電力調度交換網改造及優化分析

摘要：某省調度交換網設備老化嚴重，存在安全隱患，為保障電力調度通信系統安全、穩定地運行，擬對電力調度交換網進行改造升級。文章從調度交換機架構、調度系統網管架構、調度系統錄音架構、調度臺系統架構等方面介紹調度交換網改造的方案。改造采用“省級雙機熱備，地市級雙機熱備”的調度交換機網絡架構，組建統一的調度網管系統，引入調度交換新技術和軟交換技術。改造后的調度交換網能有效解決現網通信設備老化、可靠性不足的問題，大幅提高系統的應用性能，為電力調度提供安全可靠的通信保障。

關鍵詞：調度交換網；電力改造；電力通信；軟交換

中圖分類號：TM78"""" 文獻標識碼：A""""" 文章編號：1674-0688（2024）01-0106-04

0 引言

電力調度交換系統是電力系統的核心通信基礎設施，連接調度中心、發電站和變電站，通過傳遞指令、監控數據，確保電力系統運行穩定。然而，目前一些電力調度交換網已超過使用年限，在安全性、穩定性及業務容量方面面臨極大的挑戰。陳壽瑜［1］針對調度系統中存在的問題，提出軟交換技術在電力調度交換系統中的應用方案；楊忠藩［2］從軟交換技術的概念切入，探討該項技術在電力調度系統中的應用；劉燊［3］針對電力調度語音交換系統的網架結構及其特點，提出適合電力調度語音交換系統現有組網特點的錄音方式。本文在前人研究的基礎上，引入軟交換、優化組網結構等方式，用于提升調度交換系統的錄音及業務服務能力，降低調度交換系統在日常運維中的綜合成本。本研究突破了傳統調度交換在業務融合上的弊端，填補了某省電力調度系統IP化（虛擬化）的空白，可為同類電力調度交換網改造工程提供參考和借鑒。

1 現狀及問題分析

國網某省電力調度交換網的大部分調度交換機設備建于2012年之前，使用年限已超過10年，設備老化導致交換機故障率逐年增高且組網方式也存在安全隱患。目前，電力調度交換系統主調和備調主要使用“塔迪蘭”Coral 6000、IPX3000等調度交換設備；網絡連接使用“兩級匯接，三級交換”的網絡架構模式。省公司與國網某分部及各地市公司的主調和備調主要采用“口”字交叉結構連接；省公司主調和備調與國調、網調、省直調電廠則使用2條獨立的2M通道連接。該調度交換系統自投運以來，始終以電路交換技術為核心交換方式。國網某省電力公司現網調度存在的具體問題如下。

（1）設備存在安全隱患，急需更換。目前，正在使用的調度交換設備的使用年限已超過正常使用年限，設備老化，已發生多次故障。

（2）調度交換機品牌、型號不一，導致監控維護難度增大；設備供應鏈不完整，缺乏備品備件，影響了設備的管護與維修工作。

（3）采用“口”字交叉結構的組網方式安全性不足，無法滿足現有接入的安全需求，早期的規劃及相關設備技術無法滿足現有國網接入的安全要求。其中，PCM（脈沖編碼調制）設備故障率高，維護困難，該技術也已處于被淘汰的邊緣，亟需新技術替換。此外，在1∶1雙機熱備、網絡資源合理優化、用戶量擴容等方面，現網調度交換機存在一定的功能限制。

為解決上述問題，改造項目計劃引入軟交換技術、推廣新型業務應用，從而提高調度員的工作效率，確保電力調度系統穩定、安全地運行。

2 調度交換改造方案

2.1 改造要求

本次調度交換網改造建設的目的是規范調度交換網的網絡架構，穩步推進調度交換網技術的演進，提高電力調度通信網絡的可靠性、穩定性。具體的改造要求如下。

（1）總部（國網一級匯接點C1）、分部（國網二級匯接點C2）、省公司（國網三級匯接點C3）宜在異地設立第二匯聚點，作為本級備用匯接交換中心，與主用匯接交換中心組成雙機系統，主用、備用調度交換機互相連接，并且主用、備用調度交換機分別與上、下一級匯接交換中心的主用、備用調度交換機互相連接，形成典型連接方式，即“口”字交叉結構。

（2）地（市）供電公司要形成雙機互備系統。同時，省公司主用、備用雙機系統對所有地（市）供電公司全覆蓋且進行組網，保障通信的連續性和穩定性。

（3）保持目前省內“兩級匯接、三級交換”的網架結構和網絡拓撲形式，對超出推薦運行年限的設備進行拆除報廢處理。

（4）建設全網統一的網管平臺，對全網兩級程控調度交換機進行全面的綜合管理和監控，地市采用分權、分域的方式對所轄調度交換機進行設備故障、配置、性能、拓撲和安全等方面的管理。

（5）引入“IP用戶板+IAD（綜合接入設備）”［4］、IP延伸和E1延伸［5］等遠端延伸新技術替代傳統的PCM遠端放號技術，推動調度電話技術的升級。

2.2 總體組網架構

2.2.1 調度交換機架構

省公司主備調與國網二級匯接點主備調、地市公司主備調及其他省二級單位（末端節點）分別采用“口”字交叉結構互聯，同時省主調對接國網二級匯接點主調B機作為出省第五路由；與國調及網調電廠采用“獨立雙路由”的方式互聯；調整省調直調電廠組網方式，將省調直調電廠按照區域劃分的就近原則采用“獨立雙路由”方式接入地市主備調，各調度交換機局間的中繼采用2M數字中繼方式，組網信令為2M數字共路Qsig信令。典型調度交換機組網拓撲圖見圖1。

省公司、地市公司及某二級公司的調度交換機采用異地雙機同組方式。當單套設備出現故障時，業務自動切換至另一套設備，不會影響業務的正常運行。同時，在省公司主調新增一套軟交換設備，與省公司主用、備用調度交換機形成異地跨網3機同組，3套系統之間相互備份，滿足新型調度業務的需求。所有調度語音業務由程控調度交換機承載，多媒體業務由省調主調軟交換系統承載。

2.2.2 調度網管系統架構

省公司主調和備調分別部署1套調度網管服務器，對全省調度交換機及調度臺進行全面、集中的管理。省公司主調和備調，以及各個地市公司主調、部分變電站及其他省二級單位分別部署一套調度網管客戶端，通過分權、分域的方式實現各單位對所轄范圍內調度交換機、調度臺的統一維護與管理，實現對調度交換網物理鏈路、業務信息流的可視化監控；同時，為確保調度交換網的安全，對調度交換網網絡進行改造，在省公司主調和備調各配置1套防火墻。

此外，為滿足調度臺IP化業務、錄音系統IP錄音方式及調度網管業務的承載需求，考慮調度交換網業務的重要性以及傳輸設備資源的合理利用，在省公司主備調、各地市供電公司主調及其他核心站點分別部署2套交換機，實現全網IP業務的匯聚與傳送。省公司主備調4臺交換機采用“口”字形方式進行互聯，其他各站點均采用“口”字形方式分別上聯至省公司中心站的2臺交換機及中衛備調的2臺交換機，以便網管對調度交換系統進行統一監控管理。調度交換網管整體架構圖見圖2。

2.2.3 調度錄音系統架構

本項目各核心站點均配置一定容量的錄音設備實現調度電話的本地錄音，同時在省公司部署1套錄音服務器，實現省集中錄音，與本地錄音系統形成異地互備。本次錄音方式共有2種，第一種采用錄音板對調度交換機所屬的所有調度臺進行錄音，同時各調度臺具備錄音1 000條語音的功能，錄音文件保存于本地調度臺，方便調度員從調度臺讀取錄音；第二種采用IP錄音方式，對接入調度交換承載網的所有調度臺進行錄音，通過IP通道將本地錄音上傳至省公司錄音服務器。2種方式同時進行錄音，實現模擬錄音與IP錄音互為備份、本地錄音和異地錄音互為備份。省公司主備調分別配置2套錄音系統，各地市供電公司分別配置1套錄音系統，同時對所管理的調度臺進行錄音，形成錄音系統的主備用。錄音系統圖見圖3。

2.2.4 調度臺系統架構

本項目配置的調度臺均為雙模調度臺，配置2個“U”形口及1個網口，其中調度臺與本地的程控調度交換機采用“U”形口連接，與不在本地的程控調度交換機采用調度臺延伸器進行延伸連接，與軟交換設備采用網口連接。調度臺上聯軟交換拓撲圖見圖4。

調度臺數量按照電網生產調度運值崗位的需求配置，主備節點的調度臺采用主備互放的方式進行部署，省公司配置不少于4套調度臺，地市公司配置不少于2套調度臺。配置調度臺的站點均配置雙模調度臺，其中省公司主調和備調配置的雙模調度臺的雙“U”形口分別上聯至本單位主調、備調調度交換機，網口統一上聯至省公司主調軟交換設備；其余站點配置的雙模調度臺的1個“U”形口上聯至本級程控調度交換機，網口統一上聯至省公司主調軟交換設備。上述調度臺的維護管理均可通過調度臺網口實現。調度臺延伸器連接示意圖見圖5。

2.3 項目實施

項目實施階段分為工程準備、硬件安裝、軟件調試、聯合調試、驗收測試、割接/試運行六大部分［6］，各部分的實施順序及主要完成工作如下。

（1）階段一：工程準備。簽訂合同后，首要任務是開展工程現場的二次勘查和設計施工圖。同時，逐一核對設備供貨清單，協調安排供應商發貨事宜。在此階段，需向相關部門提出業務通道調度申請。

（2）階段二：硬件安裝。設備到位后，項目建設方、設備制造商和監理單位需共同進行開箱檢查，確保設備與施工圖相符。隨后，同步開展線纜布放和硬件安裝工作。布放和安裝工作完成后，申請對設備進行通電測試，測試設備運行狀態是否正常。

（3）階段三：軟件調試。本階段主要包括部署環境檢查、軟件安裝、數據配置、單機調試、用戶測試等工作。此外，測試調度臺功能，在各種場景下進行電話撥測。完成單機調試和基本業務調試后，進行單機容災倒換測試。

（4）階段四：聯合調試。在此階段，進行設備間的聯合調試，完成各類場景的撥測，并且進行設備級、局點級和中繼鏈路級的容災測試；與其他系統（如塔迪蘭調度交換網）開通中繼鏈路，完成互聯互通數據的配置、調試和撥測；確保調度交換系統與綜合網管及國網通信管理系統實現對接聯調。同時，各地市單位需完成調度臺的安裝、數據配置、線纜布放和音頻線卡的接入等工作，確保具備割接條件。

（5）階段五：驗收測試。為確保設備性能達到最佳狀態，需進行全面的驗收測試，該測試由項目組成員、設備制造商、施工單位和監理單位共同參與。驗收內容涵蓋設備外觀、業務功能、冗余備份、容災功能及機房施工等多個方面，確保測試項目的全面性和可用性。如果有未完成的功能，需在備注中明確說明并詳細記錄和備案，以便日后維護和修正。在系統驗收測試中，必須仔細審核測試結果，確保其符合預期標準。驗收過程中一旦發現問題，應立即采取糾正措施并重新進行全面的測試。

（6）階段六：割接/試運行。驗收測試完成后，啟動用戶割接流程。在開始割接工作前，必須確保所有調度臺的業務已完成（包括調度臺、模擬用戶、中繼業務等）并已進入試運行階段。完成所有用戶的割接任務后，調試人員將工程交接給運維人員，并且提供詳細的工程資料，包括系統接線圖和設備數據配置等重要信息。

3 結語

綜上所述，本文對某省電力調度交換網現狀進行分析，提出改造升級的總體思路和具體方案。某省調度交換網改造是適應電力系統發展需要、保障電力調度業務安全的重要舉措。此次改造解決了現網設備老化、運行可靠性不足的問題，系統安全性和可用性大幅提升。完成改造后，調度交換網將為某省地區電網的穩定運行和電力事業的發展提供安全可靠的通信保障。本研究為某省及其他類似地區電力調度交換網改造提供了有益的借鑒和參考。后續研究可在此基礎上，進一步探討新技術在電力調度交換網改造中的應用，以更好地服務于電力系統的建設和發展。

4 參考文獻

［1］陳壽瑜.軟交換技術在電力調度交換系統中的應用管窺［J］.電子世界，2019（22）：175-176.

［2］楊忠藩.電力調度交換系統中軟交換技術的應用［J］.電子技術與軟件工程，2020（12）：26-27.

［3］劉燊，蔡澔倫，周莉明.軟交換電力調度交換系統錄音方式研究［J］.云南電力技術，2017，45（3）：55-58.

［4］周月浩，趙曉靜，張毓琪，等.變電站調度電話IAD接入方案研究［J］.中國新通信，2021，23（19）：42-44.

［5］王藝樺，李芹，張鑫，等.國家電網公司調度交換遠端延伸演進分析［J］.電力信息與通信技術，2023，21（3）：60-66.

［6］馮斐斐，郭安樂，孫琳，等.IMS行政交換網實現及優化分析［J］.信息通信，2018（8）：189-191.

【作者簡介】劉志鵬，男，寧夏銀川人，碩士，助理工程師，研究方向：電力系統通信業務運行維護；孫琳，女，寧夏中衛人，碩士，工程師，研究方向：電力系統通信業務運行維護；李鴻儒，女，寧夏銀川人，本科，助理工程師，研究方向：電力系統通信業務運行維護；雷子樂，女，寧夏銀川人，碩士，助理工程師，研究方向：電力系統通信業務運行維護。

【引用本文】劉志鵬，孫琳，李鴻儒，等.電力調度交換網改造及優化分析［J］.企業科技與發展，2024（1）：106-109.