電力通信網中通信電源監控系統運行維護與管理

劉澤華

（廣東電網有限責任公司清遠供電局，廣東 清遠 511515）

0 引 言

通信電源監控系統是由監控中心、監控站、監控單元組成，在運行過程中需要對大量的電源開關進行控制和監視，工作頻率較大，所以為了保證系統對電力通信網中通信電源的監控質量，需要對系統進行合理的維護和管理[1]。通信電源監控系統開發完成后，在運行維護和管理階段，傳統方法需要通過人工采集、記錄運行信息，導致維護和運行效率較差，且多類系統運行信息無法整合，影響系統運行管理工作的及時性，所以此次對電力通信網中通信電源監控系統運行維護與管理進行研究。

1 電力通信網中通信電源監控系統運行維護

此次電力通信網中通信電源監控系統運行維護分別從系統的軟件維護和硬件維護兩方面進行研究分析。

所有的軟件維護工作完成后通過軟件和系統測試，驗證軟件維護工作是否有效，形成了一套完整的軟件維護機制。通信電源監控系統在硬件維護過程中會涉及到3 種維護方法，包括預防維護、最小護理以及置換，其中預防維護是根據系統的可靠度對硬件實施預防性維護工作；最小護理是當系統硬件發生失效時進行的恢復性維護工作，置換則是系統硬件出現較大的故障時對硬件設備進行更換維護[2]。硬件維護以提高系統硬件設備使用壽命為目的，通過硬件維護模型對這3種維護方式做出合理選擇與時間安排。

1.1 系統軟件維護

通信電源監控系統軟件維護工作分為改錯性維護、適應性維護、完善性維護三部分。（1）改錯性維護是對系統軟件在開發階段和測試階段都沒有發現，而在系統運行過程中出現的錯誤進行修改維護。改錯性維護在軟件維護工作中占26%，該類錯誤是軟件的開發錯誤和程序錯誤等，主要修改系統軟件在設計中遺留的通信電源監控邏輯和功能的錯誤；修改系統軟件代碼編寫中未發現的性能錯誤；修改數據輸入超界或者系統軟件功能不完整的運行錯誤。（2）適應性維護主要是對因系統運行環境改變而出現的軟件錯誤進行修改，運行環境的改變包括系統數據庫改變、監控數據格式改變、系統運行規則變化等[3]。適應性維護主要是對軟件的編碼進行改善；修改軟件對通信電源監控程序；調整軟件程序等。（3）完善性維護是以提高系統軟件整體功能作為目的，為擴充軟件功能、提高軟件性能、加快軟件運行效率而進行的維護工作，占所有軟件維護工作的60%以上。圖1 為系統軟件維護工作流程。

圖1 系統軟件維護工作流程

1.2 系統硬件維護

根據系統硬件的實際維護過程，以成本率最小為目標構建硬件設備維護數學模型，對數學模型中所涉及的相關變量進行優化，相關變量包括系統硬件可靠度、系統硬件失效率等（可靠度是指在規定時間和條件下，系統硬件正常運行的概率），最后利用遺傳算法求解最優的系統硬件設備維護策略。假設系統硬件在整個壽命周期內維護周期數為N，每個維護周期的間隔時間為Ti(i=1,2,…,N)。在前N-1 次硬件維護中，當系統硬件設備可靠度超過事先設置的可靠度閾值K時，對系統硬件進行預防維護；在第N次達到可靠度閾值K時，說明此時系統硬件設備出現了故障，對設備進行置換維護；如果系統硬件在維護周期內出現失效現象，則對系統硬件采取最小護理維護方式，恢復系統硬件對通信電源監控功能，在保證硬件可靠度的條件下最小化系統硬件壽命周期內的維護成本率。

根據分析，硬件在每個維護周期內可靠度與硬件失效率之間的關系如下：

其中，Ti為硬件維護周期的間隔時間；hi(t)為系統硬件i-1 次與第i次維護周期內的失效率；k(t)為系統運行時間t時硬件設備的可靠度。當系統硬件可靠度達到事先設定的閾值K時進行預防維護，結合式（1）可得閾值K計算公式為：

其中，b為硬件失效率遞增因子，α為硬件壽命周期遞減因子。根據上文提出的假設，在硬件維護周期i-1與維護周期i內，硬件最小維護成本為：

其中，C為硬件維護成本；Cp為硬件單次維護成本；Cr為硬件第一個維護周期的最小維護成本；Cd為硬件停機成本。在系統實際運行過程中，硬件設備不可能無期限地進行維護，所以在建立數學模型時需要限制硬件維護周期的上限，設硬件維護周期上限為N*，根據通信電源監控系統基本硬件特征，將可靠度下限值設定為0.5，建立系統硬件維護數學模型如下：

對于該數學模型的求解選用遺傳算法，該算法可以在給定的可靠度范圍內計算出最小維護成本，最后得到可靠度閾值K以及維護次數N作為數學模型輸出結果，以此實現了通信電源監控系統硬件維護。

2 電力通信網中通信電源監控系統運行管理

此次根據電力通信網中通信電源監控系統運行特征，提出一種“調度+管理中心”模式。在自動化管理模式中，在通信電源監控系統中成立調度機構，并且在調度機構中建立管理中心，以系統運行調度管理為主，控制中心負責系統運行中的監視、操作管理業務。

由于管理中心不受系統運行環境限制，可提高對系統的管理力度，并且極大地節省了人力資源。此外，調度機構和管理中心所承擔的管理責任都有了明確的劃分，更利用系統專業化運作，提高系統對電力通信網中通信電源的監控質量和效率，以此實現了對系統的運行管理。

3 結 論

此次結合電力通信中通信電源監控系統的運行特征，對系統運行維護和管理進行了研究，以供參考。