智能變電站通信安全策略研究

張 亮

(國網寧夏電力公司信息通信公司，寧夏 銀川 750001)

智能變電站是智能電網中的重要環節，為了確保智能變電站能夠自動完成信息采集、控制、計量和監測等基本功能，并能實現與鄰近變電站及電網調度互動，智能變電站的建設愈發重要，智能變電站的通信安全也成為人們日益關注的重要問題。

1 智能變電站中存在的通信安全問題

智能變電站作為整個電力通信網中的通信節點，其通信安全就是要確保各類電力通信業務(調度自動化、調度電話、行政電話、保護業務等)的安全、穩定、可靠傳輸。因此，需要對智能變電站的通信系統架構進行深入分析，找出其存在的通信安全問題。目前，智能變電站通信系統主要包括3個部分：傳輸系統(光纜、光設備)、支撐系統(環境監控、電源系統、同步時鐘)、業務系統(調度交換、行政交換)。智能變電站內的各類電氣設備也可以通過狀態傳感器將運行參數通過無線網絡傳送至光通信設備，再經MSTP傳送至調度中心。智能變電站的通信安全貫穿了通信規劃、施工建設、后期運維等各個環節，任何環節出現危險都會影響它的安全可靠性。因此，影響智能變電站通信安全的主要因素包括施工工藝、網絡結構、設備配置、業務配置、運維制度等。智能變電站典型通信系統示意如圖1所示。

1.1 規劃設計過程中存在的通信安全問題

智能變電站通信系統規劃主要是對其通信接入方式、設備配置方式等進行整體規劃。目前主要由具備專業資質的設計公司進行規劃設計，在設計過程中必須兼顧局部通信網絡拓撲、光纜路由、設備及業務等情況。但在實際設計中由于設計人員不能及時掌握整個通信網的實時變化、通信資源、網絡發展方向等，在智能變電站通信安全設計中可能會因考慮不周引發一些問題。

(1)通信接入方式不合理。目前，智能變電站主要采用“π接”、“T接”或直接接入3種方式，在設計過程中要充分考慮該站周圍站點的光纜資源情況，盡可能地采用“雙光纜”配置方式，以提高其安全可靠性。

(2)設備選型不合理。智能變電站傳輸設備主要采用SDH(同步數字體系)光傳輸設備，如果忽略了整個通信網的主流設備型號和網絡帶寬等因素，則會嚴重影響通信系統的運維及安全可靠性。

圖1 智能變電站典型通信系統示意

(3)在設計過程中，缺乏過渡保障措施設計。特別是在“π接”方式中，考慮到若新建智能變電站，將會對原有通信模式造成一定的影響，因此需要充分考慮對原有通信業務的臨時過渡保障措施，以提高整個通信網的安全可靠性。

1.2 建設過程中存在的通信安全問題

目前智能變電站通信系統建設主要包括站內通信系統建設和線路配套通信系統建設，重點為線路光纜建設和通信機房建設。結合電力通信網的日常運維分析，在通信系統建設過程中經常會由于施工工藝不規范、施工質量不達標等問題，而給后期智能變電站通信系統的安全可靠性留下一定的隱患，其中最常見的問題主要有以下幾點。

(1)線路光纜布放時，未按照施工工藝要求，造成光纜過度彎折，影響光纜的傳輸質量。在此種情況下，一旦遭遇冰凍等極端天氣，將造成智能變電站通信業務中斷，該類問題還經常出現在站內導引光纜部分。

(2)光纜熔接質量不達標。由于施工工期、操作人員水平、熔接環境等因素的影響，造成光纜熔接質量下降。若熔接質量不達標，將會對后期通信傳輸的可靠性造成一定的影響。

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(3)站內構架處導引光纜安裝質量不合格。根據日常運維實際情況可知，變電站站內構架處導引光纜部分是目前通信故障多發的位置，其主要原因是施工工藝不達標，例如防水封堵方式不規范、光纜接地不規范、光纜余纜架安裝不合理等。

(4)隱蔽工程驗收不到位。在智能變電站通信光纜施工中，存在一些隱蔽工程未得到重視的情況。例如：站內光纜的敷設，經常會因為敷設路徑不合理或無套管保護等問題，造成光纜被其他施工挖斷，從而導致通信中斷。

1.3 運維過程中存在的通信安全問題

智能變電站通信系統的運維工作主要包括日常業務接入、故障消除、例行檢修等，其中影響通信安全的最主要因素為通信業務配置方式、監控手段等。國網公司“十八項反措”中明確要求通信系統要滿足雙重化的配置要求，但在實際工作中，通信運維人員在日常運維工作中常常會忽略此問題，導致通信設備或業務配置不滿足“N-1”的運行條件，使通信安全存在隱患。最常見的問題如下。

(1)核心站點采用單臺光傳輸設備，不滿足“雙設備”的運行要求，一旦SDH光傳輸設備死機，將會造成本站通信業務全部中斷。在采用2臺SDH光傳輸設備的情況下，未按照“雙電源”要求配置電源，造成通信設備安全可靠性下降。

(2)在重要業務配置時，未嚴格遵守“雙通道”配置要求。例如在配置2條專用保護業務時，將其配置在同一條光纜上；在配置2條復用保護業務時，將其數據路徑配置為同路徑；在配置溫控業務時，將A，B通道均承載在同一臺光端機上，這些都在很大程度上降低了重要業務的安全可靠性。

(3)核心板件未采用“1+1”配置方式。例如在SDH光傳輸設備板件中，未配置2M PDH保護板，一旦2M接入板發生故障，將會造成整個2M業務中斷；未配置備用光交叉板或電源板，使光傳輸設備板件不滿足“N-1”運行條件。

(4)在業務配置時，未采用SNCP等保護方式。除保護業務外，其他電力通信業務在數據配置過程中均可采用SNCP等保護方式，以此增加通信業務的安全可靠性，但在實際運維工作中，由于網管操作人員疏忽，部分業務未配置相應的保護機制，使得自愈功能嚴重下降。

2 提高智能變電站通信安全的策略

2.1 加大規劃、設計方案審核力度

(2)組織召開方案評審會，對初步設計和可行性研究報告中的重要環節進行審查，及時發現影響通信安全的問題并進行更正，確保設計與運維有效溝通和銜接，避免因溝通不暢而造成的缺陷。

2.2 利用“N-1”原則提高通信設備的安全可靠性

(1)嚴格按照國網公司“十八項反措”的相關要求，遵守“雙設備、雙電源、雙通道”的雙重化配置要求。特別要配置雙套電源系統，在關鍵節點部署2臺傳輸設備；同時對于重要業務應盡可能地采用雙通道配置，即盡可能地利用迂回路由以提高通信業務的安全可靠性。

(2)充分利用“N-1”原則，提高設備的抗失效性。特別是在傳輸系統硬件配置過程中，應確保2M保護板、交叉板等重要板件的“1+1”配置，以提高核心通信設備的安全可靠性。

(3)科學、合理地進行業務配置。特別是在保護業務通道配置過程中，應充分考慮光纜資源、設備資源等因素，并根據站間距離選擇合適的通道配置方式，盡可能地讓專用保護配置在2條不同的光纜上，讓復用保護配置在不同的數據路由上，最大限度地發揮對輸電線路的保護作用。

2.3 提高施工工藝水平，加強防范措施

(1)嚴格按照施工規范進行通信系統建設，同時加大對通信光纜的驗收力度，并對其中的隱蔽工程進行重點驗收，確保光纜熔接質量、光纜接地方式、光纜敷設路徑等滿足施工要求。

(2)做好必要的防護措施，以提高通信設備的安全可靠性。特別是在變電站光纜引下線光纜構架處做好防水封堵，防止極寒和冰凍天氣對光纜的影響。在光纜敷設過程中，應加套保護鋼管和PVC(聚氯乙烯)管，以提高通信光纜防外力破壞能力。在通信機柜內，應做好防火封堵等措施。

(3)做好隱患整改及消缺處理。在發現隱患或缺陷后，應積極進行處理，避免出現通信事故。

2.4 完善管理制度，提高運維水平

(1)嚴格按照屬地化運維原則及運維界面的相關要求，進一步明確分工并加強各單位、部門間的合作，以確保運維責任的有效落實，從而提高整體運維效率。

(2)加強通信安全應急管理工作，針對不同的通信事故制定有效的應急預案，積極進行標準化作業建設，進一步規范通信檢修工作，提高整體應急處置能力。

(3)建立、完善各單位間的協調機制，在故障處理時，最大限度地發揮各單位的專業優勢，提高搶修能力和效率。

3 結論

隨著智能電網建設的不斷深入，通信系統作為智能變電站的重要通信支撐平臺，對其安全可靠性的要求也越來越高，這就需要在科學設計、規范建設、有效運維的基礎上，進一步提高智能變電站通信系統的安全可靠性，確保各類電力通信業務的有效傳輸。

1 李 玲．智能變電站通信及信息系統配置方案分析[J]． 信息通信，2013(1).

2 王向群，黃 治．智能變電站中的通信安全技術[J]．電力系統通信，2012(8).

3 詹 望，劉孝民．運用N-1原則提高電力通信安全穩定 性[J]．電力系統通信，2010(9).

4 王 強，賀洲強．智能變電站運行維護管理探討[J]．電力安全技術，2012(5)．