新形勢下電力通信網(wǎng)運維管理方式

李錦冬

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

1 國內(nèi)電力通信網(wǎng)運維發(fā)展現(xiàn)狀及問題分析

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

我國電力通信網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過多年的發(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)作為專業(yè)性和安全穩(wěn)定性要求極高的網(wǎng)絡(luò)，其發(fā)展過程中的轉(zhuǎn)變包括4 個方面。

（1）從縱橫交換方式到程控交換方式。通過程控交換機存儲轉(zhuǎn)發(fā)的方式，對端口數(shù)據(jù)包進行存儲和循環(huán)冗余碼校驗檢查。當(dāng)遇到錯誤數(shù)據(jù)包時，對數(shù)據(jù)包的源IP 地址、目的IP 地址及五元組進行校驗核對，大大提高網(wǎng)絡(luò)性能，同時支持高速端口和中低速端口的無縫切換。

（2）從寬帶網(wǎng)絡(luò)交互到無線網(wǎng)絡(luò)交互。無線Wi-Fi 和5G 技術(shù)的發(fā)展解決了無線網(wǎng)絡(luò)延遲高、穩(wěn)定性差的問題，通過重要場所無線網(wǎng)絡(luò)的全面覆蓋，大大增強了電力通信網(wǎng)的便捷性和可拓展性。

（3）從明線布置承載到光纖傳輸承載。目前的光纖技術(shù)已經(jīng)可以達到萬兆速率傳輸，同時大量應(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、信號穩(wěn)定等特點。

（4）從硬件為主要特征到高度依賴軟件技術(shù)。通過提高軟件的應(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，對通信技術(shù)的傳輸速率、時延性、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)通信和運維網(wǎng)絡(luò)的安全穩(wěn)定，還要在新形勢下建設(shè)信息化、數(shù)字化的智能電網(wǎng)專用網(wǎng)絡(luò)，深度融合現(xiàn)有業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)和運維網(wǎng)絡(luò)。同時，加強對電力通信網(wǎng)絡(luò)光放站的建設(shè)強度，擴大電力通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，對現(xiàn)有變電站、智能終端等實現(xiàn)全面接入納管，利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)對業(yè)務(wù)開展和運維過程中產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)進行歸納，動態(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)不但可以滿足新形勢下智能電網(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)過程中學(xué)習(xí)到最前沿的先進技術(shù)和理念，提升電網(wǎng)專業(yè)人員通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)水平，保障智能電網(wǎng)專用通信網(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)運維管理存在的問題

目前，我國電力通信專網(wǎng)建設(shè)存在的主要問題是地區(qū)之間發(fā)展不平衡、不充分。國內(nèi)電力通信專網(wǎng)是以省級為單位進行區(qū)域劃分，一共分為3級網(wǎng)絡(luò)拓撲層次。第一層為省級電網(wǎng)公司和國家電網(wǎng)公司之間的通信網(wǎng)絡(luò)，用于國家電網(wǎng)公司在重大節(jié)點或特殊情況下對全國電力資源進行統(tǒng)一調(diào)度；第二級為省級電網(wǎng)公司和市級電網(wǎng)公司之間的通信網(wǎng)絡(luò)，用于全省（自治區(qū)）電力資源調(diào)度；第三級為省（自治區(qū)）內(nèi)各地市間的通信網(wǎng)絡(luò)，用于日常應(yīng)用和重大保障時的電力資源調(diào)度[3]。隨著智能電網(wǎng)專用通信網(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，主要問題如下。

（1）未對網(wǎng)絡(luò)建設(shè)進行合理規(guī)劃。目前，我國各地區(qū)之間的經(jīng)濟發(fā)展差異較大，不同省份之間的政策落實與科技運用能力也不盡相同，部分電力公司已實現(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，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)不但會使電力通信專網(wǎng)的發(fā)展造成較大的資金浪費，而且會因技術(shù)版本更迭降低電力通信專網(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)雖然可以通過對應(yīng)用的合理調(diào)用來提升硬件設(shè)備的利用效率，但是對運維人員的應(yīng)用軟件維護能力也提出了更高的要求，需要對運維人員進行培訓(xùn)，必要時采購相應(yīng)的技術(shù)支持服務(wù)，增加了使用成本[5]。

（3）無法充分發(fā)揮智能電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)操作維護中心的優(yōu)勢，不能充分調(diào)用全集團的網(wǎng)絡(luò)操作運維能力，加大了對現(xiàn)有各類通信設(shè)備的運維難度。隨著電力通信網(wǎng)業(yè)務(wù)范圍的擴大，涉及的設(shè)備類型和數(shù)量也與日俱增，同時各種應(yīng)用接口數(shù)據(jù)交換復(fù)雜，對智能電網(wǎng)操作維護中心的設(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)及管理標準。常規(guī)的通信網(wǎng)絡(luò)不管是在國內(nèi)還是國際上都有統(tǒng)一的標準規(guī)定，對通信網(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)對應(yīng)統(tǒng)一標準即可。在電力通信網(wǎng)方面，由于電力行業(yè)的特殊性和專業(yè)性，對網(wǎng)絡(luò)的側(cè)重點和要求也不盡相同，尤其對穩(wěn)定性和安全性提出了更高的要求。業(yè)內(nèi)尚未有統(tǒng)一的標準出臺，導(dǎo)致各地區(qū)電力通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)五花八門，對不同網(wǎng)絡(luò)間的對接和調(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)擴容需求和網(wǎng)管能力持續(xù)發(fā)展角度來看，需要對網(wǎng)管系統(tǒng)進行徹底升級。

2 新形勢下電力通信網(wǎng)運維建設(shè)面臨的挑戰(zhàn)

2.1 業(yè)務(wù)發(fā)展的變化和需求

（1）隨著國內(nèi)新能源技術(shù)的蓬勃發(fā)展，對電網(wǎng)的信息化能力和調(diào)度能力也提出了更多的要求。電力通信專網(wǎng)不僅要滿足傳統(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，還要實現(xiàn)對接入電網(wǎng)的新能源電力的儲能和規(guī)劃調(diào)度以及新能源儲能設(shè)備的集中管控，對電力通信網(wǎng)的調(diào)度及信息化處理能力提出了新的要求。

（2）目前電力通信專網(wǎng)的建設(shè)投入力度不足，所用光纜在長距離傳輸過程中的損耗和光衰較大，且在市級光纜網(wǎng)絡(luò)間未合理設(shè)置光放站，存在較大的隱患，容易造成整個電力通信網(wǎng)絡(luò)的不穩(wěn)定。同時，光纜未設(shè)置足夠的冗余備份，在因工程建設(shè)等問題發(fā)生斷裂后，會導(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)個人計算機（Personal Computer，PC）終端設(shè)備，無法實現(xiàn)對電網(wǎng)內(nèi)移動終端設(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、自動化以及互動化特征的數(shù)字化電力通信網(wǎng)，實現(xiàn)PC 設(shè)備終端、移動互聯(lián)終端及智能電表終端的實時數(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，針對遠距離傳輸和冗余備份也有了新的技術(shù)方案。通過部署光傳送網(wǎng)（Optical Transport Network，OTN）光傳輸設(shè)備，然后在市級間的重要節(jié)點建設(shè)光放站，從而解決遠距離傳輸?shù)墓馑栴}。針對冗余備份，傳輸網(wǎng)絡(luò)采用環(huán)形設(shè)計，這樣針對單個節(jié)點至少有2 個以上的光纜路由，從而增強光纜傳輸?shù)陌踩院头€(wěn)定性。

（2）針對性開發(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)過應(yīng)用軟件進行數(shù)據(jù)處理和打包，提高數(shù)據(jù)利用效率，減少運維人員工作量，同時降低網(wǎng)絡(luò)傳輸資源的占用率，降低建設(shè)成本。

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

2.3 電力通信網(wǎng)的技術(shù)對比選擇

電力通信網(wǎng)絡(luò)要求具備雙向性、實時性、可靠性特征，基于安全性考慮應(yīng)是與公網(wǎng)隔離的電力通信專網(wǎng)，能夠?qū)崿F(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的專項通道傳輸，保障電力通信網(wǎng)絡(luò)的絕對安全和穩(wěn)定。電力通信網(wǎng)具備技術(shù)先進性，能夠承載智能電網(wǎng)現(xiàn)有業(yè)務(wù)，同時充分考慮未來技術(shù)的發(fā)展，冗余配置相應(yīng)的接口和平臺策略。此外，電力通信網(wǎng)應(yīng)具備自主知識產(chǎn)權(quán)，鼓勵相關(guān)專業(yè)國產(chǎn)廠商針對電力通信網(wǎng)業(yè)務(wù)進行定制開發(fā)和業(yè)務(wù)能力升級，帶動整個行業(yè)的良性發(fā)展。

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

（1）公網(wǎng)和專網(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)，同時申請相關(guān)公網(wǎng)IP，實現(xiàn)系統(tǒng)業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)通信。專網(wǎng)則是與互聯(lián)網(wǎng)隔離的網(wǎng)絡(luò)，擁有獨立于互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸通道。考慮電力通信網(wǎng)的安全性，建議采用專網(wǎng)建設(shè)。

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

3 新形勢下電力通信網(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、大電流為特點的集中式統(tǒng)一供電系統(tǒng)，這種發(fā)電方式具有很強的規(guī)模效應(yīng)，能夠用最小的經(jīng)濟代價獲得最大的發(fā)電量，同時便于大范圍建設(shè)和統(tǒng)一規(guī)劃。但是，隨著目前國內(nèi)外形勢的發(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、燃氣輪機以及清潔能源，通過在用電現(xiàn)場或者附近區(qū)域部署單獨的發(fā)電機組，為重要敏感單位供電，大大提高了供電的安全系數(shù)，滿足特定用戶的需求。

（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，通過將各類負荷和電力監(jiān)視設(shè)備接入電力通信專網(wǎng)，實現(xiàn)對整個微網(wǎng)運行的可視化，并合并進入現(xiàn)有電網(wǎng)系統(tǒng)進行統(tǒng)一調(diào)度運行。在特殊情況下，也可從電力網(wǎng)絡(luò)中斷開，實現(xiàn)獨立運行。

3.2 人才儲備與技能培訓(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)，對信息化、數(shù)字化通信專業(yè)人員的要求逐步提高。傳統(tǒng)電網(wǎng)通信專業(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)處于無人可用的地步，需要進行通信及信息化專業(yè)人力資源的儲備。組織相關(guān)行業(yè)的權(quán)威廠商，針對現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)進行專業(yè)培訓(xùn)，提升現(xiàn)有維護管理人員通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能力。

4 結(jié) 論

隨著現(xiàn)在國家智能電網(wǎng)建設(shè)不斷加速和深入，電力通信專網(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)出多元化及專業(yè)化特點，同時隨著國內(nèi)外形勢的不斷發(fā)展，電力通信專網(wǎng)更加注重對建設(shè)模式的應(yīng)用，并對所顯現(xiàn)出的問題制定有效的改革創(chuàng)新方法，通過對電力通信結(jié)構(gòu)進行有效改進，進而滿足人們的需求，推動國家電力通信的安全、穩(wěn)定運行。