新形勢下電力通信網運維管理方式

李錦冬

（安徽電信規劃設計有限責任公司網絡院，安徽 合肥 230031）

1 國內電力通信網運維發展現狀及問題分析

1.1 目前電力通信網建設發展的發展過程及現狀

我國電力通信網絡經過多年的發展，在承載方式和硬件配置層面有了翻天覆地的變化。電力通信網作為專業性和安全穩定性要求極高的網絡，其發展過程中的轉變包括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發的方式，對端口數據包進行存儲和循環冗余碼校驗檢查。當遇到錯誤數據包時，對數據包的源IP 地址、目的IP 地址及五元組進行校驗核對，大大提高網絡性能，同時支持高速端口和中低速端口的無縫切換。

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

（3）從明線布置承載到光纖傳輸承載。目前的光纖技術已經可以達到萬兆速率傳輸，同時大量應用光傳送網（Optical Transport Network，OTN）傳輸設備，具有抗電磁干擾、傳輸速率高、信號穩定等特點。

（4）從硬件為主要特征到高度依賴軟件技術。通過提高軟件的應用適配度，更充分發揮硬件設備的性能和保障傳輸過程中的安全性[1]。電力通信網發展歷程如圖1 所示。

圖1 電力通信網發展歷程

隨著國內智能電網技術的不斷發展和信息化程度的不斷加深，對通信技術的傳輸速率、時延性、穩定性等方面也提出了新的要求，不僅要保障傳統的電力業務網通信和運維網絡的安全穩定，還要在新形勢下建設信息化、數字化的智能電網專用網絡，深度融合現有業務網絡和運維網絡。同時，加強對電力通信網絡光放站的建設強度，擴大電力通信網絡覆蓋范圍，對現有變電站、智能終端等實現全面接入納管，利用大數據分析技術對業務開展和運維過程中產生的海量數據進行歸納，動態化展示網絡存在的不足[2]。建設智能電網通信網不但可以滿足新形勢下智能電網的信息化及數字化轉型需求，還能在通信網絡建設過程中學習到最前沿的先進技術和理念，提升電網專業人員通信網絡技術水平，保障智能電網專用通信網的效率和質量。電力通信網技術架構如圖2 所示。

圖2 電力通信網技術架構

1.2 電力通信網運維管理存在的問題

目前，我國電力通信專網建設存在的主要問題是地區之間發展不平衡、不充分。國內電力通信專網是以省級為單位進行區域劃分，一共分為3級網絡拓撲層次。第一層為省級電網公司和國家電網公司之間的通信網絡，用于國家電網公司在重大節點或特殊情況下對全國電力資源進行統一調度；第二級為省級電網公司和市級電網公司之間的通信網絡，用于全省（自治區）電力資源調度；第三級為省（自治區）內各地市間的通信網絡，用于日常應用和重大保障時的電力資源調度[3]。隨著智能電網專用通信網的建設，電力通信網建設的主要矛盾正在發生深刻變化，主要問題如下。

（1）未對網絡建設進行合理規劃。目前，我國各地區之間的經濟發展差異較大，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信息化和數字化建設，部分地區依然使用老舊的調度電話系統，這制約了電網的通信業務服務能力[4]。近年來，通信網絡技術飛速發展，未考慮地區差異的網絡建設不但會使電力通信專網的發展造成較大的資金浪費，而且會因技術版本更迭降低電力通信專網的安全性和穩定性。

（2）電力通信網絡建設與信息技術融合后，無法有效利用整體通信資源。軟件及信息技術雖然可以通過對應用的合理調用來提升硬件設備的利用效率，但是對運維人員的應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，必要時采購相應的技術支持服務，增加了使用成本[5]。

（3）無法充分發揮智能電網網絡操作維護中心的優勢，不能充分調用全集團的網絡操作運維能力，加大了對現有各類通信設備的運維難度。隨著電力通信網業務范圍的擴大，涉及的設備類型和數量也與日俱增，同時各種應用接口數據交換復雜，對智能電網操作維護中心的設備集中統一管控能力和快速處置能力提出了更高的要求。

（4）尚未制定統一的電力通信網絡建設及管理標準。常規的通信網絡不管是在國內還是國際上都有統一的標準規定，對通信網絡的穩定性、安全性、健壯性等方面提出統一的要求，相關建設對應統一標準即可。在電力通信網方面，由于電力行業的特殊性和專業性，對網絡的側重點和要求也不盡相同，尤其對穩定性和安全性提出了更高的要求。業內尚未有統一的標準出臺，導致各地區電力通信網絡建設五花八門，對不同網絡間的對接和調度造成較大阻礙。

（5）網管系統能力和質量較低。隨著應用和軟件方面功能的增加和能力提升，由此產生了眾多的數據接口和流量，對網管系統的吞吐能力要求也提出了更高的要求。隨著對電力通信網絡整體安全性和穩定性要求的不斷增加，現有網管系統數據吞吐能力不足，因此從網絡建設擴容需求和網管能力持續發展角度來看，需要對網管系統進行徹底升級。

2 新形勢下電力通信網運維建設面臨的挑戰

2.1 業務發展的變化和需求

（1）隨著國內新能源技術的蓬勃發展，對電網的信息化能力和調度能力也提出了更多的要求。電力通信專網不僅要滿足傳統高電壓大電流的承載調度和各變電站常規設備的統一管理，還要實現對接入電網的新能源電力的儲能和規劃調度以及新能源儲能設備的集中管控，對電力通信網的調度及信息化處理能力提出了新的要求。

（2）目前電力通信專網的建設投入力度不足，所用光纜在長距離傳輸過程中的損耗和光衰較大，且在市級光纜網絡間未合理設置光放站，存在較大的隱患，容易造成整個電力通信網絡的不穩定。同時，光纜未設置足夠的冗余備份，在因工程建設等問題發生斷裂后，會導致電力系統故障。

（3）目前的電力通信網只接入變電站的相關個人計算機（Personal Computer，PC）終端設備，無法實現對電網內移動終端設備與相關智能電表的統一納管，因此需建設具有信息化、自動化以及互動化特征的數字化電力通信網，實現PC 設備終端、移動互聯終端及智能電表終端的實時數據共享和故障處理等。

2.2 信息技術與通信網絡的統一

（1）隨著通信技術的快速發展，針對遠距離傳輸和冗余備份也有了新的技術方案。通過部署光傳送網（Optical Transport Network，OTN）光傳輸設備，然后在市級間的重要節點建設光放站，從而解決遠距離傳輸的光衰問題。針對冗余備份，傳輸網絡采用環形設計，這樣針對單個節點至少有2 個以上的光纜路由，從而增強光纜傳輸的安全性和穩定性。

（2）針對性開發應用軟件，深度融合通信技術和信息技術。在業務和調度數據傳輸前，經過應用軟件進行數據處理和打包，提高數據利用效率，減少運維人員工作量，同時降低網絡傳輸資源的占用率，降低建設成本。

（3）加強智能電網信息通信內容建設，實現智能電力通信網高速、實時、雙向的信息通信，完成對智能電表及終端設備的數據采集與控制，做到精細化、智能化管理與決策。

2.3 電力通信網的技術對比選擇

電力通信網絡要求具備雙向性、實時性、可靠性特征，基于安全性考慮應是與公網隔離的電力通信專網，能夠實現業務數據的專項通道傳輸，保障電力通信網絡的絕對安全和穩定。電力通信網具備技術先進性，能夠承載智能電網現有業務，同時充分考慮未來技術的發展，冗余配置相應的接口和平臺策略。此外，電力通信網應具備自主知識產權，鼓勵相關專業國產廠商針對電力通信網業務進行定制開發和業務能力升級，帶動整個行業的良性發展。

針對通信接入網建設，目前市面上的主流技術主要分為以下幾個方面。

（1）公網和專網。公網主要為互聯網通道，新增通信網絡設備接入互聯網內，同時申請相關公網IP，實現系統業務的數據通信。專網則是與互聯網隔離的網絡，擁有獨立于互聯網的數據傳輸通道。考慮電力通信網的安全性，建議采用專網建設。

（2）光纖網和無線網。在實際應用中，光纖網和無線網各有利弊。光纖網傳輸速度快、穩定可靠，安全性較高，在遠距離傳輸和重要業務系統間的數據傳輸時優先采用。

3 新形勢下電力通信網建設方式創新措施

3.1 分布式發電技術與微型電網系統

（1）大力采用分布式發電技術。目前，電網主要采用以高電壓、大電流為特點的集中式統一供電系統，這種發電方式具有很強的規模效應，能夠用最小的經濟代價獲得最大的發電量，同時便于大范圍建設和統一規劃。但是，隨著目前國內外形勢的發展，其弊端也日益顯現。分布式發電技術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，通過在用電現場或者附近區域部署單獨的發電機組，為重要敏感單位供電，大大提高了供電的安全系數，滿足特定用戶的需求。

（2）組建微型電網系統。微型電網系統是智能電網的重要組成部分之一，通過整合發電、配電、輸電流程，建設風力發電、水力發電、燃料發電等發電設施，通過將各類負荷和電力監視設備接入電力通信專網，實現對整個微網運行的可視化，并合并進入現有電網系統進行統一調度運行。在特殊情況下，也可從電力網絡中斷開，實現獨立運行。

3.2 人才儲備與技能培訓

隨著業務拓展和通信資源及管理設備數量的增多，智能電網加速建設，對信息化、數字化通信專業人員的要求逐步提高。傳統電網通信專業人員數量較少，導致智能電網的通信及信息化建設處于無人可用的地步，需要進行通信及信息化專業人力資源的儲備。組織相關行業的權威廠商，針對現有通信網絡進行專業培訓，提升現有維護管理人員通信網絡技術能力。

4 結 論

隨著現在國家智能電網建設不斷加速和深入，電力通信專網等相關基礎設施建設也在加速發展，業務的需求呈現出多元化及專業化特點，同時隨著國內外形勢的不斷發展，電力通信專網更加注重對建設模式的應用，并對所顯現出的問題制定有效的改革創新方法，通過對電力通信結構進行有效改進，進而滿足人們的需求，推動國家電力通信的安全、穩定運行。