基于ASON的电力调控通信平台设计

基于 ASON的电力调控通信平台设计

向东旭 1 聂壤 2

1. 国网常山县供电公司 324200 2. 国网衢州供电公司 324000

摘 要：为保证电网中各类信息的准确性、稳定性、可靠性和实时性，提高电力调控通信网络的运行效率，确保电力调控通信网络高效与高质量运行，满足电网整体调度、调度自动化的发展需求，实现各不同架构的电力调控通信网络之间的自动化管理，本文对电力调控通信统一管控平台进行研究，基于ASON技术，采用一体化平台建设方案，设计出了高效安全的电力调控通信统一管控平台。

关键词：电力调控通信网；ASON技术；管控平台

0 引言

随着电网不断发展，电网在网架规模、智能化水平和复杂程度上日新月异，使用设备与网架结构日趋复杂，电网通信也面临着新的课题。现有电力调控通信网采用的方式众多，形成了复杂的通信拓扑结构，伴随着电网业务的増加与电力服务增值业务的出现，电力调控通信除了在实现电力调度、自动化等固有服务之外，还为电力基建、视频会议、发电管理等多部门协同的综合业务服务，这就要求传输网具有高可靠性和稳定性。然而现使用的电力调控通信网风险和故障对电力系统的影响日趋严重，电力调控通信网络的复杂性与监控的不及时性，导致很难及时地掌握通信设备的实时故障，难以判断故障原因，致使不能快速修复通信链路，影响电网运行。

1 电力调控通信网现状

1.1电力调控通信技术分析

电力调控通信网络的底层（终端）位于电力用户现场，通过网关连接，或无需经过转接即可直接接入电力调控通信主网。现行典型的现场主网广泛应用于电力设备监测等领域，其特点为大量且低速的监测信息被汇聚到现场网络监测网关中，通过主网络传送到服务器。目前，现使用的电网现场网络主要有WSN、红外通信、RS-485、PLC等^[1]。红外通信主要以录入数据的方法实现性能和设备参数的总结归档，主要以人工方法完成通信与设备管理，缺乏成熟的自动化管理解决方案；WSN技术适用大多数现场低速网络，运行效率较低；PLC由于生产厂家在组网技术和调制技术上没有统一标准，很难实现远程监测和实时控制；RS-485总线适用于换流站等电磁较强的环境中，但高效的控制是以较低的冗余度为代价，且该技术为面向命令的编程方式，没有完整的信息获取手段，不能完成网络状态监测。

1.2接入层与核心层分析

接入层主要解决网络接入的“最后一公里”的问题，目前现场网络接入层主要采用无线宽带接入与光纤，或采用xDSL同轴电缆接入。随着技术发展，接入层逐步向电力光纤技术靠拢，它不仅能够满足电力调控通信网中高带宽需求，而且在传输和损耗方面具有较大优势，同时，光纤对电磁干扰的强免疫能力，保证了信号在传输网中的传输质量。按照电网建设规划，电网实现全光纤传输是南方电网和国家电网在终端推行光纤到户重要战略。

基于SHD环网的电力调控通信网络，在核心层上已逐步向转化为自动交换光网络（ASON）。ASON网络拓扑为网状结构，具有高自动化的特点，可以在电力数据业务的飞速増长的现状下，解决SDH在交换、连接和路由等方面的缺陷，实现电力调控通信光网络的数据交换、自动连接与路由的功能，并且实现动态的监视网络的结构，建立点对点的链接，分析点对点路由的功能，同时提供了可靠的通信链路保护恢复化机制，在电力调控通信网络故障时能够自动刷新路由，提高用户体验和精准传输数据。电力SHD通信环网逐步向ASON光纤网进化是电网通信发展的必然方向^[2]。

2电力调控通信统一管控平台总体设计

本文研究的电力调控通信统一管控平台的总体设计思路以实现通信运行的监控模块、通信资源监管模块、与电网现有系统互联模块，完成通信专业的过程管理和控制管理；实现电力用户日常运行管理、日常维护等工作管理；实现通信流程标准化建设；实现业务流程化和流程自动化管理，并在通信资源管理子模块设计和综合运行监视控制模块的动态链接进行探索性建模，旨在实现动态资源库的维护工作、资源变动查询、资源动用调度、资源缺陷影响范围评估、电网故障情况辅助分析。

2.1 框架设计

电力调控通信统一管控平台包含通信运行管理子系统、通信运行监视子系统、通信资源管理子系统和通信专业管理子系统等，子系统在设计上具有相互独立的内核设计，在互联上分阶段分模块链接。其系统框架图如图所示。

图一 电力调控通信统一管控平台架构

通信运行监视子系统在通信运行监管子系统模块中，实现了通信相关线路、设备、系统的故障告警功能，完成电力调控信息的收集、辅助分析并完成公示，实现了在统一平台下对不同标准的设备运行状态的集中采集与监管，实现面向一线业务流程的一体化告警定制。通过归档不同设计参数产品的各自网管系统，不断扩展电力网络监视管理区域，实现信息管理、变动的实时发布，为电网运维提供更全面的电网通信运行一体化可视图，完成在同一个视界对所有标准设备的运行状态进行集中监控，实现面向电网运检调控营销业务的告警定制与故障分析。通信运行管理子系统可对生产运行过程闭环管理，实现通信运行（检修、调度业务）工作的过程化管理。

2.2 组网设计

如图二所示，组网设计对两个数据库之间设置了备份磁盘，并通过两个智能带与端子服务器和应用工作站链接，实现数据流的分配与交换业务，这样组网就统一管控平台的核心网络部分，核心网络下连接数据采集系统、公网服务器，整体采用全IP连接方式，实现底层介质不影响通信的目的^[5]。

网络在结构非常简单，通信成本与通信数量的比值低，性价比较高，同时，数据实时性与可靠性较强。以广域网连接主站与分站的方式，实现整体网络的综合管控，可在高速传输过程中完成各种监视信息，如告警和视屏等。该组网中所有模块均能通过网络传输完成，实现基于TCP/IP的电力调控通信互联，其特点是入网计算机都可简单的通过控制程序完成网络进入与管理^[3]，在实现了主网电力数据的共享，支持任何连接于网络的设备数据获取，

图二 电力调控通信统一管控平台组网设计

尤其对实时数据有较好的共享支持效果；同时，在整体网络设计中采用MIS技术，巧妙实现通过路由器即可实现基于VPN互联效果，且管理网与数据网完全隔离，安全性与可靠性大大增强。

2.3 安全策略

管控平台通信网采取了物理上安全分区的策略增强安全系数^[4]，在双向连接不被许可时，采用IP化的单向隔离接口将禁用数据流隔离；当双向连接被许可时，则在两个非同样等级网络间布置防火墙与应用安全网关的策略实现安全互联，切断非法的外部网络向主网络的非法访问。在对综合协同业务的访问方面，采用定制的分隔网关，将高级别网络与低级别网络之间的数据流在物理层上分割开，保证了电理通信网的信息安全。

图三 安全策略设计

3 总结

本文以实现电力系统通信各类信息传输的可靠性、稳定性和实时性为设计电力调控通信网络管控平台的基础，改善了电力调控通信网的运行效率，提高了电力调控通信网运行稳定性，实现了各电力系统中不同架构网络之间的自动化管理，设计出了高效安全的电力调控通信统一管控平台。

参考文献

[1]陈建中,李刚.电力调控通信网综合网管平台的应用及发展[J].广东科技,2012,3(09): 27+18.

[2]何丽莉,孙冰怡,姜宇,张健,胡成全基于ZigBee的无线传感器网络管理系统架构设计[J].吉林大学学报(理学版),2012,6 (04): 757-761.

[3]闻生超,张春平,陆涛.基于RIA/Flex技术的电力调控通信网管系统改造方案设汁[J].电力系统通信,2012, 11 (08):6-10.

[4]谢开,刘军,宁文元,谢旭,沈卫东,梁明亮.华北电网一体化调度计划和实时发电控制系统的设计与实现[J].电网技术,2005, 6(18):6-11.

[5]赵亮.地区电网智能调度理论与管理模式研究.华北电力大学,2012.

作者简介：

向东旭（1988年），男，湖北宜昌，工程师，从事电力电子及电力调控通信研究方向。