水电站智能化通信运维的应用与思考

王珍珍

（南京南瑞水利水电科技有限公司，江苏 南京 210012）

1 水电站智能化通信运维的内容

水电站智能化建设通过应用各项先进技术，如传感测量技术、控制系统和通信技术等，使各部分能够实现互联互通，加强安全性、稳定性；通过应用高速与双向通信技术、信息与通信技术（Information and Communications Technology，ICT），构建水电站智能化大框架，为今后实现智能化通信夯实基础[1]。

智能水电站是智能电网的其中一部分，在保证安全性、稳定性的基础上，还需要优化水电站运行管理模式，构建智能化系统，实现水电站的高效运行。水电站智能化建设的其中一个特征便是信息化与数字化，智能化通信运维方面需要注意如下内容。

（1）构建信息采集网络。利用多元化传感器采集水电站运行过程中形成的状态信息，如电压、电流、发电量和水流量等关键数据，采集信息后传递至管理系统，形成标准化、规范性信息，使水电站数据采集更具有智能化特征。

（2）构建高速标准通信网络。水电站智能电网的连接主要依靠通信网络，通信网络标准化建设有利于节约各个模块之间通信的成本，提升通信效率，而且还可以实现信息数据共享，使信息能够达成更加深层次的互动，全面了解水电站的运行现状，制定水电站调度管理统一决策，并夯实硬件基础。

（3）构建智能化控制中心。以往水电站控制主要使用计算机监控系统，系统中利用上位机进行中控室集控管理[2]。实现智能化建设之后，控制中心集成了数据共享平台、综合智能决策管理系统，这在水电站状态、故障等多个方面均实现了智能化管理，也是通信运行维护的重要载体。

2 水电站智能化通信运维设计

智能化水电站和传统水电站之间不仅是信息采集、整合存在区别，业务流程处理与分析也有根本差别。水电站智能化通信运维利用自动化处理技术，使数据传输带宽得到优化，而且传输效率、稳定性也进一步加强。在此基础上，智能化通信运维的优势也得到了展现，从原本的线路、语音人工运维转型为自动化系统运维，大力引进信息化技术，全面实现了水电站通信系统运维智能化[3]。

智能化通信运维一般是为集控站、巨型水电站调度服务，而通信设备则是在集控中心、电厂中部署，为电力监控、数据调度、系统运维、调度语音等基础业务提供支持，但相关设备的种类较多，而且分布也相对分散。根据水电站生产业务，电力通信系统有光传输、调度交换、行政语音、视频会议、应急卫星通信与综合管理等各项子系统，所有子系统独立运行，而且负责支撑通信业务，彼此之间相互联系。水电站智能化通信运维实施期间，基于以上结构，可确定其运维的要点。一是通信系统运维管理要保证快捷性，建立一站式管理模式或是移动端管理软件，满足运维人员的作业需求，也可提高通信运维效率。二是子系统运行期间形成的生产数据，经过自动化、智能化分析，促使运维人员全面了解设备运行现状，预知设备可能发生的故障风险[4]。三是通信设备、线缆等实现可视化，终端运维人员实时观察远端情况，采取相应的运维方法。四是研发通信预警系统，构建通信服务体系，加强水电站智能化通信运维的规范性。

对于水电站智能化通信运维的设计，建议分别从大数据处理、移动端研发、三维建模、工具设计以及5G应用等维度着手，提出设计方案如下。

（1）应用5G技术。5G网络和移动网络对比，不仅具有超大带宽超高速率的优势，而且延时低、可靠性高。凭借大带宽解决大文件传输存在的问题，而且低延迟可以保证信息传输的实时性，利用超大连接增加接入点数量，小部件也与5G网络连接。水电站智能化通信的5G部署可以采用独立基站专用频率或者数据分级，利用边缘计算技术，隔离本地和对外业务。设计独立基站，适合在安全性要求高的场景中运用，产生的数据只是在5G覆盖范围中传输，无法实现外传。由于主要采用专用频率，加之时延低、可以规避范围内其他频段无线信号干扰，因此也保证了稳定性。运用边缘计算方法，手机信号、设备信息之间能够完全分离，5G设备、水电站中的电力通信设备达到互联，利用通信设备形成信息，一般不会传输到移动运营商。隔离手机信号只能够与运营商连接，通常不会采集到系统运维信息[5]。

（2）通信一体化管理与设计。水电站智能化通信运维还需要建立一体化管理系统，加强智能化运维的统一性。一体化系统将所有通信子系统集成，显著提高预警信息处理、通信服务管理效率，运维数据也能够在系统中自动归类、分析，达到水电站电力通信运维一体化、可视化的目的。选择相关算法深度挖掘运维数据，分析系统运行存在的薄弱之处，并提出业务改善与优化的对策，使水电站通信运维向智慧化方向转型。

3 水电站智能化通信运维现状

水电站建设与发展务必保证与时俱进。结合水电厂智能化建设与发展的现状，对于通信运维工作的实施，应该提前制定通信运维方案，再根据要求采购相关设备，并完成部署。但是目前在通信运维方面依然面临一些问题，导致通信受阻，智能化通信运维也必须提高科学技术水平。

现如今，水电站通信运维不仅要扩大覆盖面、提高带宽，还应提高稳定性、安全性。由此可见，智能水电站建设和通信网络技术发展息息相关。基于目前发展状况，水电站通信运维还需注意如下问题。第一，水电站通信运维系统管理还需提升集中性，解决分布分散的问题，为整体化管理创造条件。由于各地区地理环境不同，因此水电站建设与管理也必然存在差别，无法完全覆盖到所有层面。第二，水电站电力系统中的子系统相互独立，要想完全实现在信息方面的共享就可能存在障碍，导致管理混乱、重要信息遗漏。第三，智能化通信运维的实践进程中，务必要与电力销售业务系统建立密切的联系，方可获取全面的数据。

由于当前水电站智能化通信运维的实现是非常重要的目标，因此建设智能电网非常重要。建议转变管理运营观念，着重体现通信网络价值，提高通信服务实力。但是站在通信运维管理角度，此方面依然面临一些问题。例如，管理者对于通信运维不够重视，水电站智能化转型受阻；专业技术人员过于关注专业技能，导致服务水平受到忽视。基于上述问题，水电站智能化通信运维实施期间还需要深入分析、解决。

4 水电站智能化通信运维的应用与优化建议

4.1 应用信息与通信技术

水电站智能化建设和通信技术息息相关，应用通信技术也是智能电网建设与发展的重要措施。ICT技术在通信运维中运用需要先明确技术需求，要想不断扩大通信范围与业务规模，管理内容也应该相应增加。建设通信系统过程中需要全方位分析与考虑，建设一体化系统，使各个管理体系能够紧密联系，实现信息的流畅沟通，上下级信息的传递也更为畅通，从而加强信息传递实时性，为水电站数据共享创造条件，而且各个系统之间的数据交流也可以实现衔接。

利用ICT技术还需构建一体化实时监控系统，提前选择好统一的电子设备，采集电子信息，上传到终端设备中实施监控，方便水电站电力情况的统一监管。一体化实施监控系统还需要配备现代科技功能，采集故障信息、分析设备状态等。纵向需达到各个系统信息的有效流通与共享，横向则应实现系统内部交流。如此一来，通信管理数据便可实时上传到网络中，为水电站信息管理提供便利。

水电站智能化建设期间，通信运维的实践还需运用到软件与通信系统，如资源管理、监督管理和对外接口服务等。按照水电站通信运维特征，研发满足水电站通信运维需求的软件。

4.2 通信数据处理

水电站智能化电力光缆可能会产生光缆监测数据、出厂信息、环境信息和运维记录等，上述关键数据可作为通信运维分析的重要目标，深入分析判断光缆当前运行状态。针对通信产生数据的处理，首先可利用Hadoop分析平台，此环节需要应用大数据和电力生产技术。其次按照光缆运行现状选择相应的设计算法，分析得出光缆生产实际状态。最后针对光缆运行期间产生数据的深入分析，一旦发现了故障可及时预警，由此便体现出智能化的特征。

针对水电站多条光缆产生监测数据的自动化分析，发现光缆总耗值通常会维持在相对稳定的区间，一般可应用95%置信空间算法。在计算与分析中，如果先后5次测试值均在置信区间范围以外，便会马上发出预警，通知运维人员处理，以免光缆衰耗异变导致严重的故障。

4.3 提出多元化通信运维管理措施

4.3.1 提高通信运维效率

智能化通信运维目标的实现必须要不断提升运维效率，只有如此方可真正展现出通信运维的价值。建议构建结构精简的管理系统，并全面采用扁平化管理模式，以此来优化通信运维流程，合理调配运维人员，提高水电站相关资源的利用率，满足一体化服务理念要求。由于扁平化管理模式可以更为直观地展现水电站每一个部门所承担的责任，因此一旦在通信运维方面发现问题，便可快速找出直接责任人，也会通信运维管理提供了便利，以免因管理层数量过多降低运维效率，导致资源大量耗损。与此同时，为了能够提升通信运维的效率，还需要有规范性的运维流程，实现水电站各项资源的整合与合理分配。

4.3.2 建设一体化管理系统

水电站智能化通信运维必须要有一体化系统模式，为水电站资源整合提供帮助，还有利于实现各个专业的融合，提高通信运维效率。设计一体化管理系统，可以更加高效地完成通信运维管理等各项工作，并且为水电站运行提供全方位服务，实现所有系统的在线监控。不仅能够加强集约管理，还能够切实提高水电站通信运维管理实力。在运维过程中，如果发现故障，便可根据一体化系统给出的信息提出故障解决方法，将各项数据及时上传到系统中，方便其他管理部门调控。

4.3.3 通信运维的精细化管理

水电站通信运维建议引入精细化管理理念，这不仅是水电站工作效果评价的关键性指标，还是建设水电站通信系统的重要条件。通过精细化管理构建通信系统，提高系统服务水平，将精细化管理和评级体系紧密结合，针对通信运维效果进行评价与判断，确保评估指标与结果的客观性、全面性，帮助管理人员真实掌握通信运维情况。

5 结 论

因为水电站承载着水能向电能转换的重要任务，所以水电站项目的建设在保证稳定性、安全性的基础上还需向信息化、智能化的方向转型。未来，水电站智能化通信运维的实施应该大力引进先进技术与设备，通过建模、一体化系统等运维措施深入剖析水电站运行期间产生的数据，及时发现潜在故障，从而保证水电站通信系统的高效运行。此外按照实际需求挑选模块组合，使水电站机组自动化控制更具通用性与时效性，也为今后水电站通信运维的智能化发展奠定基础。