求主要包括有：系統信息的機密性、系統信息的可控性、系統信息的完整性、系統信息的可審性。

4.2 管理系統設計

對于電力系統通信網絡管理系統的設計主要包含網絡設計、管理結構設計、功能設計、人機互動設計以及安全設計。

（1）網絡設計

網絡設計必須要根據電力通信網絡的總體設計來進行部署，主要分為內網和外網的設計，內網一般與電力系統本身共用，而外網的設計主要包含有有線網設計和無線網設計。一般來說，有線網設計方案為：網絡性能必須要達到相關參數與指標的硬性規定，支持TCP/IP協議，較高的網絡可靠性，系統應能夠上聯到現有局域外網的核心設備，接口速率為千兆；連接服務器和存儲設備應采用 1000M 光纖接口；與網管系統連接主要采用基于 SNMP 協議的接口。采用多層網絡的設計方法，合理地利用新設備和網絡技術，利用網絡的高彈性和擴充性，實現對網絡可控的、有序的優化。無線網絡設計則需要利用有線無線網絡的互通性，對原有有線網絡和無線網絡進行有效整合，利用已有的有線設備來拓展無線業務，實現無線接入的增值。例如采用 H3C WA2110-AG 作為 Fit AP 配合無線控制器的進行組網，能夠避免傳統無線端組網AP需要逐一配置的問題。

（2）系統設計

主從式和分布式是網絡管理系統的兩種主要結構形式。主從式結構形式有著操作管理集中的優點，但是在實際使用過程中也存在諸多問題，例如信息資源分布不夠合理，因為管理過于集中的話會使處理的難度加大；在系統監測方面，由于后臺管理過于集中，容易引起數據堆積現象，使系統監測效率降低，甚至失去監測意義， 如果網絡數據堆積發生在后臺 ， 則會導致整個系統失去控制中心，加大了系統運行的風險。相對主從式結構，分布式是一種更加合理的結構配置方式，它通過以中央平臺為結構中心，將數據控制功能單獨分離開來， 并將其分配到其它設備中去，借助協議的形式將各管理層有機聯系起來。

5 結語

網絡技術、通信技術以及數字技術的進一步發展，電力通信網絡也必然會跟隨電力系統的發展走向更高的發展水平。隨著我國電力通信網絡管理系統暴露的問題日益增多，設計出能滿足電力通信需求的網絡管理系統具有很重要的社會意義和時代意義。

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