電力通信網綜合監(jiān)控系統(tǒng)設計與實施

吳靜子 劉晟 顏辰凡 姚莉

隨著我國科技的不斷發(fā)展和進步，為了電力公司更好的發(fā)展，對監(jiān)控系統(tǒng)進行優(yōu)化，該文電力公司通信網的特點相結合，提出了根據目前的MSTP光傳輸設備和改進監(jiān)控中心網絡構造等的通信網綜合監(jiān)控系統(tǒng)的建造方案，并細致的闡述了該系統(tǒng)的設計構思以及系統(tǒng)架構，而建成后的運行情況表明，大致實現(xiàn)了設計的目標。

通信網;綜合監(jiān)控系統(tǒng);系統(tǒng)設計

1.1數(shù)據傳輸模塊

對于數(shù)據傳輸網模塊，考慮的重點是如何在滿足系統(tǒng)設計目標的前提下把現(xiàn)有的傳輸網絡和新配置的功能模塊更好的耦合。本文提出了基于MSTP以太網技術構建電力通信網綜合監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據傳輸網的概念。

某地區(qū)現(xiàn)有的光纖通信設備都支持第三代MSTP（Mult-ServiceTransportPlatform）技術。MSTP是一種SDH、以太網、ATM等多種技術匯聚、適配的多業(yè)務綜合傳送平臺，能對多種技術進行優(yōu)化組合，提供多種業(yè)務的綜合支持能力，另外MSTP可以通過整合接入功能層所需的不同設備的類型和數(shù)量，來簡化邊緣網絡結構，從而減少所需網絡管理系統(tǒng)的數(shù)量以及安裝、配置和維護網絡所需的資源。由于MSTP設備既具備技術的先進性，又可以節(jié)約建設成本和維護成本，具有良好的投資回報率，因此如果能夠利用現(xiàn)有的MSTP平臺實現(xiàn)無人通信機房的綜合監(jiān)控系統(tǒng)的建成，則可以在投資較少的情況下實現(xiàn)設計的目標。

MSTP光通信設備由于支持以太網二層交換技術，可以采用一點對多點方式，通道接口按照變電站數(shù)目進行1（主站）∶N（變電站）配置。

MSTP提供了一個最佳的SDH和以太網相結合的解決方案。該解決方案的主要優(yōu)點是具有更靈活的帶寬分配能力和更有效的帶寬利用率;同時靈活支持以太網、ATM業(yè)務，有效利用了網絡帶寬。

1.2監(jiān)控中心模塊

對于監(jiān)控中心模塊，考慮的重點是在雙網雙機冗余技術的基礎上如何均衡網絡流量和網絡、主機負載。

常規(guī)雙網雙機冗余配置的監(jiān)控中心，分為A網和B網，并分別配置不同的IP地址段。通常情況下只有主網絡和主機節(jié)點在“值班”，而備網絡、備機節(jié)點處于“偵聽”的“備用”狀態(tài)下，只有在主網絡、主機節(jié)點異常或故障的情況下，備節(jié)點才發(fā)揮作用。這種方式實際上浪費了一半的網絡和主機資源。

在監(jiān)控中心的設計中通過網絡分層、“虛擬IP地址綁定”等技術可以使網絡擁塞減少到最小，同時實現(xiàn)網絡負荷均衡的目的。所謂網絡分層就是將原有監(jiān)控網分為監(jiān)控子網和采集子網，實現(xiàn)信息流分層。監(jiān)控子站的所有信息通過采集子網匯集后，變成“熟數(shù)據”再發(fā)到監(jiān)控子網上，監(jiān)控子網傳輸?shù)闹饕遣杉泳W的“熟數(shù)據”和其他控制等數(shù)據;通過“虛擬IP地址綁定”技術，將原有的主

備雙網“虛擬”成一個外部可見的IP地址和網絡，對外部系統(tǒng)來說，相當于只有一個網段，對內部卻可以通過網絡“協(xié)同”軟件將其承載的網絡流量進行均衡分割;通過主機“協(xié)同”軟件，對采集子網的主機（稱前置機）進行分組，使每臺前置機處理不同的廠站信息，進一步降低主機負荷。同時也可以將兩臺數(shù)據服務器、前置機的進程進行合理均衡，使兩臺服務器協(xié)同工作，而不是主備方式工作，進一步降低主機負載。

2.1系統(tǒng)架構

基于MSTP以太網和網絡分層技術的電力通信網綜合監(jiān)控系統(tǒng)拓撲分為監(jiān)控主站和監(jiān)控子站兩級。其中監(jiān)控主站和各監(jiān)控子站通過MSTP網絡進行通信，同時各監(jiān)控子站信息通過當?shù)夭杉筮€需傳送至站內的綜自系統(tǒng)，實現(xiàn)遠端監(jiān)控功能和本地監(jiān)視功能。

通過這種方式建立了以地調站為監(jiān)控主站、220kV及以上變電站和省網微波站點為監(jiān)控子站的兩級通信網綜合監(jiān)控系統(tǒng)。

2.2信息采集

電源和交換系統(tǒng)檢測分為兩種方式：一種方式是通過對本身具有智能檢測模塊的設備做協(xié)議轉換實現(xiàn)在線監(jiān)測。協(xié)議轉換的內容應包括智能檢測模塊所能夠做到的所有遙信、遙測數(shù)據。另一種方式是通過加裝數(shù)據采集單元，直接采集設備總告警或干節(jié)點信息。

系統(tǒng)中通信電源通過RS232口接入監(jiān)控，對類似于NOKIAPCM的不具備網管及智能接口的接入設備直接采集機架告警信息，送至監(jiān)控主站。對地網SDH或華為、烽火PCM等具備網管或智能接口的設備，通過協(xié)議轉換獲取設備告警信息、配置信息、性能信息。

省網ECI及華為SDH設備告警信息（配置、性能信息）則通過網管CORBA接口接入，這種方式可以忽略網管軟硬件環(huán)境的不同而采用統(tǒng)一CORBA接口接入數(shù)據，這就使得監(jiān)控軟件和設備網管程序分離，便于軟件的修改和維護，而不需要通知對方。

2.3系統(tǒng)聯(lián)網

某供電公司現(xiàn)用的MSTP光通信設備，結合了以太網與SDH，由不同業(yè)務的接口卡來提供以太網業(yè)務和SDH業(yè)務。其以太網解決方案是利用EIS（以太網業(yè)務卡），直接插在XDM（ECIMSTP）設備上來提供以太網業(yè)務，每塊EIS卡可提供多個以太網接口連接用戶端設備（直接的或通過CLE），不同的EIS卡通過SDH電路互聯(lián)，可提供點對點或共享的以太網業(yè)務。EIS卡直接與XDM的交叉矩陣卡連接，帶寬可實現(xiàn)在1個VC（VC-12/3/4）到GE滿帶寬可調。

本系統(tǒng)采用IP協(xié)議組網，利用某地區(qū)現(xiàn)有的河南省電力光纖通信網絡進行組網。500kV、220kV監(jiān)控子站通過地區(qū)接入網MSTP光傳輸設備上的以太網接口（FE口）和該監(jiān)控子站上的串口服務器相連，而各監(jiān)控子站通過光纖通道和地區(qū)監(jiān)控主站進行通信。同時通過網絡交換機將省公司監(jiān)控中心站與地區(qū)監(jiān)控主站系統(tǒng)互聯(lián)，實現(xiàn)和全省通信監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)網。

2.4電源

本系統(tǒng)子站設備采用-48V直流電源供電，主站交流供電部分由主站提供220V交流電源。

2.5軟件結構

綜合監(jiān)控系統(tǒng)軟件采用三層體系架構，從邏輯上分成數(shù)據采集層、應用服務層和用戶表示層。數(shù)據采集層完成各種實時信息和資源配置信息的采集;應用服務層完成各種實時和非實時的應用邏輯服務;用戶表示層完成用戶界面展現(xiàn)和用戶交互。系統(tǒng)總體框架如圖1所示。

電力通信網綜合監(jiān)控系統(tǒng)平臺通過建立電力通信網統(tǒng)一的信息模型、數(shù)據庫、軟件框架和數(shù)據交換平臺，然后在此平臺上構建網絡監(jiān)視子系統(tǒng)、資源管理子系統(tǒng)、業(yè)務管理子系統(tǒng)。網絡監(jiān)視子系統(tǒng)提供告警和性能數(shù)據的實時監(jiān)控、處理、存儲、查詢統(tǒng)計和分析功能;資源管理子系統(tǒng)提供全網資源信息的實時存儲、處理、呈現(xiàn)、統(tǒng)計、查詢和分析功能;業(yè)務管理子系統(tǒng)提供工單管理、值班日志、統(tǒng)計分析和報表等功能。

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