电力通信安全
1 电力终端通信接入网的安全研究
电力终端通信接入网的安全重点解决无线和有线两种方式如何能够传输、接入和终端设备安全以及身份认证、数据过滤、访问控制、统一监控和审计等问题, 并且建设安全性基础设施, 增强安全管理, 确保业务应用能够安全稳定的运行。
1.1 主站安全防护
(1) 采用逻辑隔离防护措施进行主站系统的通信。 (2) 信息安全综合审计可以为信息安全事件的溯源提供相应的技术手段, , 起到全面“故障录波”保障信息安全作用。 (3) 主站前置机的操作系统需要经国家指定的认证进行安全加固, 访问控制措施应严格。 (4) 利用公网传输通道的时候, 公网的前置机应该部署在安全接入平台, 应用电力专用安全接入平台对外提供统一的接入、认证、加密、交换、访控和代理过滤等诸多安全服务。 (5) 利用专网传输通道的时候, 专网前置机应配置相应安全模块, 需要签名操作参数设置和控制命令, 鉴别子站对主站的身份, 确保报文的完整性;采用双向认证加密针对重要的子站和终端通信, 鉴别主站和子站之间的双向身份, 确保报文完整性以及机密性。
1.2 子站/终端安全防护
(1) 子站/终端设备应该具有防火、防盗、防破坏等相关物理安全的防护措施。 (2) 采用嵌入和外置等形式的安全模块来实现终端的安全防护。早期安装且不支持软件升级的终端采用外置式安全模块。新安装终端采用嵌入式安全模块。 (3) 子站/终端设备上可对安全模块进行配置, 采取数据完整性验证和安全鉴别等措施保障来主站系统来源的参数设置和指令和控制命令。对冒充主站来对终端进行攻击行为进行防范。 (4) 利用安全模块生成终端上行数据摘要, 采用对称算法对相关校验值进行计算, 确保主站可以到识别数据传输是否完成。有效防止网络攻击风险。
1.3 纵向通信安全防护
在有线接入技术中, 工业以太网交换机和EPON技术的安全性满足配电自动化业务的要求;在无线接入技术中, Mc Will技术的安全性不如TD-LTE技术, 电力行业对这两种无线技术规范缺失, 这两种无线技术是否能够满足配电自动化业务需求需要进行研究。GPRS系统在公网中广泛应用, 安全较差, 要想满足配电自动化业务的安全需求, 需要增加相应的安全措施。
1.3.1 有线方式
EPON和工业以太网交换机应满足通信系统加密技术和鉴权策略。EPON技术防护措施如下图1所示。
(1) 鉴权策略和机制。鉴权策略应用在数据通信和初始状态两个阶段。进行数据通信时, 进行用户鉴权, 确保通信各方是合法的用户。初始状态通过鉴权机制确认ONU的身份, 确定ONU注册的安全。 (2) 加密技术。通过加密技术保证合法用户信息的保密性, 数据可以保密合法的用户信息。SM1算法, 三重搅动加密算法和兼容AES算法应作为首选, 确保接入层设备间的数据安全传输。 (3) 秘钥和VLAN。在每个逻辑链路连接标识应配置独立的钥。将不同ONU承载在不同VLAN或者采用端口隔离方式, 满足报文之间进行二层隔离。
1.3.2 无线方式
电力终端通信接入网的无线方式包括无线专网和无线公网等两种形式。
(1) 无线专网。无线专网应采用不同安全措施来保障无线非接入层和接入层, 无线非接入层是指从无线的通信终端到无线核心网链路。无线接入层指从无线通信终端到基站间的空口传输链路;安全措施应进行独立的运作, 安全防护结构详见下图2。 (2) 无线公网。无线公网是借助运营商无线网络来传输电力业务。应要求运营商确定安全措施, 包括:V P D N技术实现无线虚拟专有通道或者“APN+VPN”;通过认证服务器实现接入终端的地址分配和身份认证;主站系统和公网可以采用有线专线+GRE方式;电力公司与运营商传输业务时, 利用安全接入平台联至电力公司内网。
1.3.3 通信方式安全性能比较
通过对电力终端通信接入网的各技术安全性能进行综合分析, 从通道安全性、安全保护方式和算法/秘钥强度等方面进行比较, 具体详见下表1。
2 电力通信骨干网的安全研究
确保电力通信骨干网安全, 应满足以下要求:
(1) 采用MPLS VPN隔离不同类型、地域间业务。 (2) 对所有的重要事件记录日志; (3) 认证路由信息交换; (4) 存取控制用户状态, 保证设备的控制安全; (5) 为网络接入可信, 进行接入端口认证。
2.1 网络保护倒换要求
MSTP系统能够支持SNCP、MSP和PP等多种保护方式, 支持二纤复用段共享保护、二纤单向通道保护和四纤复用段共享保护等。三种保护模式对比具体详见下表2。
2.2 网络物理隔离承载要求
OTN、SDH和MSTP采用不同波长、不同通道承载不同业务, 物理隔离业务, 保证业务传输的可用性、完整性和机密性。PTN和IP RAN是分组交换的技术, 只能逻辑隔离业务, 需要进行业务安全的整体性论证。
2.3 网络节点互联要求
具备条件的变电站宜实现双节点互联, 即交换机上联至两台不同SDH传输设备端口。
2.4 设备级保护要求
MSTP设备配置双块电源板, 所有的业务板都应该支持热插拔, 满足电源板1+1热备份, 确保任一电源板的故障都不会影响到整个系统乃至变电站的业务, 不用中断业务的情况就可以维护电源。MSTP设备宜采用不同两块光板提供环路的东、西向接入, 任何一块光板故障不会影响该站点的业务。
2.5 其他要求
(1) 完善数据通信网拓扑, 扩充链路的带宽, 每个骨干层节点至少以两条独立链路连接至核心层。 (2) 数据通信网建设应符合电监会和国家电网公司关于防护的要求, 同时应加强防止病毒及黑客的攻击、访问控制、数据加密等安全策略的研究和部署。
3 结语
针对电力终端通信接入网的主站、子站、终端和纵向通信的方面的安全防护进行分析总结, 提出相应措施。同时从保护倒换、物理隔离、互联、设备保护方面分析电力骨干网安全要求, 为电力通信网的建设提供参考。
参考文献
[1]高会生.电力终端通信接入网可靠性影响因素分析[J].电力信息与通信技术, 2014 (11) .
随着信息科学技术的发展,以大规模集成电路为核心的通信设备广泛应用,与分立元器件设备相比较,体积小,功耗小,运行速度快,故障率低,便于维护管理。但工作电压低,绝缘强度低,承受过电压能力弱,属于低电平、微电流系列的电子设备。当受到电网过电压或雷电干扰时,往往给电子通讯设备带来较大的损坏。据有关资料统计,过电压对电子通信设备造成的故障损坏占到总事故的30%~40%。因此加强通信设备的过电压防护,降低设备故障率,就成为通信维修工作的重中之重。
通信电源防止过电压
可靠的电源是通信设备安全运行的基础,没有一个良好的电源系统,通信设备的安全运行就无从谈起。首先要消除雷电干扰引起的过电压对通信电源的影响.在机房配电屏或整流器的输入端、三相对地加装金属氧化物避雷器(主要材料为氧化锌压敏电阻器)。直流电源的正极在电源设备侧和通信设备侧均接地,负极在电源机房侧和通信机房侧接压敏电阻。压敏电阻器具有吸能本领大,限制电压低,响应速度快等特点,如不出现重大雷电事故,压敏电阻可重复使用。金属氧化物避雷器是切断雷电干扰过电压侵入通信设备电源的主要措施,其次使用的通信稳压电源设备,机内应有分级防雷保护措施。
通信线路防止过电压
各种通信设备的入口和出口,必须通过通信电缆与用户发生联系,为方便配线,应设置保安配线柜(架)。有的公司、厂没有安装带有保安单元配线柜,用一个分线箱就进行出线、入线的汇接,极易造成通信设备的损坏。电力通信的特点是容量小,可靠性高,通信电缆沿电力杆路架设,强电、强电磁场干扰的概率大。尤其是在住宅区,通信音频电缆和电话线沿电力杆路与照明线同杆架设,交叉处绝缘层损坏,导致强电侵入。吊挂通信电缆的钢绞线,由于城区地形复杂、各种照明线、广告灯箱线交错,容易引起强电侵入或干扰。雷电干扰或10kV、35kV线路故障、产生电流突变时,就会产生瞬变强电磁场,造成对通信线路的强电磁感应过电压。某公司就发生过程控电话交换机大面积烧坏、停运的故障,因此,通信电缆进入机房必须接入保安配线柜。保安配线柜应装有抑制电缆线对横向纵向、纵向对过电压、过电流的限幅装置。
压敏电阻或固体(气体)放电管与正温度系数热敏电阻(PTC),构成响应速度快,抑制过电压能力强,通流量大的保安单元。当部分通信线路遭受到雷电干扰或与电力线接触时,固体(气体)放电管放电(或压敏电阻限幅)将高压入地,使危险电压降低到安全范围。如线路遭受幅值在350mA以上电流时,PTC的阻值会迅速增加,使线路呈现高阻(断开)状态,回路电流幅度减小,保护了室内通信设备。
防止静电引起的过电压
静电是由物质或人体活动的动能转换而来的,静电电量很小,但电位很高,静电能量累积到一定程度就足以干扰和损坏通信设备。静电引起的过电压,主要通过静电对设备器件或集成电路放电,或引起地电位变化。设备发生的一些不明原因的故障与此有关,造成的设备故障随机性强,不易发现处理。
通信设备的接地
通信设备的接地,一般分为两类:保护人员和设备不受损害的A类是保护接地。保障设备安全运行的B类是工作接地,通信设备的接地,能起到分流、均压、屏蔽等作用。是为各种干扰过电压、过电流的泄放,提供一个通路,是各种过电压、过电流保护的基础,因此要引起足够的重视。规程规定:通信局(站)的接地方式,应按联合接地的原理设计,即常说的单点接地方式。其优点一是容易获得较小的接地电阻,二是可以避免因接地之间的电位差产生干扰影响,三是起到屏蔽作用。
要保证电力通信设备的安全运行,就要认真分析通信设备的运行状况,找出危及运行的弱点,加以克服。由过去的事后性被动检修,转变成预防性主动维护,提高通信设备运行率,保障电力通信网的畅通,确保电网安全、经济、稳定的运行。
(作者单位:萧山供电局)
但是随着电力通信光缆使用时间的增加,通信光缆难免会发生一些故障。
在日常的维护过程中很难预测通信光缆的故障点,当于通信光缆发生故障时,对故障点准确定位也是判断的难点。
本文主要介绍了基于GIS的故障定位算法,该算法可对通信光缆故障点进行准确定位。
总则
电力通信管理应坚持“安全第一、预防为主”的方针,各级通信机构及运行维护单位有责任共同维护通信网的安全可靠运行。
电力通信应为电力调度及企业管理的通信需求提供保障,未经上级电力通信主管部门批准,任何接入电力通信网的电力企业不应利用通信电路承载非电力企业的通信业务或从事营业性活动。
电力系统内的电力通信资源为全网调度生产、企业管理所共享。电力通信管理应当符合通信网运行的客观规律。电力通信管理实行统一调度、分级管理。
违反本规程的单位和个人,按《中华人民共和国电力法》、《电网调度管理条例》、《电力监管条例》有关条款承担相应责任。组织体系
电力通信的组织体系包括电力系统内各级通信机构和运行维护单位。电力系统应至少设置三级通信机构,包括:
a)电网有限公司电力通信机构,简称网公司通信机构; b)省(直辖市)电网公司通信机构,简称中调通信机构; c)省辖市(地区)供电公司通信机构,简称地区通信机构。各级电网企业应按规定设置通信机构,并将机构设置及人员配备情况报上级通信机构备案。
通信机构应设置通信调度岗位,并实行24小时值班制度。值班通信调度人员应经培训,并经有资格的单位考核合格后方可上岗。有权接受通信调度指令的值班通信调度人员和维护单位检修人员名单应报相应上级通信机构,上级通信机构值班通信调度人员名单亦应通知相应下级通信机构和有关运行维护单位。通信机构职责
安全管理
1.通信机构应制定本机构安全生产工作的总体和分层控制目标及措施。2.通信机构应制定和落实通信各类人员安全生产责任制。
3.通信机构应按规定负责调度系统安全性评价中调度通信部分的工作。
4.通信机构应编制本机构反事故措施计划和安全技术劳动保护措施计划并落实。5.通信机构应根据《国家电网电力通信系统处置突发事件应急工作规范》建立通信网运行应急工作体系,编制所辖范围突发事件通信应急处置预案,包括典型事故处理预案和系统发生重大变化时的反事故措施,并应至少每2年进行一次有针对性的反事故演习。(调通[2007]17号、电规6.4.7)
6.通信机构应结合电力系统运行特点,在每年对调度管辖范围内的发电企业、电网企业至少进行一次专业性安全检查。安全检查应结合安全性评价进行。7.通信机构应每月至少召开一次安全分析会,具体要求如下:
a)会议由通信机构安全第一责任人(或由第一责任人指定的负责人)主持,通信机构各专业负责人和通信机构安全员参加;会议应由专人记录,且应完整。
b)会议内容应包括:组织学习上级有关安全运行管理的文件;对通信网运行现状、通信事故或重大障碍进行分析,查找安全隐患,制定安全技术措施并组织落实。
8.通信机构应按“事故原因不清楚不放过,事故责任者和应受教育者没有受到教育不放过,没有采取防范措施不放过,事故责任者没有受到处罚不放过”的原则,对通信事故、障碍及未遂及时处理、汇报,组织或参与调查分析。标准化建设
9.通信机构应依据GB/T 15496-2003《企业标准体系要求》、GB/T 15497-2003《企业标准体系技术标准体系》、GB/T 15498-2003《企业标准体系管理标准和工作标准体系》、GB/T 19273-2003《企业标准体系评价与改进》和DL/T 800-2001《电力企业标准编制规则》,建立电力通信标准体系,制定相应标准、制度,并指导相关运行维护单位制定现场运行规程。通信机构各专业所需的法律、法规、条例、标准、制度及实施细则等应配置齐全。通信专业的标准与制度宜每3~5年进行一次全面修订、审定并发布。10.当上级颁发新的标准、反事故技术措施或通信系统变动时,通信机构应及时修订有关的标准、制度,经审批后书面通知有关人员。专业管理
11.通信机构应参与编制本企业通信网发展规划。12.通信机构应负责所辖通信网的组网工作。
13.通信机构应制定对管辖范围内的专业人员的培训计划,并组织实施。14.通信机构负责调度管辖范围内电力通信的统计与考核工作。15.通信机构应根据国家电网公司《电力通信网无人值班通信站管理规定》及相关要求对无人值班通信站进行审批管理。
16.通信机构应按照所属公司要求开展通信固定资产管理工作。
17.通信机构应根据运行维护单位对设备的评价结果及时申报技改或大修,并结合设备更新改造项目,做好旧设备的退役方案和实施工作。
18.通信机构应负责电力系统范围的电力线载波频率管理和电力调度管辖范围的电力线载波频率分配。
19.通信机构应参与电网并网协议中通信部分的审核。
20.通信机构应组织开展科研活动,积极采用和推广新技术。技术监督
21.通信机构应建立技术监督体系,制定技术监督标准和制度。
22.通信机构应负责入网通信设备的技术条件和通信设备选型的确认。23.通信机构应负责通信设备的运行状态评估及退役评定。
24.通信机构应负责调度管辖范围通信设备运行条件是否符合规范要求的监督工作。25.通信机构应负责调度管辖范围通信备品备件管理状况的监督工作。工作规范
26.通信机构至少每2年召开一次专业会。
27.通信机构应进行通信标准站达标复查,其周期不应大于3年。28.通信机构应编制调度管辖范围通信网运行方式。29.通信机构在其调度管辖范围内新增或调整业务通道、确定或调整设备运行状态时,应编制通信方式单,并逐级下达。
30.通信机构在安排下级通信机构、运行维护单位从事与通信网运行有关的工作时,应编制工作通知单,并逐级下达。
31.通信机构为完成某项特定工作或解决某个问题需要相关部门或机构予以支持或配合时,可使用工作联络单进行协调与沟通。
32.电力通信设备的检验检修工作应按调度管辖范围履行电力通信设备检修申请工作票手续。
信息化管理
33.通信机构之间宜实现通信基础数据信息的共享,逐步构建统一的通信信息管理平台。34.通信机构之间以及通信机构与运行维护单位之间的运行管理工作票(单)应实现电子化流转。
35.通信运行日志、设备台账及统计分析宜实现电子化管理。
36.通信机构应负责调度管辖范围内的通信资源管理,对电力系统内与通信网相关的杆塔、缆线、沟道、设备等通信资源应建立相应的通信资源数据库,并实行统一命名、编码和调配。管辖范围
通信机构的调度管辖范围为:
a)本电网企业使用的全部业务通道;
b)本电网企业负责组网的通信设备(主要指传输、交换、数据网设备等); c)本电网企业内同级调度机构调度管辖的厂站内非组网通信设备(主要指通信专用电源、配线架、监控设备等);
d)本电网企业内同级调度机构调度管辖的输电线路上的架空地线复合光缆(OPGW);
e)本电网企业建设的为电网生产服务的全介质自承式光缆(ADSS)和普通光缆; f)上级通信机构明确由本通信机构调度管辖的通信设备。
上述b)、c)、d)、e)款中不包括上级通信机构已明确由其他通信机构调度管辖的通信设备。
通信机构调度管辖通信设备的状态或通道方式的改变,如影响上级通信机构调度管辖的通信运行方式或业务传输质量,该设备属上级通信机构的调度许可设备。
通信机构可将其调度管辖或上级调度机构委托其调度管辖的厂站端通信设备委托给下级通信机构调度管辖,同时应以书面形式报上级调度机构备案。该类设备按调度许可设备进行管理。调度规则
各级通信机构在电力通信的调度管理活动中是上、下级关系,下级通信机构应服从上级通信机构的调度管理。
通信机构调度管辖范围内的运行维护单位应服从相应通信机构的调度管辖。未经通信机构许可,任何人均不应操作该通信机构调度管辖范围内的设备。通信网运行遇有危及人身、设备安全的情况时,现场人员应按现场运行规程进行紧急处理,随后立即向有关的值班通信调度人员报告。
通信调度许可设备操作前,应经相应通信机构值班通信调度人员的许可。属厂站管辖设备的操作,如影响到通信机构调度管辖设备运行的,操作前应经通信机构值班通信调度人员许可。
下级通信机构调度管辖的电力通信设备的状态或方式的改变,如影响上级通信机构调度管辖的电力通信设备的运行方式或传输质量,操作前应得到上级通信机构的许可。上级通信机构调度管辖的电力通信设备的状态或方式的改变,如影响下级通信机构调度管辖的电力通信设备的运行方式或传输质量,操作前通知下级通信机构。
在影响一次设备及保护装置、调度自动化、调度电话等业务正常运行的通信设备检验检修工作开工前,应得到相应值班通信调度人员及值班调度人员的许可,并通知相关业务部门。
通信调度
调度指令
37.值班通信调度人员是通信网运行、操作和事故处理的指挥员,同时又应服从本电网企业内同级值班调度人员的指挥。
38.值班通信调度人员应按照规定发布调度指令,并对所发布调度指令的正确性负责。值班通信调度人员或厂站检修人员应执行上级值班通信调度人员的调度指令,并对执行指令的正确性负责。
39.值班通信调度人员发布和执行调度指令,受法律保护,并承担相应的责任。任何单位和个人不得非法干预值班通信调度人员下达或执行调度指令。
40.发布调度指令的值班通信调度人员和接受调度指令的值班通信调度人员或运行维护单位工作人员应先互报单位和姓名,发布调度指令应准确清晰。发布指令和听取指令的全过程,都应使用电网调度规范用语和普通话,并执行发令、复诵、录音、记录和汇报制度。41.接受调度指令的值班通信调度人员或厂站检修人员认为执行该调度指令将危及人身、设备或系统安全的,应立即向发布调度指令的值班通信调度人员提出拒绝执行的意见,由其决定该指令是否继续执行。
42.电网企业的主管领导发布的一切有关通信调度业务的指示,应通过通信机构负责人转达给值班通信调度人员。非通信机构负责人,不得直接要求值班通信调度人员发布调度指令。43.下级通信机构或运行维护单位对值班通信调度人员发布的调度指令有不同意见时,可向发布该指令的通信机构提出,但在得到答复前,应执行原调度指令。
44.对于不执行调度指令者,值班通信调度人员应予以警告,经警告拒不改正的,应按违反调度纪律处理。值班日志
45.值班通信调度人员应按规定记录当值期间通信网主要运行事件,内容应包括:
a)通信网运行状态; b)线路检修状态;
c)检修票、方式单、通知单处理状态; d)故障受理及处理记录;
e)巡视、试话情况及异常情况的处理记录。46.每一事件记录内容应规范、完整,主要包括: a)接受发布时间; b)对方单位和姓名; c)发生时间;
d)故障影响范围与程度; e)故障现象;
f)协调处理过程简述; g)遗留问题等。运行维护
同一通信站的通信设备及设施宜由同一个运行维护单位负责运行维护。运行维护单位应负责保障所维护通信设备的正常运行。检修人员应熟悉通信设备与其他专业设备之间的接口界面和技术条件。
运行维护单位应根据设备技术特点编写设备维护导则。运行维护单位应建立通信设备总清单以及每台设备的台帐。通信设备的台帐应详细记录设备的原始资料以及每次故障、缺陷的发生时间和处理情况。
运行维护单位应定期备份或更新通信网运行数据与资料。
运行维护单位应定期以书面形式向通信机构汇报设备运行情况。
运行维护单位应每年对设备整体运行状态进行评价,并书面向相关通信机构汇报。运行维护单位应配备必要的测试仪器、仪表,并对测试仪器仪表的完好、准确负责。运行维护单位应制定通信设备备品、备件管理制度,备品、备件应能满足生产需要。设有无人值守通信站的发电厂或变电站的运行值班人员应负责厂站内通信机房的日常管理及设备的日常巡视工作,并在机房环境或设备出现异常时及时通知运行维护单位。运行维护单位应向厂站运行值班人员提供巡视内容及要求。
运行维护单位现场工作票的签发人、许可人、工作负责人由运行维护单位批准,并将名单报相关运行值班单位备案。
运行维护单位应定期巡视通信站环境及设备运行情况,巡视频率应不小于:
a)有人独立通信站每天2次; b)无人独立通信站每月1次; c)500kV厂站每2周1次; d)调度端通信站每天1次。运行维护单位应建立巡视记录制度,记录宜用表格形式并完整规范。巡视及记录内容应包括:
a)机房防火、防盗、防小动物、防尘、防漏水以及机房温度环境等方面有无异常; b)电源(包括蓄电池)的电压和电流值是否正常,空调的工作状态有无异常,缆线有无异常;
c)设备(包括调度台和调度录音设备)的工作状态、面板告警状态,历史告警情况记录有无异常;
d)巡视中发现异常或故障,应及时向本级主管单位(部门)汇报,按检修规定进行处理,并记录现象、处理结果及遗留问题等。检验检修
一般规定
47.改变通信设备运行状态或影响其运行质量的检验检修工作均应履行检修手续。
48.通信设备的检修工作应由运行维护单位按规定履行相应的申报、审核、批准、开工、延期、终结手续。
49.华中电网内承载国调直调系统通信业务的各类通信设备的检验检修,按国调相关规定执行。
50.通信设备计划检修宜与相应一次设备及保护装置的检修同步进行。
51.输电线路的检修计划应包含载波机、高频通道、光缆备用纤芯测试等内容。
52.通信检修票实行一事一报。通信检修票的内容应包括申请单位、申请人、填报时间、检修类别、检修内容、停电范围、注意事项、检修起止时间、对有关一、二次设备的影响,以及针对检修工作对通信业务的影响制定具体、完整的安全与技术方案等。通信检修票的填报应使用规范的设备名称、编号和电网调度规范用语。53.批复后的通信检修票可作为办理现场工作票的依据。
54.在电网负荷高峰期和重要保电期,不宜安排通信检修工作。检修计划
55.运行维护单位是通信检修计划的编制单位,应按检修管理规定的要求完成通信及月度检修计划的编制和上报工作。
56.运行维护单位应按照批准的月度检修计划提前作好相应的准备工作。
57.检修计划应于10月20日前申报,月度检修计划应于每月15日前申报。(见附件G:华中电力通信 年/ 月度检修计划申请表)检修申报
58.通信检修票应逐级上报、逐级审核,经各级相关专业部门会签、主管通信领导批准后,回复申报单位。
11.3.1.1 由单一调度机构管辖的直调电厂、开关站内设备检修,由电厂或运行维护单位直接向该调度机构对应的通信机构申报通信检修票。
11.3.1.2 由多级调度机构管辖的电厂或变电站内设备或上级调度许可设备的检修,由电厂或运行维护单位逐级向上申报通信检修票,各级通信机构按管辖范围逐级审批或许可。59.影响一次设备及保护装置通道正常运行的电力通信设备的检验检修,其运行维护单位除办理通信检修票外,还应向相关调度机构申报电网检修票。光纤中继站的此类检验检修工作,由该站运行维护单位向对应的调度机构办理电网检修票并履行相应手续。60.影响通信设备运行的一次设备检修工作,其运行维护单位除履行一次设备检修所规定的手续外,还应向相关通信机构申报通信检修票并履行相应手续。
61.在输电线路改造、改接等工作中,若需加固、移动、更换或中断OPGW光缆,运行维护单位应同时办理电网检修票及通信检修票,并在申报通信检修票时附上通信相关内容的工作方案。
62.在事故发生的当天或12小时内可以完成的紧急检修工作,运行维护单位可以电话方式申请检修,值班通信调度人员可视工作的进展情况决定是否要求运行维护单位补办通信检修票。除此以外的紧急检修,运行维护单位应在工作开始时,同步办理通信检修票。63.通信机构、运行维护单位、电厂应按规定时间要求履行检修申报手续。
省公司通信机构、网调直调电厂负责的通信计划检修工作应提前5个工作日,一般非计划检修工作提前3个工作日向网公司通信机构提出申请,由网公司通信机构审核。网公司通信机构负责的通信计划检修工作提前4个工作日,一般非计划检修工作提前2个工作日,向国电通信中心提出申请。
申请开工时间7日后仍未批复开工的,该通信检修票作废;仍需检修的,重新办理通信检修票。
开工与竣工
64.经批复的检修工作开工前,应通过电话方式请示。在得到值班通信调度人员的同意后方可开工。在影响一次设备及保护装置、调度自动化、调度电话等业务正常运行的通信设备检验检修工作开工前,厂站检修人员应得到相应值班通信调度人员许可,并通知厂站值班运行人员。值班通信调度人员应得到值班调度人员许可,并通知相关业务部门。65.通信检修工作应按批准的工期按时开工。申请单位遇特殊原因无法按时开工的,应及时向网调值班通信调度人员汇报。超过批准开工时间3日仍未开工的,该通信检修票作废。66.电网出现紧急情况时,值班通信调度人员有权中止已开工的检修工作。67.设备检修的起止时间从值班通信调度人员命令检修工作开工时开始,到检修工作完工向值班通信调度人员汇报,并得到竣工指令为止。68.通信检修票应在批准的工期内终结。检修工作如不能按期终结,应在批准的检修工期结束1小时前提出延期申请。
69.输电线路、OPGW地线复合光缆更换的一次系统检修工作完成后,线路两端通信站的运行维护单位应重新测试高频通道及相应OPGW光缆的全部备用纤芯。测试结果应经调度管辖的通信机构审核后方可申报竣工。
70.运行维护单位在确认通信方式及承载业务已恢复、具备竣工条件后,应逐级向相关通信机构申请竣工。在各级值班通信调度人员确认调度管辖范围内通信方式及承载业务恢复后,由最高一级值班通信调度人员逐级下达竣工指令。运行维护单位接到竣工指令后方可撤离现场。事故处理
网调值班通信调度人员是华中电力系统通信网事故处理的总指挥,各级通信机构和运行维护单位按其通信调度管辖范围划分事故处理权限和责任。在事故发生和处理过程中及时互通情况、协调配合。
在通信网事故处理过程中,值班通信调度人员有权根据电网运行要求调用网内所有通信资源。
通信网发生重大事故时,值班通信调度人员可根据突发事件应急处置预案提出预案启动申请,在得到批准后按照预案组织抢修。
当通信网发生事故时,值班通信调度人员或通信检修人员应遵循以下原则:
a)迅速限制事故的发展,消除事故根源,解除对人身和设备安全的威胁; b)保持通信网其他方向设备和电路的正常运行和调度生产业务通道的畅通;
c)有业务中断时,尽可能采取临时应急措施,先恢复业务电路,再进行事故检修和分析;
d)应按先干线后支线、先重要业务电路后次要业务电路的顺序依次进行; e)在通信电路事故抢修时采取的临时措施,故障消除后应及时恢复。通信网发生事故时,除按规定或要求组织抢修外,还应按以下要求汇报:
a)通信检修人员应立即向本级值班通信调度人员汇报;
b)厂站运行值班人员应立即向相关通信检修人员和值班通信调度人员通报; c)事故影响上级所辖业务电路时,值班通信调度人员应依汇报制度向上一级值班通信调度人员汇报事故简况;
d)影响调度生产业务的通信事故,值班通信调度人员应及时向本级值班调度人员汇报以及向相关业务部门通报; 通信网发生重大事故时,值班通信调度人员应迅速报告通信机构负责人。通信机构负责人应监督、指导值班通信调度人员处理事故。通信机构负责人发现值班通信调度人员处理事故不力,可解除值班通信调度人员的调度权,指定他人或亲自指挥事故处理,并通知有关单位。被解除调度权的值班通信调度人员对解除调度权后的事故处理不承担责任。在交接班期间如果发生事故,应由交班者负责处理,直到事故处理完毕或事故处理告一段落,方可交接班。接班人员可应值班通信调度人员的请求协助处理。
事故处理结束后,运行维护单位及相关通信机构应核对运行方式、分析事故原因、总结经验教训,按上级通信机构的要求提交事故处理与分析报告,并采取必要措施防止类似事故的再次发生。运行方式
华中电力通信运行方式管理应遵循“统一管理、分级负责、资源互补、安全共保”的原则。运行方式的安排与编制,应符合电网和通信网的发展规划,综合考虑现有各级通信网的组网结构和通信网设备健康水平,按“N-1”原则对网络结构、线缆与设备配置提出调整意见。71.调度机构与下级调度机构、调度管辖的发电厂、变电站之间同一种调度业务传输应具有两条及以上独立路由的通道。
72.同一条线路的两套继电保护或同一系统的两套安全自动装置应分别配置独立的通信设备通信电源,两套通信设备和通信电源在物理上应完全独立;
73.网与省(直辖市)间的调度业务通道在条件具备时应按“N-2”方式安排。
网、省公司通信机构应编制管辖范围内的通信网运行方式,并报本级调度机构和上级通信机构备案。每年3月31日前,省公司通信机构应将本运行方式上报网公司通信机构。运行方式的主要内容为上通信运行方式总结和本通信运行方式工作重点,包括:
a)所辖电力通信网基本情况;
b)新(改、扩)建通信项目投产情况; c)运行指标完成情况;
作为一名电力系统及其自动化的研究生,了解和学习电力系统通信的知识是非常必要的,我通过借阅相关图书,查阅一些前沿刊物,对电力系统通信有了一个大概的了解,下面我对自己的所学所得做一下总结。
一、电力系统的作用和意义
电力通信作为行业性的专用通信网,是随电力系统的发展需要而逐步形成和发展的。它主要用来缓解公网发展缓慢而造成的通信能力不足并填补公网难以满足一些电力部门特殊通信需求的矛盾,以保证电力专业化生产正常高效地进行。电力通信的业务可划分为关键运行业务和事务管理业务两大类。关键运行业务是指远动信号、数据采集与监视控制系统、能量管理系统、继电保护信号和调度电话等;事务管理业务包括行政电话、会议电话和会议电视、管理信息数据等。不同的电力通信业务,要求也不同。关键运行业务信息量不大。但对通信的实时性、准确性和可靠性要求很高;事务管理性业务则是业务种类多、变化快、通信流量大。
电力通信主要为电网的综合自动化控制、商业化运营和实现现代化管理服务。它是电网安全稳定控制系统和调度自动化系统的基础,是电力市场运营商业化的保障,是实现电力系统现代化管理的重要前提,也是非电产业经营多样化的基础。
二、电力通信网的构成及特点
电力通信网是由光纤、微波及卫星电路构成主干线,各支路充分利用电力线载波、特种光缆等电力系统特有的通信方式,并采用明线、电缆、无线等多种通信手段及程控交换机、调度总机等设备组成的多用户、多功能的综合通信网。
1.电力系统的主要几种通信方式:
a.电力线载波通信
电力线路主要是用来输送工频电流的。若将话音及其他信息通过载波机变换成高频弱电流,利用电力线路进行传送,这就是电力线载波通信,具有通道可靠性高、投资少、见效快、与电网建设同步等得天独厚的优点。
虽然在有线通信中,话音信号可以利用明线或电缆直接进行传送,但在高压输电线路上,由于工频电压很高(数十万、百万伏特)、电流很大(上千安培),其谐波分量也很大,这些谐波如果和话音信号混合在一起是无法区分的,而且其谐波值往往比一般的话音信号大得多;对话音信号产生严重干扰,因此在电力线上直接传送话音信号是不可能的。为此,必须利用载波机将低频话音信号调制成40kHZ以上的高频信号,通过专门的结合设备耦会到电力线上,使信号沿电力线传输,到达对方终端后,采用滤波器很容易将高频信号和工频信号分开;而对应于40 kHZ以上的工频谐波电流,是50HZ电流的800次以上谐波,其幅值已很小,对话音信号的干扰已减至可接受的程度。这种利用电力线既传送电力电流又传送高频载波信号的技术,称为电力线的复用。
除此之外,电力线载波通信中还有利用电力线路架空地线传送载波信号的绝缘地线载波等方法。与普通电力线载波比较,绝缘地线载波不受线路停电检修或输电线路发生接地故障的影响,而且地线处于绝缘状态可减少大量的电能损耗。
b.光纤通信
由于光纤通信具有抗电磁干扰能力强、传输容量大、频带宽、传输衰耗小等诸多优点,它一问世便首先在电力部门得到应用并迅速发展。除普通光纤外,一
1些专用特种光纤也在电力通信中大量使用:
(1)地线复合光缆(OPGW),即架空地线内含光纤。它使用可靠,不需维护,但一次性投资额较大,适用于新建线路或旧线路更换地线时使用。
(2)架空地线缠绕光缆(GWWOP),是用专用机械把光缆缠绕在架空地线上。这种光缆光纤芯数少,易折断,但经济、简易;也具有较高的可靠性。
(3)无金属自承式光缆(ADSS)。这种光缆光纤芯数多,安装费用比OPGW低,一般不需停电施工,还能避免雷击。因为它与电力线路无关,而且重量轻、价格适中,安装维护都比较方便,但易产生电腐蚀。
(4)其他。如相线复合光缆(OPPC)、金属销装自承式光缆(MASS)等 电力特殊光缆受外力破坏的可能性小,可靠性高,虽然其本身造价较高,但施工建设成本较低。经过10多年的发展,电力特殊光缆制造及工程设计已经成熟,特别是OPGW和ADSS,在国内已经得到大规模的应用,如三峡工程中的长距离主干OPGW光缆线路等。其次体现在本地传输方面,城市内电力系统的杆路、沟道资源也可以为通信服务。特种光纤依托于电力系统自身的线路资源,避免了在频率资源、路由协调、电磁兼容等方面与外界的矛盾,有很大的主动灵活性。
c.微波通信
在光纤通信发展成熟前,微波通信曾作为远距离传输的主要手段得到大力发展,目前微波通信在我国电力通信传输网中仍居主导地位,但发展速度在减缓,作用也开始由主网逐渐向配网、备用网转变。
d.无线通信
无线通信主要用于农电通信及电力施工检修、城市集群、寻呼等。
e.其他
电力通信网中还有传统的明线电话、音频电缆及新兴的扩频通信等方式。
2.电力系统通信的特点:
和公用通信网及其他专网相比,电力系统通信有以下特点。
a.要求有较高的可靠性和灵活性
电力对人们的生产、生活及国民经济有着重大的影响,电力供应的安全稳定是电力工作的重中之重;而电力生产的不容间断性和运行状态变化的突然性,要求电力通信有高度的可靠性和灵活性。
b.传输信息量少、种类复杂、实时性强
电力系统通信所传输的信息有话音信号、远动信号、继电保护信号、电力负荷监测信息、计算机信息及其他数字信息、图像信息等,信息量虽少,但一般都要求很强的实时性。目前一座110KV普通变电站,正常情况下只需要1到2路600-1200Bd的远动信号,以及1到2路调度电话和行政电话。
c.具有很大的耐“冲击”性
当电力系统发生事故时,在事故发生和波及的发电厂、变电站,通信业务量会骤增。通信的网络结构、传输通道的配置应能承受这种冲击;在发生重大自然灾害时,各种应急、备用的通信手段应能充分发挥作用。
d.网络结构复杂
电力系统通信网中有着种类繁多的通信手段和各种不同性质的设备、机型,它们通过不同的接口方式和不同的转接方式,如用户线延伸、中继线传输、电力线载波设备与光纤、微波等设备的转接及其他同类、不同类型设备的转接等,构成了电力系统复杂的通信网络结构。
e.通信范围点多面广
除发电厂、供电局等通信集中的地方外,供电区内所有的变电站、电管所也都是电力通信服务的对象。很多变电站地处偏远,通信设备的维护半径通常达上百公里。
f.无人值守的机房居多
通信点的分散性、业务量少等特点决定了电力通信各站点不可能都设通信值班。事实上除中心枢纽通信站外,大多数站点都是无人值守。这一方面减少了费用开支,另一方面却给设备的维护维修带来诸多不便。
三、我国电力通信的现状
1.我国电网的发展概况
经过几十年的努力,我国的发电设备装机容量和发电量、电网规模均居世界前列,形成了以大型发电厂和中心城市为核心、以不同电压等级的输电线路为骨架的各大区、省级和地区的电力系统。到 1998年年底,我国发电机装机容量已达2.77亿千瓦,年发电量达到11577亿千瓦时,居世界第二位;自1981年第一条500kV葛一沪输电线路投入运行以来;500kV的线路已逐步成为各大电力系统的骨架和跨省跨地区的联络线。目前全国电网已基本上形成了500kV和330 kV的骨干网架,大电网已覆盖全部城市和大部分农村;以三峡为中心的全国联网工程的启动,标志着我国电网进入了远距离、超高压、跨大地区输电的新阶段。
2.我国电力通信事业取得的成就
与电网的发展相适应,几十年来我国电力通信取得了长足的进步,在现代化电力生产和经营管理中发挥着越来越重要的作用。
a.形成了覆盖全国的电力通信综合业务网电力通信网已基本覆盖了全国36个电力集团公司和省电力公司。到1999年,电力通信网已拥有数字微波通信线路64000km,电力线载波电路65万话路公里,光缆线路6000km,卫星地球站36座。交换机容量约60万门,以及其他的通信线缆等;在部分地区还开通了数字数据网,建成了800MHZ集群移动通信系统、寻呼系统,开通了中国电力信息网;电力通信业务范围包括调度及行政电话、远动信息、继电保护信号、计算机数字数据通信、会议电话、电视电话等综合业务。
b.技术装备水平有了很大提高
从五六十年代的双边带电子管电力线载波机、明线磁石电话到今天的SDH光纤通信系统、数字式电力线载波机、数字程控交换机、ATM交换机,我国电力通信技装备水平出现了质的飞跃,基本上适应了现代通信发展的潮流和现代电网发展的需要。
c.通信机构和通信队伍已具规模
从国家电力公司到各网局、省电力公司、发电厂、县市农电局,以及电力科研、教学、设计、施工单位等,都设有相应的通信机构;目前我国电力通信队伍约有两万多人,大多具有大中专以上学历。通信机构的完善和通信队伍的培养壮大为电力通信的发展提供了组织保证和人才保证。
d.造就了良好的科研学术氛围
成立了中国电机工程学会电力通信专委会,并定期两年一次举办学术会议;创办了全国性的学术期刊《电力系统通信》,一些地方电力部门也办起自己的刊物;如广东的《广东电力通信》等;从国家电力调度通信中心领导到电力通信生产一线人员结合国内现状,撰写出了大量学术论文,在探讨中国电力通信的发展走向、解决生产实际问题等方面做出了有益的探索和贡献。
e.制订了较为完善的各项管理标准和技术规范
企业标准体系是企业现代化管理的重要组成部分。多年来,从国家电力公司(水电部/电力部)到各地方电力部门都逐步制订和完善了有关电力通信各专业的管理、运行、设计、测试的标准、规程、规定和规则,对电力通信网的建设、运行和管理起了统一化、规范化的作用。
3.我国电力通信存在的主要问题
a.通信网的网络结构比较薄弱
现有的网络技术尚不能满足本来业务发展的需要。目前电力通信主干网络基本上成树型与星型相结合的复合型网络结构,难以构成电路的迂回;一旦某一线路出现故障,不能有效地通过迂回线路分担故障线路业务;网络管理水平亦不高,管理系统只能对电路进行分路监测和简单的控制。
b.干线传输容量不足
通信网内主干电路容量一般只有34Mb/S,少数为140Mb/S和155Mb/S,制约了宽带新业务的开拓。
c.通信体制落后,干线电路超期服役严重
干线微波电路主要是PDH传输体系,不少已运行10多年,急需更新换代;交换设备不少是空分制,不改造、升级难以实现综合数字业务。
d.各地发展极不平衡
各地经济发展水准不同,在电力通信上也表现为发展极不平衡,一些地区、单位已实现数字化、光纤化环网,有能力向社会提供通信业务;有些地方的偏远变电站甚至连最基本的调度电话也不能保证。
四、新形势下电力通信面临的机遇和挑战
近年来,全球范围内电信体制改革,放松管制、打破垄断、引入竞争机制已成为势不可挡的潮流;同时,中国的改革开放正在步步深化;其中电力和电信的改革已走在前列。电力工业和通信产业结构的调整和重组,电力通信利用改革之机最终推向市场和电力系统开放电力通信市场已是大势所趋。
为适应现代电信市场开放性的需求,我们要加快以光纤为主体的通信网建设,及早确立电力系统高速数据网络技术体制,跟踪研究利用电力线路传输高速通信数据技术,解决如何利用ATM技术实现电力通信关键业务的宽带综合通信平台、如何通过IP来综合电力通信的关键业务等问题。
五、学习总结
电力系统通信作为保障电力系统安全运行的三大支柱之一, 承载着保障电力系统安全运行的各类实时控制业务以及非实时控制业务。而光纤通信是目前电力系统的主要通信方式, 因此合理搭建光缆网络, 并对光设备进行合理配置可以有效提高承载业务的通信电路运行的利用率和可靠率。
(二) 电力光通信网络承载业务分析
随着电网规模的增大, 电力通信网络承载的业务量也随之大幅增加, 其承载的业务是典型的中心汇聚型业务, 而同级节点之间的业务流量很少。对于不同类型的业务, 电力通信都制订了相应的技术规范及标准, 因此把握好电力系统通信业务的特点以及各自的要求是合理搭建和配置光网络的前提。
电力通信网络现阶段主要承载与电力生产调度有关的各类实时、非实时控制业务以及其他行政业务。具体包括安稳系统及继电保护信息、变电站自动化信息、计量计费信息、调度语音电话以及站内遥视监控系统、视频电视会议系统、行政语音电话等各类业务。各类业务对通道误码率、带宽、时延以及自愈形式等传输参数都有着不同的要求。
(三) 电力光通信网络现状分析
由于近几年电力光通信网络快速发展, 因此在光传输网络不断复杂的情况下逐渐暴露出早期建设光纤网络时网架结构不合理, 运行稳定性和安全性较差, SDH逻辑系统结构复杂管理难度大等问题。
现阶段的电力通信光网络主要有以下几个特点:
1. 光纤传输网络层次划分不明显
按照电力通信网络运行管理层面上一般分为一级通信网络、二级通信网络和三级通信网络。其中一级通信网络主要由南方电网公司至各省电网公司以及各省电网公司之间的通信光缆构成, 二级通信网络主要由各省电网公司至各市供电局以及各市供电局之间的通信光缆构成, 而三级通信网络主要由各市供电局内的通信光缆构成。
在光缆网络架设过程中, 由于电力线路自身结构以及规划问题, 导致部分光缆路径在跟随电力线路敷设过程中形成二级通信网络与三级通信网络混联, 光缆网络不能按照理想的网架结构架设, 骨干网与接入网分层不清晰。
2. 光缆建设及改造不彻底
光缆的新建与改造受电力线路停电施工时间限制, 造成光缆网络不能按照通信要求进行彻底改造, 光缆分段施工形成T接情况较多, 不利于日后光缆维护。
3. 部分枢纽站点之间光缆纤芯不足
早期枢纽站点之间架设的光缆纤芯数量不大, 随着继电保护等重要业务逐步改造为走光纤通道, 光缆剩余纤芯出现明显不足, 部分站点之间开通的业务需要经过其他站点进行跳接迂回, 迂回过程时容易形成逻辑假环。
4. SDH环网扩建不平衡, 部分环内节点过多
由于地区发电量需求增长不一致, 各个地区新建的变电站也存在数量上的差异。有的片区随站点新增的SDH节点较多, 导致原有SDH环网上节点数量过多, 抵抗多种失效事件性能减弱, 对传输时延也有影响。
5. SDH网络拓扑结构复杂
随着变电站的不断增加, 各变电站内新增的SDH设备节点也不断串入原有的SDH环网中, 由于缺乏优化, 导致SDH网络拓扑结构日益复杂。不少业务需跨环甚至是跨多环进行传输, 环中环现象普遍存在, 导致传输时延以及自愈倒换要求无法满足。
(四) 典型案例分析及解决思路
1. 案例一描述:
佛山局管辖范围内的通信网络主要由二级通信网络和三级通信网络构成。其中以500kV变电站以及220kV变电站为主的枢纽站之间的光缆搭建起SDH网络的骨干环部分, 220kV变电站与该片区内110kV变电站之间的光缆以及各110kV之间的光缆形成SDH网络的接入环部分。
电力通信光缆主要依托于电力架空线行或者地埋管道为基础所敷设, 以OPGW以及ADSS光缆为主。输电线路是根据电网自身架构的需求进行改造, 而电力特种光缆是跟随输电线路的走向而敷设, 又是根据输电线路的改造而变更, 因此电力通信光网络很难按照理想的光传输网络架构进行建设。
2008年底, 佛山地区新投产220kV瑶岗变电站。由于该变电站提前半年投产, 因此光缆的架设无法按照最初规划的要求搭建。变电站投产前开通的四条光缆的出线均是在原110kV光缆线路上临时解口接入, 形成新旧光缆混接。且原110kV光缆使用年限较长, 光缆质量已经出现劣化。
作为220kV变电站, 瑶岗站是设计接入佛山骨干传输环内的节点, 但由于光缆限制, 导致SDH逻辑上的骨干节点须在物理上经过接入环的光缆跳通, 形成骨干网与接入网的混接。造成了光缆传输网承载业务层次不清。其光缆改造方式见图1:
案例一解决思路:
在新站投产初期, 要保证至少有两条独立路由通道, 以满足远动、调度电话及继电保护等业务的双通道独立路由的要求, 因此解口原光缆并串入新投产的变电站是方便快捷的施工方案。但对于骨干节点而言, 其出站光缆的安全性及可靠性必然影响该站承载的业务的安全性和可靠性。
由于瑶岗站解口接入的光缆本身存在性能劣化, 而且220kV变电站作为SDH环网上的骨干节点, 其逻辑环属于骨干环, 通过接入环网的光缆进行跳接实现骨干节点逻辑相连, 对于日后运行维护也存在一定危险。因此在后续的光缆改造过程中, 应逐步替换掉劣化的旧光缆。再根据SDH光传输网络的规划要求, 架设骨干传输网光缆 (比如近期改造敷设的220kV瑶岗站至220kV仙溪站OPGW光缆) , 实现骨干环网与接入环网分离。
2. 案例二描述:
在初期构建SDH自愈环或者两节点之间独立路由的光缆缆体纤芯资源不足时, 可以将原来的链型结构通过同缆分纤的方式组成一个逻辑环。作为一种临时优化手段, 逻辑环可以在一定程度上增强节点抗失效性, 但是当承载有重要业务, 比如安稳继保等实时控制业务时, 一定要注意是否形成单点故障。
220kV丹桂站与220kV镭岗站之间的丹镭甲乙线各有两套纵联主保护, 其中220kV丹镭甲乙线主一纵联保护走光纤专用通道, 其路由为220kV丹桂站- (丹雷联线OPGW36芯) -220kV镭岗站;220kV丹镭甲乙线主二纵联保护走2M复用电路通道, 其逻辑路由为图2中的自愈环 (图中黑体字为原2M电路通道历经的节点) 。
220kV镭岗站至220kV桃源站并无直接的物理光缆路由, 其实际光缆物理路由为:
(1) 9-6#桃源站至9-3#镭岗站间经过的光缆实际为“220kV桃源站- (桃仙线ADSS12芯) -220kV仙溪站- (仙沥线OPGW36芯) -220kV丹桂站 (丹雷联线OPGW36芯) -220kV镭岗站”
(2) 9-55#丹桂站至9-3#镭岗站间经过的光缆路由为“220kV丹桂站- (丹雷联线OPGW36芯) -220kV镭岗站”分220kV丹飡桂站析得蜂出该自愈环上存在同缆分纤组成的逻辑假环- (丹雷联线OPGW36芯) -220kV镭岗站此。当段光缆中断时, 将会形成单点故障, 导致220kV丹镭甲乙线主一、主二纵联保护全部中断。
案例二解决思路:
镭岗站与丹桂站之间的并无规划架设直连光缆, 因此在现有光网络基础上必须找到其他路由使两套纵联主保护分开独立路由以避免单点故障。
由于镭岗站至叠北站以及丹桂站至叠北站都有光缆连接, 因此维持原有纤芯跳接不变的情况下, 可在网管上将丹镭甲乙线主二保护2M电路通道设置其逻辑路由改为走镭岗站-叠北站-丹桂站这个小自愈环上, 避免了当220kV丹桂站- (丹雷联线OPGW36芯) -220kV镭岗站光缆中断时, 同时影响两套纵联主保护。
3. 案例三描述:
随着站点不断增多, SDH光纤环网也不断增大, 自愈环上节点不断增多, 一旦环上有两处或以上的故障将会导致通信中断, 且环路越长, 故障影响的范围也越大。
由于南海片区110kV虹岭站、110kV雅瑶站、110kV萝行站等新站不断投产, 再加上受光缆廊道的限制, 新增站点内的SDH节点只能不断串入临近的SDH传输环网中, 使得环中节点不断룣增多蜂。原有的A网传输南海区环变得臃肿、复杂。再加上早期一些220kV变电站的SDH骨干节点和110kV变电站的SDH接入节点在同一个传输环上, 层次不清。
案例三解决思路:
规模庞大、结构单一的网络会使网络的通信可靠性大大降低。因此应该根据实际情况 (纤芯资源、业务需求以及带宽要求等) 建立起多个小型自愈环。
将大졜自愈环拆分成数个互相联通的小自愈环, 构成安全性高、迂回路由多的网孔型网络, 则网络的安全性大大增加 (优化后的网络见图3) 。
但是须注意跨环业务的传输时延会受到一定影响, 当不足以满足继电保护等特殊业务的要求时, 应根据继电保护等特殊业务的要求选取合适的节点组环开通2M电路通道路由。
最后运行的界面如图3所示。
(四) 结论
本文通过介绍时间序列的概念, 方法和特点, 探讨了地理时间序列数据库分析系统的设计和实现过程。地理时间序列数据库分析系统是以Visual Basic 6.0作为开发工具, Microsoft Office Excel 2003作为后台数据库, 对地理时间序列数据进行分析的系统。与其他的数据库分析软件相比, 该系统集成了计量地理中的一些算法, 实现了数据访问, 图表显示, 对数据进行统计和时间序列分析, 保存统计结果等功能。本系统在对地理数据的分析和研究工作中具有重要的应用价值。
摘要:目前, 随着电力系统通信网络的不断发展, 承载在电力系统通信网络上的各类业务也不断增加。如何有效保障这些业务通道的可靠性, 缩短各类电路的中断时长成为目前电力通信网络的搭建和配置必须考虑的问题。针对作为电力通信传输骨干的光网络, 通过对实际案例的分析和总结, 提出了光网络在搭建以及配置过程中须注意的问题以及整改思路, 以尽可能的保证电力通信业务传输的安全性及可靠性。
关键词:电力通信,光网络,SDH,安全性
参考文献
[1]林湘宁, 等译.电网继电保护及自动化应用指南[M].科学出版社, 2008.
[2]王延恒等.光纤通信技术及其在电力系统中的应用[M].中国电力出版社, 2006.
摘要:本文根据作者多年工作经验,文章将电力通信网综合网管系统定位在多专业的电力通信综合网管上,详细阐述了该系统的建设原则、体系结构、功能要求,并对系统建设中的关键问题进行了探讨,仅供参考。
关键词:电力通信;网管系统;探讨
0 引言
随着电网规模的不断扩大、电力市场的逐步建立以及用户对供电质量要求的提高,电力系统对信息通信的要求越来越高。面对日益庞大和复杂的电力通信网,采用现代化的网络管理措施和手段是非常必要的。网络管理者希望能够以一种统一的界面、管理和操作系统来实现网管,以改变目前在多种网络、甚至是在同种网络内部存在多个网络管理系统的现状。
1 电力通信综合网管系统的基本内涵
建设综合网管的目标是在现有网管系统的基础之上,建立多专业信息集中处理的综合网管控制平台,将客户资料与网络设备资源进行有效关联,构造网管的服务管理层,向客户提供SLA和端对端的服务,建立健全以网管控制为核心的维护体系,形成面向前端,以业务响应中心为龙头的快速响应机制,重点完善面向市场的网络运行管理系统,实现高质量、高可靠、高效率、低成本的维护目标。
总的来说,对电力通信综合网管可以理解为多厂商的综合网管系统、多层次的综合网管系统、多专业的综合网管系统3种。
(1)多厂商电力通信综合网管系统在某个专业网络范围内,在多个设备厂商网元管理级、子网管理级的网络管理系统基础之上开发建设的网络层管理系统,称为综合网管系统。多厂商网管系统在专业网络范围内可以实现端到端的设备管理与网络管理。
(2)多层次电力通信综合网管系统多层次综合网管系统是网络管理功能在逻辑层次上的纵向整合。在某个专业网络管理级网管系统的基础上,融入业务管理层的一些功能,如建立与运维支撑系统相关联的工单系统、故障单系统、客服系统、计费系统等,这种综合网管系统比较适合本地化的、经营范围较小的网络业务,如楼宇局域网网管系统、WLAN网管系统等。
(3)多专业电力通信综合网管系统在全部或者某几个专业网络范围内,在多个设备厂商网元级、子网级或者网络级的网管系统基础上开发建设的网络层管理系统,称为多专业综合网管系统。
多专业电力通信综合网管系统能够体现通信网络内在的、本质的规律与特点,本文提及的电力通信综合网管均指这个意义上的网管系统。
2 电力通信综合网管系统的建设原则
电力通信网包含的设备种类繁多、数量巨大,且分布地域非常广泛,几乎覆盖了所有需要传输信息的地域。网管系统建设前,要充分考虑到在建设过程中可能会遇到的各种问题。
(1)管理对象要全面
电力通信综合网管系统管理范围不能只是各厂家的网元管理系统(EMS)管理对象的简单叠加,还应该包括各种管道资源、光缆资源、配线架等无源设备资源以及客户和工程资料等相关资源,只有尽量涵盖各种资源,才能充分发挥电力通信综合网管系统的优势。
(2)管理功能要完善
电力通信综合网管系统不能仅限于网络的集中监控,还应该包括网络资源的管理、调度、工单管理、客户管理和工程管理以及数据的综合分析和预测等。以便尽可能地利用这些管理功能实现对电力通信网络的全面检测与闭环管理。
(3)系统可扩展性要强
20世纪的经验告诉我们:技术进步、体制改革和市场需求是决定电力通信发展的3个根本因素。
在新世纪初,通信技术仍在不断进步,电力和电信体制改革仍在逐步深化,市场需求仍在继续增长,因此,电力通信的发展是历史的必然,要求综合网管系统应该有很强的扩展性,能够充分适应未来的新技术、新业务、新形势。
(4)系统可以分步实施
在电力通信网综合网管系统的建设中,可以将整个综合网管系统的建设划分为若干个阶段,并规定好每个阶段要达到的目标,并按照这些目标分阶段完成综合网管的建设。每个阶段完成后,相应的系统就可以投入使用,既可避免工程建设时间过长,又可避免只考虑当前目标而忽视长期利益的情况。
(5)系统要符合企业信息资源规划的要求
在系统的规划阶段,必须参考企业信息规划的要求,制定出一套完整的、可扩展的编码体制,使系统中的数据能够充分被其他系统共享。
(6)系统的运维成本要低
綜合网管的接口部分和分级操作终端一般分布在各个传输中心的机房,所以,要求系统可以由少量的专职人员来维护。
3 电力通信综合网管系统的体系结构
电力通信综合网管系统通常采用模块化分层体系结构,按TMN逻辑分层规则,应分为网元管理层、网络管理层、业务管理层和商务管理层等4层。
各模块之间通过数据库实现资源共享,共同完成整个系统的功能。
网元管理层和网络管理层在实体上一般是分开的,而网络管理层并不一定仅有一层,尤其在目前多子网环境下,高层的网络管理系统一般是通过底层的网络管理系统(例如以地理区域划分的子网或以SDH设备厂家划分的子网)的代理同网元管理层联系,完成管理和控制。
综合网络管理系统是一个开放系统,可以通过多种接口方式向其他系统提供所需信息。
4 电力通信综合网管系统的功能要求
一般地,电力通信综合网管系统按功能可以划分为7大部分。
(1)网络监控子系统
网络监控子系统完成对全网设备运行情况的监控,便于维护人员对设备故障进行及时处理,保证传输网络的正常运行。该系统应具有如下子功能:1)故障管理:包括告警监测、故障定位、故障隔离、故障修正、路径测试(可选)、报告管理等;2)配置管理:包括指配功能、NE(Network element)管理、状态监视、状态控制、NE安装等;3)性能管理:包括能同时对所有终端点进行性能监视、性能数据的收集和监视、性能参数的管理和存储、性能数据的输出等;4)计费管理:包括提供与通道有关的数据,并对其输出、显示和打印;5)安全管理:包括操作者级别及权限设置、用户登录管理、日志管理、口令管理、管理区域分配、用户管理等。
(2)资源管理子系统
资源管理子系统完成对全网内各类资源数据的整合,并建立起相互之间的有机联系。通过从全网整体角度对设备资源、业务资源进行集中管理、集中调度,为网络的统一规划提供依据。
电力通信综合网管系统网络资源管理的范围涵盖了通信網络的各个层面,包含物理的光缆、电缆、管道和杆路网络以及物理网之上的传送网络资源,在此基础之上的多种业务网络资源和业务支撑网络资源(包括交换、数据、同步网和信令网等),连同涵盖专业网络资源中均包括的动力、空间的公共资源等。
(3)网络资源调度子系统
网络资源调度子系统在资源数据完整准确的情况下,提供管道调度、电路调度、光路调度、备品备件调度、应急资源调度等业务管理。用户可依靠自动、手动方式进行业务调度操作以及制定一套管理制度规范,并可以进行跨系统的业务调度,或全程监视整个业务调度的进程,并提供对工单的统计查询。
(4)客户管理子系统
客户管理子系统完成对租用传输网络资源的客户的管理。综合网管系统可按照重要性的不同对客户进行分级管理,采取不同的管理措施,以保证重点客户、重点业务的畅通。
(5)网络分析子系统
网络分析子系统完成对传输网的各种分析功能。网管人员通过对各种运行数据的分析,可了解到网络的运行情况以及使用情况,从而对网络的运营情况有一个详细的认识。
(6)系统支撑子系统
系统支撑子系统完成综合网管运行时的各种支撑功能,是网管系统正常运行不可缺少的部分。
(7)对外接口子系统
对外接口子系统负责与企业内部的其他管理系统之间的接口联系,从而实现资源的共享、消息的流转,使网管系统充分融入企业的信息化系统。
5 电力通信综合网管系统建设的关键问题
电力通信综合网管的建设是一个系统工程,要站在企业信息化的高度来看待该问题,充分考虑系统的可扩展性、开放性,对其在建设和使用中可能遇到的问题进行量化分析。
综合网络管理的问题,从提出到现在已经有很长一段时间了,其间取得了不小的进步,但仍处在发展完善阶段,存在着下面一些关键问题。
(1)网管接口问题
综合网管与设备的接口是网管建设中的最基本、最关键的问题,包括以下几方面的内容:1)设备提供商的配合问题,这就需要运营商、网管软件开发商、设备提供商三方面共同协商,签订相关的协议;2)接口协议的问题,目前厂家一般提供Cor2ba(common object request broker architecture)、TCP / IP、Q3等接口协议,综合各方面的因素,我们建议在条件允许的情况下选择Corba接口,可以大大简化系统的结构;3)接口的位置问题,目前综合网管系统的接口一般设在3个位置(子网管里器、网元管理器、网元),虽然越靠近网元效率越高,但是从整个系统的安全、可靠和效率方面分析,还是建议从网元管理器取数据。
(2)数据编码的规范化
综合网管的建设是企业信息化建设的内容之一,因此,它的信息结构要符合企业信息资源规划的要求。目前,EMS和设备网元中的信息编码都是厂家自己定义的,即便是在软件厂商提供的综合网管系统中,也都遵循厂家自己的编码规范。因此,我们要在系统的规划阶段,与厂家一起来规范其中的编码,做到编码的唯一性、全局性。
(3)综合网管的向上接口
综合网管的建设不仅仅是为维护服务的,也是全公司信息化建设的一个环节。因此,综合网管中的资源必须能以不同的形式和从不同的角度被呈现出来,这样才能被市场、客户所接受。但是目前对大多数的网管系统仅是从维护的角度进行开发、建设,大大缩减了系统的适用范围。
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