广东电网PCM 设备退运技术研究

曾 瑛，张珮明

（广东电网有限责任公司电力调度控制中心，广东 广州 510600）

0 引言

在“宽带、高速”发展形势下，PCM 技术属于被淘汰技术，早已在公网通信中停止应用。大量通信设备厂商因市场需求剧减而停止PCM 设备生产和技术支持服务［1］。广东电网在运行PCM 设备涉及7 个设备厂商，目前除两个厂家外，其他厂家已先后停止了PCM 设备的生产。现有大部分PCM 设备缺乏备品、备件和厂家技术支持，故障率高，一定程度上影响了电网的安全运行。PCM 设备只能提供64K 级别通信通道，无法满足当前所承载业务的通信需求，更不能适应所承载业务中长期发展的通信需要。基于此，根据《南方电网35 kV 及以上电网二次系统规划原则》［2］“逐步减少PCM 配置，引导业务使用E1 或IP 业务通道方式”的指引，安排PCM 设备逐步退出应用。

1 电话专线通道改造

1.1 通道模型调整

目前，广东电网PCM 接入系统承载的2W 专线通道主要是调度电话和行政电话业务，通道模型如图1 所示。

根据规划，PCM 设备进入安排退运阶段，电话专线通道改为2M 小号延伸和软交换IP 电话。调整后的通道模型如图2 所示。

1.2 广东电网IP 化改造技术方案

调度交换和统一通信（行政交换）系统作为两个独立的语音视频局域网子网，通过防火墙跨接在语音视频局域网上，然后语音视频局域网通过跨网防火墙与综合数据网互联互通［3］。

将变电站、站端调度、行政IP 电话及综合接入网关统一部署在厂站端信息局域网，经由综合数据网和语音视频局域网与调度交换及统一通信（行政交换）系统互通。若2M 小号延伸产品具备推广应用条件，则同时采用2M 小号延伸方式开通站端至中调/地调调度电话［4］。

对中调/地调直调电厂，通过2M 小号延伸方式开通电厂端至中调/地调调度电话。若2022 年2M 小号延伸产品仍不具备推广应用条件，则先采用MSTP 通道延伸软交换放号方式，开通电厂端至中调/地调调度电话。

已有调度交换机并与省调度交换网联网的电厂，并优先采用调度交换机放号，在条件允许的情况下建议增加上述MSPT 延伸放号方式或2M 小号延伸方式放号。

各地区局调度交换机与省级主站之间仍沿用2M 中继互联，与省级备调的IP 中继则待语音视频局域网建设完善后切换到语音视频局域网作为2M中继的备用中继。停止使用PCM 设备提供2W 电话专线后，厂站的电话专线采用以下3 种方式解决。

（1）通过2M 小号延伸方式把调度交换机上的电话延伸到各级厂站（预计2022—2023 年有成熟成品推出）。

（2）由调度/行政软交换经综合数据网将IP电话接入到各级变电站。

（3）在不具备成熟的2M 小号延伸产品前，通过MSTP 通道把主站端软交换网络延伸到电厂，在电厂侧接入IP 电话或通过IAD 接入模拟电话。

目前，省公司已建成统一通信系统，地调已有或新上的U1981 设备。地市用户（IP 话机、IAD及软终端）正常情况下通过地调会话边界控制器（Session Border Controller，SBC）代理注册到省中调统一会话管理器（Unified Session Manager，USM）。如果省中调与地调统一通信系统网络中断，则地调U1981 实现本地再生。地调用户通过地市SBC 代理注册到地调U1981，地调U1981 完成与中调USM 对接后，原地调到总调的2M 联网中继需割接到省地U1981 设备上。此时，中调USM 和地调U1981 之间为SIP 中继，中调U1981 和地调U1981之间为2M 中继。SIP 中继为主用中继，2M 中继为备用中继。

2 自动化专线改造

2.1 通道模型调整

目前，广东电网PCM 接入系统承载的4W 自动化专线通道模型如图3 所示。

根据规划，PCM 设备进入安排退运阶段，4W专线通道改为2M 专线通道。调整后的通道模型如图4 所示。

若协议转换装置具备网络功能（网络管理和网络通信等），则需要在协议转换装置之间加装电力专用纵向加密认证装置。

2.2 技术方案

2.2.1 主站侧

在通信光传输设备与主站采集交换机之间建设协转池，实现通信侧与自动化侧的接口转换和厂站专线的批量接入。

2.2.2 厂站侧

根据厂站侧远动机的不同运行模式，自动化专线改造提供两种可选方案。

方案1 适用于远动机主备模式运行，如图5所示。

方案2 适用于远动机双主模式运行，如图6所示。

3 计量专线改造

《南方电网“十四五”二次系统规划技术原则》明确指出，电能量计量业务通道可采用双调度数据网通道或采用调度数据网通道加专线通道。电能量计量专线通道和调度数据网通道完全独立，应满足通道“N-1”的要求。

4W 计量专线改造工作依托省级集中计量自动化系统主站适应性改造项目、地市局厂站通道配套改造项目、现有的调度数据网A 网、即将建设完成的调度数据网B 网以及调度数据A、B 网二次系统安全防护建设，逐步减少PCM 配置，引导计量业务使用调度数据A 网、B 网及2M 专线［5］。

3.1 通道模型调整

目前，广东电网PCM 接入系统承载的4W 电能计量专线通道模型如图7 所示。

根据规划，PCM 设备现已进入安排退运阶段，4W 专线通道将采用调度数据B 网网络通道或2M专线通道取代。调整后的通道模型如图8 所示。

3.2 电能计量4W 专线通道改造为调度数据网络通道技术方案

3.2.1 厂站端接入方案

调度数据网每一个平面对应一条计量通道，每一条计量通道站端安排2 个IP 地址，分别对应两台厂站电能量采集终端。每台厂站电能量采集终端应具备两个独立网口，通过网线分别接入调度数据A 网和调度数据B 网的接入交换机。目前，调度数据A 网的接入已经基本完成，因此本次电能计量专线通道改造主要由调度数据网B 平面承载。此外，地市局自行配置厂站侧共用调度数据网的纵向加密装置，用以连通厂站侧终端与省公司主站系统（佛山汇源通机房）。

3.2.2 主站端接入方案

调度数据网每一个平面对应一条主站计量直采通道，每一条计量直采通道配置厂站电能量采集终端对应平面的2 个IP 地址。调度数据网管理单位参照调度数据A 网IP 地址分配方式，分配计量自动化系统的主站调度数据B 网IP 地址。

主站侧Ⅱ区厂站前置采集服务器通过Ⅱ区调度数据网交换机和纵向加密装置连接到调度数据网A、B 平面的接入网交换机和路由器，进而通过省地调度数据网和厂站端连接，详见广东电网计量自动化系统的物理拓扑结构。

目前，省侧调度数据A、B 平面的设备部署和连接已完成，厂站终端通过省调度数据A 网接入主站系统也已经联调完毕。省级集中计量自动化系统主站完成调度数据网B 平面并网流程后，本次PCM 退运工作由地市局负责，主要组织开展主站和现场终端的调度数据网B 平面的纵向加密隧道配置和联调工作。

3.3 电能计量4W 专线通道改造为2M 专线通道技术

电能计量2M 专线通道改造采用专线路由器方案，方案的网络拓扑如图9 所示。省公司计量中心专线通道接入方案不变，地市局采用路由器方案进行2M 专线的接入。

3.3.1 厂站端接入方案

厂站端接入需要专线路由器、纵向加密装置、2M 线及网线等。厂站终端通过网线接入纵向加密装置，纵向加密装置通过网线接入专线路由器，专线路由器出2M 专线接传输设备2M 口，完成电能量采集装置和专线传输设备的连接。其中，纵向加密装置需要与省公司的纵向加密装置进行联调。

3.3.2 地市侧接入方案

厂站端专线传输设备通过传输网连接到地调通信机房的传输设备，地调传输设备出2M 线或CPOS 口出光纤线与地市侧专线路由器连接。专线路由器通过网线接入地市计量机房的专线交换机，地市计量机房的专线交换机通过MSTP 专线接入计量中心的计量主站。

3.3.3 计量中心主站接入方案

主侧Ⅱ区厂站前置采集服务器通过Ⅱ区专线接入交换机。纵向加密认证装置接入主站侧专线传输设备，通过专线和地市侧传输设备连接。其中，地市局厂站采用专线路由器方案时需要完成计量主站侧的纵向加密装置与厂站侧的纵向加密装置联调测试。

4 结语

20 世纪80 年代，PCM 作为主要的通信工具，在电力系统通信领域发挥了重要作用。随着智能电网的发展，PCM 设备已无法满足现代电网大带宽、低时延以及高速度的通信需求。广东电网各地市将逐步安排PCM 设备退出应用，届时语音电话、自动化以及电能计量业务等业务将逐步改为使用E1 或IP 业务等通道方式。