新形势下电力通信网运维管理方式

李锦冬

（安徽电信规划设计有限责任公司网络院，安徽 合肥 230031）

1 国内电力通信网运维发展现状及问题分析

1.1 目前电力通信网建设发展的发展过程及现状

我国电力通信网络经过多年的发展，在承载方式和硬件配置层面有了翻天覆地的变化。电力通信网作为专业性和安全稳定性要求极高的网络，其发展过程中的转变包括4 个方面。

（1）从纵横交换方式到程控交换方式。通过程控交换机存储转发的方式，对端口数据包进行存储和循环冗余码校验检查。当遇到错误数据包时，对数据包的源IP 地址、目的IP 地址及五元组进行校验核对，大大提高网络性能，同时支持高速端口和中低速端口的无缝切换。

（2）从宽带网络交互到无线网络交互。无线Wi-Fi 和5G 技术的发展解决了无线网络延迟高、稳定性差的问题，通过重要场所无线网络的全面覆盖，大大增强了电力通信网的便捷性和可拓展性。

（3）从明线布置承载到光纤传输承载。目前的光纤技术已经可以达到万兆速率传输，同时大量应用光传送网（Optical Transport Network，OTN）传输设备，具有抗电磁干扰、传输速率高、信号稳定等特点。

（4）从硬件为主要特征到高度依赖软件技术。通过提高软件的应用适配度，更充分发挥硬件设备的性能和保障传输过程中的安全性[1]。电力通信网发展历程如图1 所示。

图1 电力通信网发展历程

随着国内智能电网技术的不断发展和信息化程度的不断加深，对通信技术的传输速率、时延性、稳定性等方面也提出了新的要求，不仅要保障传统的电力业务网通信和运维网络的安全稳定，还要在新形势下建设信息化、数字化的智能电网专用网络，深度融合现有业务网络和运维网络。同时，加强对电力通信网络光放站的建设强度，扩大电力通信网络覆盖范围，对现有变电站、智能终端等实现全面接入纳管，利用大数据分析技术对业务开展和运维过程中产生的海量数据进行归纳，动态化展示网络存在的不足[2]。建设智能电网通信网不但可以满足新形势下智能电网的信息化及数字化转型需求，还能在通信网络建设过程中学习到最前沿的先进技术和理念，提升电网专业人员通信网络技术水平，保障智能电网专用通信网的效率和质量。电力通信网技术架构如图2 所示。

图2 电力通信网技术架构

1.2 电力通信网运维管理存在的问题

目前，我国电力通信专网建设存在的主要问题是地区之间发展不平衡、不充分。国内电力通信专网是以省级为单位进行区域划分，一共分为3级网络拓扑层次。第一层为省级电网公司和国家电网公司之间的通信网络，用于国家电网公司在重大节点或特殊情况下对全国电力资源进行统一调度；第二级为省级电网公司和市级电网公司之间的通信网络，用于全省（自治区）电力资源调度；第三级为省（自治区）内各地市间的通信网络，用于日常应用和重大保障时的电力资源调度[3]。随着智能电网专用通信网的建设，电力通信网建设的主要矛盾正在发生深刻变化，主要问题如下。

（1）未对网络建设进行合理规划。目前，我国各地区之间的经济发展差异较大，不同省份之间的政策落实与科技运用能力也不尽相同，部分电力公司已实现信息化和数字化建设，部分地区依然使用老旧的调度电话系统，这制约了电网的通信业务服务能力[4]。近年来，通信网络技术飞速发展，未考虑地区差异的网络建设不但会使电力通信专网的发展造成较大的资金浪费，而且会因技术版本更迭降低电力通信专网的安全性和稳定性。

（2）电力通信网络建设与信息技术融合后，无法有效利用整体通信资源。软件及信息技术虽然可以通过对应用的合理调用来提升硬件设备的利用效率，但是对运维人员的应用软件维护能力也提出了更高的要求，需要对运维人员进行培训，必要时采购相应的技术支持服务，增加了使用成本[5]。

（3）无法充分发挥智能电网网络操作维护中心的优势，不能充分调用全集团的网络操作运维能力，加大了对现有各类通信设备的运维难度。随着电力通信网业务范围的扩大，涉及的设备类型和数量也与日俱增，同时各种应用接口数据交换复杂，对智能电网操作维护中心的设备集中统一管控能力和快速处置能力提出了更高的要求。

（4）尚未制定统一的电力通信网络建设及管理标准。常规的通信网络不管是在国内还是国际上都有统一的标准规定，对通信网络的稳定性、安全性、健壮性等方面提出统一的要求，相关建设对应统一标准即可。在电力通信网方面，由于电力行业的特殊性和专业性，对网络的侧重点和要求也不尽相同，尤其对稳定性和安全性提出了更高的要求。业内尚未有统一的标准出台，导致各地区电力通信网络建设五花八门，对不同网络间的对接和调度造成较大阻碍。

（5）网管系统能力和质量较低。随着应用和软件方面功能的增加和能力提升，由此产生了众多的数据接口和流量，对网管系统的吞吐能力要求也提出了更高的要求。随着对电力通信网络整体安全性和稳定性要求的不断增加，现有网管系统数据吞吐能力不足，因此从网络建设扩容需求和网管能力持续发展角度来看，需要对网管系统进行彻底升级。

2 新形势下电力通信网运维建设面临的挑战

2.1 业务发展的变化和需求

（1）随着国内新能源技术的蓬勃发展，对电网的信息化能力和调度能力也提出了更多的要求。电力通信专网不仅要满足传统高电压大电流的承载调度和各变电站常规设备的统一管理，还要实现对接入电网的新能源电力的储能和规划调度以及新能源储能设备的集中管控，对电力通信网的调度及信息化处理能力提出了新的要求。

（2）目前电力通信专网的建设投入力度不足，所用光缆在长距离传输过程中的损耗和光衰较大，且在市级光缆网络间未合理设置光放站，存在较大的隐患，容易造成整个电力通信网络的不稳定。同时，光缆未设置足够的冗余备份，在因工程建设等问题发生断裂后，会导致电力系统故障。

（3）目前的电力通信网只接入变电站的相关个人计算机（Personal Computer，PC）终端设备，无法实现对电网内移动终端设备与相关智能电表的统一纳管，因此需建设具有信息化、自动化以及互动化特征的数字化电力通信网，实现PC 设备终端、移动互联终端及智能电表终端的实时数据共享和故障处理等。

2.2 信息技术与通信网络的统一

（1）随着通信技术的快速发展，针对远距离传输和冗余备份也有了新的技术方案。通过部署光传送网（Optical Transport Network，OTN）光传输设备，然后在市级间的重要节点建设光放站，从而解决远距离传输的光衰问题。针对冗余备份，传输网络采用环形设计，这样针对单个节点至少有2 个以上的光缆路由，从而增强光缆传输的安全性和稳定性。

（2）针对性开发应用软件，深度融合通信技术和信息技术。在业务和调度数据传输前，经过应用软件进行数据处理和打包，提高数据利用效率，减少运维人员工作量，同时降低网络传输资源的占用率，降低建设成本。

（3）加强智能电网信息通信内容建设，实现智能电力通信网高速、实时、双向的信息通信，完成对智能电表及终端设备的数据采集与控制，做到精细化、智能化管理与决策。

2.3 电力通信网的技术对比选择

电力通信网络要求具备双向性、实时性、可靠性特征，基于安全性考虑应是与公网隔离的电力通信专网，能够实现业务数据的专项通道传输，保障电力通信网络的绝对安全和稳定。电力通信网具备技术先进性，能够承载智能电网现有业务，同时充分考虑未来技术的发展，冗余配置相应的接口和平台策略。此外，电力通信网应具备自主知识产权，鼓励相关专业国产厂商针对电力通信网业务进行定制开发和业务能力升级，带动整个行业的良性发展。

针对通信接入网建设，目前市面上的主流技术主要分为以下几个方面。

（1）公网和专网。公网主要为互联网通道，新增通信网络设备接入互联网内，同时申请相关公网IP，实现系统业务的数据通信。专网则是与互联网隔离的网络，拥有独立于互联网的数据传输通道。考虑电力通信网的安全性，建议采用专网建设。

（2）光纤网和无线网。在实际应用中，光纤网和无线网各有利弊。光纤网传输速度快、稳定可靠，安全性较高，在远距离传输和重要业务系统间的数据传输时优先采用。

3 新形势下电力通信网建设方式创新措施

3.1 分布式发电技术与微型电网系统

（1）大力采用分布式发电技术。目前，电网主要采用以高电压、大电流为特点的集中式统一供电系统，这种发电方式具有很强的规模效应，能够用最小的经济代价获得最大的发电量，同时便于大范围建设和统一规划。但是，随着目前国内外形势的发展，其弊端也日益显现。分布式发电技术采用的能量形式包括但不限于燃料电池、燃气轮机以及清洁能源，通过在用电现场或者附近区域部署单独的发电机组，为重要敏感单位供电，大大提高了供电的安全系数，满足特定用户的需求。

（2）组建微型电网系统。微型电网系统是智能电网的重要组成部分之一，通过整合发电、配电、输电流程，建设风力发电、水力发电、燃料发电等发电设施，通过将各类负荷和电力监视设备接入电力通信专网，实现对整个微网运行的可视化，并合并进入现有电网系统进行统一调度运行。在特殊情况下，也可从电力网络中断开，实现独立运行。

3.2 人才储备与技能培训

随着业务拓展和通信资源及管理设备数量的增多，智能电网加速建设，对信息化、数字化通信专业人员的要求逐步提高。传统电网通信专业人员数量较少，导致智能电网的通信及信息化建设处于无人可用的地步，需要进行通信及信息化专业人力资源的储备。组织相关行业的权威厂商，针对现有通信网络进行专业培训，提升现有维护管理人员通信网络技术能力。

4 结 论

随着现在国家智能电网建设不断加速和深入，电力通信专网等相关基础设施建设也在加速发展，业务的需求呈现出多元化及专业化特点，同时随着国内外形势的不断发展，电力通信专网更加注重对建设模式的应用，并对所显现出的问题制定有效的改革创新方法，通过对电力通信结构进行有效改进，进而满足人们的需求，推动国家电力通信的安全、稳定运行。