基于通信管理系統的電力通信重要業務集中監視方法及其應用

李弘運，梁瓊，譚彪

(國網湖南省電力有限公司信息通信分公司，湖南長沙 410004)

0 引言

電力通信網是電力系統的第二張實體網絡，其安全可靠性直接影響電網的安全穩定[1－4]。國家電網有限公司電力通信網由一至四級骨干通信網構成，分別主要為國、分、省、市四級電網的繼電保護、安穩控制、自動化等重要生產業務提供通信通道。近年來，隨著電網快速發展，業務通道規模增長迅速，尤其是跨區域、長距離的輸電線路建設，各級通信網之間資源共濟互備、業務交叉承載的現象越來越普遍[5－9]。

各級電力通信網的狀態監視和調度指揮由各級通信調度就地開展，對于交叉承載的重要業務，當非本級通信網承載部分的通信通道出現故障異常時，業務所屬單位的通信調度機構往往需要依賴故障通信網所屬的通信調度機構告知相關信息，無法在第一時間主動監測業務通道的運行狀態，難以適應安全運行的需要[10－12]。

為了讓業務所屬單位能夠對業務的全程通信通道進行集中統一監視，國家電力調度控制中心組織開展了基于通信管理系統(以下簡稱“TMS”)的重要業務集中監視功能研發和推廣應用。本文重點介紹該功能基本原理及其在湖南電力系統三、四級通信網的應用情況。

1 功能原理

當發生故障時，TMS的重要業務集中監視模塊對實時告警進行統一分析。首先將實時告警的告警名稱與告警白名單中的對象進行匹配，如果符合匹配要求，則該告警為影響業務的告警。然后繼續分析出該告警的影響業務情況，最后再判斷受影響的業務中是否存在重要業務。如果存在重要業務則根據業務歸屬的調管范圍，推送該告警給相關調管責任單位的重要業務集中監視臺，并在影響最高級業務這一列展示受影響業務，從而告知調度員當前故障中受影響的重要業務。

1.1 總體架構

目前國家電網有限公司的TMS采用三級部署模式，包括國網TMS、分部TMS和省級TMS。國網TMS采集一級骨干網通信網管信息并推送至國網通信調度，分部TMS采集二級骨干通信網網管信息并推送至分部通信調度，省級TMS采集三、四級骨干通信網信息分別推送至省通信調度和地市通信調度[13－15]。重要業務集中監視功能的核心在于打破各級TMS之間的數據壁壘，通過數據共享將業務告警信息傳遞至業務所屬單位的通信調度機構。

如圖1所示，某分部調管業務由多級通信網交叉承載，當三級網出現告警時，告警信息能夠通過省級TMS上傳至分部TMS，并最終推送至分部通信調度。

圖1 重要業務集中監視原理

在基礎數據維護層面，本級系統的資源管理系統通過影響業務分析功能，判斷相關通道是否承載上/下級業務，由資源維護人員將承載上/下級業務的通道資源同步至上/下級系統。

在實時監視告警層面，本級系統的告警監視臺接收到告警后，通過影響業務分析功能判斷該告警是否影響上/下級業務，并將影響的告警同步至上/下級系統。上/下級系統收到告警后調用影響業務分析模塊分析業務的狀態并展示?？傮w架構如圖2所示。

圖2 重要業務集中監視功能總體架構

1.2 關鍵技術

從總體架構可以看出功能實現的關鍵在于資源數據的跨級維護和告警數據的跨級同步，為提高資源數據維護效率和告警推送的實時性，本功能應用了以下關鍵技術。

1.2.1 通道標簽ID自動采集

在現有傳輸網管北向接口對設備、告警、性能數據采集的基礎上，實現傳輸網通道資源與通道標簽ID的直接采集，將通道標簽ID作為唯一標識自動寫入到各級TMS的通道信息表中，便于用戶進行通道與業務的關聯，大大提升了資源數據維護效率。

1.2.2 基于DataHub的告警實時同步

基于數據中臺的實時技術路線，將源端系統數據庫中的告警數據通過SDK推送到DataHub，再通過Blink進行數據的處理和計算，根據計算結果，將影響上/下級的告警數據推送至上/下級系統的數據庫，從而實現告警數據的秒級同步。

1.3 功能架構

重要業務集中監視主要涉及11個功能模塊，其中資源同步和告警同步為新增功能模塊，其余功能模塊是對原有功能的擴展。整體功能架構如圖3所示。

圖3 功能架構

1)資源管理。基于TMS原有的通道路由圖、業務拓撲圖、業務信息管理、通道信息管理功能，在原有功能基礎上進行提升，增加支持跨級業務通道的展示、維護，同時新增業務通道手動維護功能用來維護無法自動采集的業務通道。

2)實時監視?；赥MS原有告警操作臺、告警處理功能，在原有功能基礎上進行提升，新增時隙告警處理和業務分欄展示等功能。

3)影響業務分析?；赥MS原有告警影響業務分析以及資源承載分析功能，在原有功能基礎上進行提升，新增支持時隙告警對業務的影響分析功能。

4)重要業務集中監視。新增資源同步和告警同步功能，實現上/下級系統間資源的同步和告警同步。

1.4 數據架構

重要業務集中監視功能主要涉及三大類數據，分別為實時數據、資源數據、業務數據。數據架構如圖4示。

圖4 數據架構

其中，實時數據主要用于告警的處理。資源數據主要用于對業務端到端通道的監視。業務數據主要用于影響業務分析以及業務拓撲圖的展示。

2 應用準備

作為重要業務集中監視的擴大試點單位，國網湖南省電力有限公司(以下簡稱“湖南公司”)結合省內通信網和業務特點開展應用準備，主要包括監控對象梳理、數據治理和告警白名單治理三個方面。

2.1 監控對象梳理

在納控的通信傳輸設備品牌方面，考慮到品牌兼容性和未來發展趨勢，湖南公司將本次試點范圍定為A、B、C、D四大品牌。大部分品牌主要在地市公司使用，所以會在進行地市推廣應用中再納入試點范圍。

在納控的業務類型方面，結合湖南省生產實際情況和業務部門意見，湖南公司選擇繼電保護、安穩控制、調度數據網以及調度電話四類電網調度生產業務作為試點對象。

基于上述原則開展業務梳理，形成業務通道清單，共計業務通道793條，其中由三級網承載544條，由四級網跨級承載249條，詳見表1。

表1 納控業務通道情況 條

2.2 數據治理

設備、光纜、業務通道等基礎數據準確性是功能應用的基礎，湖南公司針對梳理出的業務通道清單進行數據復核和治理。

2.2.1 本級業務數據治理

對清單內全程由三級網傳輸設備承載的業務進行數據復核，共計保護穩控業務通道263條、調度數據網業務通道159條、調度電話業務通道122條。將運維資料、三級網傳輸網管與系統臺賬逐條核對，確認系統能夠展現通道的完整路由，做到圖實一致。

2.2.2 跨級業務數據治理

對清單內由四級網傳輸設備承載的業務通道進行梳理，共計保護穩控業務通道119條、調度數據網業務通道129條、調度電話業務通道1條。將運維資料、四級網傳輸網管與系統臺賬逐條核對，確認系統能夠展現通道的完整路由，做到圖實一致。

2.3 告警白名單治理

通信傳輸系統的告警種類繁多，不同品牌、不同型號、不同版本設備的告警名稱差異性較大，TMS系統通過告警白名單來識別哪些告警會對業務通道造成影響。

湖南公司針對省內“四大品牌”設備的型號和系統版本情況，梳理出告警白名單，其中品牌A告警19項，品牌B告警26項，品牌C告警14項，品牌D告警14項。

3 功能驗證及應用

3.1 功能驗證

在功能部署和應用準備工作完成后，湖南公司通過應用驗證功能的可用性和準確性，并對發現的問題閉環整改。驗證流程如圖5所示。

圖5 告警影響業務情況驗證流程

功能驗證分為模擬驗證和實際應用驗證兩個階段開展。

1)模擬驗證階段。通過在TMS測試環境中使用模擬告警觸發工具生成模擬告警，對告警推送、影響業務分析功能的及時性和正確性進行驗證，將發現的問題形成問題清單，由推進小組進行閉環管控。

2)實際應用驗證階段。在模擬驗證準確率達到90%后開展實際應用驗證工作，即在生產系統中針對計劃檢修和實際故障進行應用驗證。

當在故障或者檢修情況下產生告警時，調度員將功能推送分析的業務影響和實際業務影響進行對比驗證，梳理問題清單反饋給推進工作小組進行閉環管理。

3.2 應用情況

推進小組以周為單位對測試情況進行匯總分析，結果見表2和圖6。

表2 周測試情況表

圖6 周測試情況分析

從以上可以看出，經過10周的功能應用和完善迭代，重要業務集中監視功能在湖南三、四級網的應用準確率顯著提升。

4 結語

本文針對當前電力通信網面臨的交叉承載業務無法集中監視的問題，介紹了一種基于TMS的重要業務集中監視方法及其在湖南三、四級網的應用情況。該方法可以將實時告警的業務影響情況進行實時展示，節省了人工核查告警信息后再去網管查詢受影響業務的時間，提高了故障處置效率。通過監控對象梳理、數據治理、白名單梳理和應用驗證完善，湖南省三、四級網四大品牌設備承載的省級繼電保護、安穩控制、調度數據網和調度電話業務集中監視準確率達到了97.82%，極大提高了業務監控水平和安全管控能力。