无人值班站电力调度电话实现方案的分析

杨丹青，张学毅，邓杰，周美琴

无人值班站电力调度电话实现方案的分析

杨丹青，张学毅，邓杰，周美琴

（湖南工业大学 电气与信息工程学院，湖南 株洲 412007）

针对无人值班变电站调度数据网双网络建立和PCM（脉冲编码调制）设备作用弱化的现状，结合电力调度交换机组网情形，提出电力调度3种实现方案。并对各种方案的优越性、应用场景和实施情况以及投资进行了阐述。根据变电站的具体情况，提出了采用调度交换机远端模块和通过IP放号的电力调度电话实现方式，保障了调度电话的可靠实施和主备电话的独立性，减少了系统配置，节省了设备投资。

无人值班站；电力调度；电话；系统组网

0　引言

国家电网“三集五大”的建设，大运行及调控一体化的实施使得无人值班智能化变电站已在全国大范围落地。根据国家电网公司通用设计规定，220kV变电站均为无人值班模式，无人值班站对站内设备提出了更高的要求，二次系统的整合和优化更显重要。

随着220kV变电站无人值班的实现，站内不设常驻人员，站内调度电话数量急剧减少。目前国内绝大部分无人值班站取消了调度交换机的配置，调度电话的实现方式是通过PCM远端放号的方式，该方式设备繁多，投资高，管理维护复杂，与无人值班变电站的管理模式不相适应。本文重点论述在新的时期，随着调度数据网双网络的建设，在取消PCM设备情况下，如何实现220kV无人值班站电力调度电话远端放号。

1　220kV无人值班站电力调度电话实现方式及问题

1.1220kV无人值班站电力调度电话实现现状

目前全国无人值班站基本均不配置调度交换机，绝大部分都是采用PCM放小号的方式实现调度电话远端放号，部分省市也有采用在无人变电站配置远端调度台的方式。根据调度管理规定，220kV无人值班站属于“省调”、“地调”以及集控站集控。根据调度管理关系，220kV无人值班站必须具备3主3备的调度电话，为了保证主备调度电话的独立性，至少需要配置2套PCM设备。

1.2存在问题

目前无人值班站不配置调度交换机，通过PCM设备把调度电话延伸到各个变电站。利用PCM传输调度电话，在实际应用中存在如下问题：

（1）随着调度数据网双网络的建设，远地专线取消，PCM设备承载的业务越来越局限于语音通信，相对而言，网络建设的投资大。

（2）数字程控交换设备接口全部通过音频配线架配线，接线复杂，通道互相不能监测，转换设备复杂。

（3）每个PCM占用一个单独的2M话路，在整个通信的过程中均不释放，造成了通信资源的浪费。传输过程中需要较宽的频带，设备也复杂。在电话交换网络中仍然采用PCM编码方式，无法适应各种多媒体业务的应用[1]。

图1　电力调度交换组网图Fig.1　Electric power dispatching exchange network

1.3电力调度交换网现状

目前各省电网公司已建成覆盖全省直调厂站的统一信令、统一编号、统一管理的调度交换网。据了解，湖南省调度交换网采用分层汇接方式，交换中心设在湖南省调、地调汇接交换中心，直调厂站及集控站做为一般交换站两点接入地区汇接交换中心，交换中心和地区汇接中心配置双机冗余系统，各级采用2M中继汇接，信令方式采用Q信令。对于无人值班站则通过PCM设备由二线方式分别接入集控站和地调调度交换机，实现无人值班站至集控站、地调和省调的调度直通电话，电力调度交换网组网如

2　调度电话的解决方案

由于调度数据网双网络的建设，远地专线取消，PCM设备仅传输几路调度电话。根据PCM设备工作原理，PCM设备需成对配置。根据了解，电力系统应用的PCM设备单价基本都在5～7万元之间，这种方式造成了变电站调度电话实现成本较高。

结合通信技术的发展，以及对电力调度交换网络的收资调研，我们研究了以下3种方式，解决变电站取消PCM后调度电话实现问题。

2.1采用调度软交换系统方式

软交换是多种逻辑功能实体的集合，是下一代网络中语音/数据/视频业务呼叫、控制、业务提供的核心设备，也是目前电路交换网向分组网演进的主要设备之一。软交换的主要设计思想是业务/控制与传送/接入分离，各实体之间通过标准的协议进行连接和通信。这种集中控制、分散接入的架构使得在软交换网络上提供的业务能够实现更大范围的覆盖[3]。

软交换系统组网如图2，整个系统的承载网络以IP网络为基础，可以充分利用IP网络的成熟性和灵活性，采用在数据网中划分专用的VPN方式保障通道的可靠性。由于软交换系统是承载在IP网络中，无人值班站采用IP话机接入或通过接入网关接入模拟电话，接入综合数据网或者调度数据网中即可，接入更灵活。

图2　软交换系统组网示意图Fig.2　The soft exchange system networking

软交换调度系统可以按地区划分调度域，每个调度域内根据需要设置主、备两套软交换设备，利用综合数据网将终端延伸至各个调度点，有调度席位的站点设置多媒体调度台，无人值班站配备IP话机或者IP视频话机，调度域内所有终端均可以同时登录到主备两套系统，实现同时在线，充分提升容灾能力。各域之间还可以实现交叉备份，进一步提升系统的可靠性[4]。

结合电力调度组网模式，还可以将调度软交换系统与传统的电路交换系统结合，在各地调调度交换机上配置中继网关实现与原有电路交换话音业务的互通，利用软交换系统的优势，扩充原有调度交换网的功能。将软交换调度系统与电路交换调度系统结合后，除提供基本语音外，配合软交换调度终端可提供视频调度和数据调度业务（如即时消息、文件传输、电子白板、同步浏览等）[5]。

2.2通过集控站放远端模块方式

由于软交换调度系统的建设需要全调度域统一部署，是一个系统工程，建设周期长。如何能够快速地满足单个站点取消PCM时调度电话的实现，需要研究一个切实可行的方式。并且由于调度电话的重要性，各级调度均需要配置至少一主一备两路调度电话，软交换系统只能实现其中一路电话的放号，另一路调度电话若仍然采用传统方式，PCM的应用将不可避免，这种方式还是不能完全解决无人值班站完全取消PCM的要求，因此必须考虑另一种实现无人值班站调度电话放号的解决方案，形成一种互备的实现方式[6]。

基于远端模块实现无人值班站调度电话实现方案如图3。在无人值班站配置一个调度交换机远端模块，通过光传输设备2M接口接入地调或者集控站调度交换机，通过远端模块给无人值班站放号。远端模块可提供8、16、32等路电话的接入，完全能满足无人值班站调度电话的需求[7]。

该方式只需在调度交换机上增加一块2M数字接口板，在无人值班站配置一个远端模块，费用合计约2.5万元，远低于PCM实现远端放号方式的投资（约12万元），并且减少了PCM环节，增加了通道稳定性，适合一般变电站调度电话的实施。

2.3基于电路交换的IP放号方式

作为对现有以电路交换为主的通信专网的补充，通过网关设备实现IP数据网与PSTN网互联互通，建立多业务的VOIP综合平台，可以在IP数据网络基础上，利用现有的电路交换设备，通过扩展，实现远端IP放号，满足远端站点取消PCM的要求[8]。

根据产品特点可选择内置数字中继网关或外置数字中继网关。配置内置网关板，可以提供PSTN网络与IP网络信令流和媒体流的转换。配置外置数字中继网关，采用PRI信令与PBX联网，从而实现IP网络与PBX的通信选配，利用率高，设备性价比高。通过数字中继网关可以实现IP网络进行远端放号。

该方式在调度交换机上配置数字中继网关，在无人值班站配置综合接入设备，通道利用光传输系统的MSTP FE通道。该方案具有如下特点：

（1）基于调度交换机交换平台，即插即用，将调度交换机平滑升级为IP-PBX。

（2）利用光传输系统M STP FE通道，通道可靠性高，并且节省了组建数据网的费用。

（3）减少通过PCM设备音频线转接环节，所有数据的传输和维护都通过IP网络，实施方便快捷。

（4）内置网关通过交换机背板取电，保证产品运行更加稳定可靠。

无人值班站增加一台综合接入设备，电话组织灵活，接入环节少，采用传统的模拟话机，接入方便、投资省[9]。

图3　基于远端模块实现无人值班站调度电话方案示意图Fig.3　Based on the remote modu le to realize the una ttended　station　dispatching　telephone

图4　利用IP数据网实现IP远端放号示意图Fig. 4　The use of IP data network to realize remote IP number allocation schemes

图5　通过MSTP　FE网络实现IP放号示意图Fig.5　Through the MATP FE network IP number a llocation

按目前价格，该方式整个投资为数字中继网关2万元，综合接入设备1万元，合计3万元就能实现16路模拟电话的接入。相对于采用PCM设备放小号费用12万元要节省很多。因此采用IP放号的

3　结论

方式是解决无人值班站调度电话比较合适的一种方式。

本文阐述了在220kV无人值班站完全取消PCM装置后3种调度电话的实现方式，对各种实现方式的系统原理、优越性和适应范围进行了分析。

采用软交换方式是一个系统的工程，是未来的一个发展方向，与传统的电路交换网络结合后，可构建一套完整的调度交换体系。软交换实施需要建立软交换核心平台，建立健全的IP数据网络，应结合系统规划，全网统筹考虑，不适合单个变电站独立建设。另外两种实现方式都是基于现有的电路交换基础上，实施均很方便，建设成本也较低，系统组织简单，配置灵活，无论是整个系统建设还是单个站点的接入均很方便。建议无人值班站取消调度交换机和PCM后，可采用远端模块和IP放号的方式实现双路调度电话。一般集控站可采用IP放号的方式解决调度电话和对所控站点的语音调度[10]。

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The Unattended Station Analysis of Electric Power Dispatching Telephone Implementation Scheme

YANG Dan-qing, ZHANG Xue-yi, DENG Jie, ZHOU Mei-qin
(School of Electrical and Information Engineering, Hunan University of Technology, Zhuzhou Hunan 412007,China)

For the unattended substation dispatching data network, double netw ork building, and the current situation of the PCM(pulse code modulation)equipment function weakened, combining with the electric power dispatching exchange network, we put forward three kinds of electric power dispatching scheme And the advantages, application scenarios, and investment of various schemes are described in this paper. According to the specific situation of the substation, switch remote module and through the IP number allocation w ay of the realization of the electric power dispatching telephone are proposed to guarantee the reliable im plementation of dispatching telephone and advocate for the independence of the telephone, at the same time, reduced the system configuration, and save equipment investment.

The unattended station; Electric power dispatching; Phone; System network

10.3969/j.issn.2095-6649.2015.09.005

YANG Dan-qing, ZHANG Xue-yi, DENG Jie, et al. The Unattended Station Analysis of Electric Power Dispatching Telephone Implementation Scheme[J]. The Journal of New Industrialization, 2015, 5(9): 26-30.

湖南省自然科学基金项目（2013GK3033）

杨丹青（1991-），女，江西景德镇人，在读研究生，主要研究方向：电工理论与新技术；张学毅（1966-），男，湖南益阳人，教授，主要研究方向：电工理论与新技术。

本文引用格式：杨丹青，张学毅，邓杰，等.无人值班站电力调度电话实现方案的分析[J]. 新型工业化，2015，5（9）：26-30