发布时间：2023-03-21 17:07:24
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电力通信网由骨干通信网、终端通信接入网组成。其中，骨干通信网包含省际骨干通信网、省级骨干通信网、地市骨干通信网3个层级，涵盖35kV及以上电网厂站以及公司系统各类生产办公场所。终端通信接入网由10kV通信接入网和0.4kV通信接入两部分组成，涵盖10（20、6）kV和0.4kV电网。电力通信网规划设计的总体目标是全面覆盖公司各级厂站、各类办公场所，满足电网安全生产和公司经营管理各类业务对通信连接需求以及可靠性的要求，支撑电网智能化发展以及企业信息化、现代化。因此，当前电力通信网规划指标主要分为覆盖率和可靠性两大类，如图1所示。当前，电力通信网规划成效评价方式还是以定性描述为主，缺少定量评价指标。此外，通信网建设发展水平应该综合考虑地区电网建设发展水平、经济性等因素，而不仅仅依据“覆盖率”等单一指标来评价通信网的发展现状。电力通信网建设规模的大小及发展的影响因素（主要考虑电网的影响），以及二者之间的关系不能凭主观臆测，需要用科学的方法予以量化分析。
2要解决的问题及基本分析思路
电力通信网是电网发展的重要支撑平台，电力通信网的发展速度与电网发展水平密切相关。本文定义ΔC为电力通信网发展裕度指标，v1表示电力通信网实际发展速度，v2表示电力通信网理论发展速度，且满足如下关系：（1）ΔC可用于综合反映各阶段、各地区、各层级通信网的综合发展水平。不同地区的电力通信网发展裕度评估结果可以直接反映通信网发展水平的差异以及满足电网发展需求的程度。如果ΔC为负，则说明该地区通信网支撑电网发展存在一定的压力，通信网对电网发展的适应性较差，其通信网建设必须加强；反之则可以说明其建设规模过度，存在一定的投资浪费。基本分析思路是：v1可以通过参考文献[1]提供的计算方法，由历史数据直接求得；需要建立能够直接反映电力通信网发展水平的指标体系（规模因子S）和电网对通信网发展水平产生影响的指标体系（影响因子F）；通过建立灰色关联度分析模型，科学地揭示各相关指标之间的内在客观关联规律，从而推导出电力通信网发展速度的理论值v2；通过计算裕度指标ΔC评估各地区通信网综合发展建设水平。
3基本方法与应用步骤
（1）建立电力通信网规模因子集公司电力通信网由骨干通信网、终端通信接入网组成。骨干通信网的建设投资主要取决于光缆线路（OPGW、ADSS）、传输设备（SDH、OTN、PTN等）、业务网设备（路由器、交换机、会议电视系统、软交换系统）。终端通信接入网的建设投资又分为10kV通信接入网和0.4kV通信接入网两部分。通信接入网建设投资取决于接入网光缆线路（ADSS、沟道光缆、光纤复合低压电缆等）、接入网光通信设备（EPON、工业以太网交换机）等。本文列出了12项通信网规模因子（S），见表1。（2）建立电网对通信网发展水平的影响因素集电力通信网建设的根本目的是满足电网安全生产和公司经营管理的业务需求，并保持适度超前。因此，电网的建设发展直接影响通信网的建设发展水平。其中，变电站数量、输电线路长度和营业网点数量将直接影响通信网建设规模，而公司售电量、营业收入、供电可靠性等指标作为电网影响通信网发展的经济因素和可靠性因素。本文列出了13项电网对通信网发展水平的影响因子（F），见表2。在表2中，骨干网光缆长度指10kV以上的所有光缆的总长度；接入网光缆长度指10kV光缆的总长度。骨干网站点具体包含：1000/800kV变电站、750/500kV变电站、330/220kV变电站、110kV变电站、66kV变电站、35kV变电站、地（市）供电公司、县级供电公司、直属单位、营业网点和本级直调电厂。接入网站点是指20/10kV站点（包括开闭站、环网柜、箱式变电站、杆上变压器、柱上开关等）。“√”表示某一影响因子指标直接或者间接地对骨干网或者接入网的规模因子有影响。如35kV及以上变电站数(F1)和110kV及以上高压线路长度（F12）是直接影响骨干网建设规模的主要因素；而20/10kV站点数（F2）和10kV线路长度（F13）是直接影响接入网建设规模的主要因素。（3）影响因子与规模因子的灰色关联分析模型本文以2011年、2012年、2013年的通信网和电网的基础数据为依据，具体步骤和分析方法如下。
4实例计算与结果分析
以某省公司为例，以下说明通信网与电网发展适应性的量化评估方法。首先由《国家电网公司“十二五”通信网规划执行月报》中提取2011-2013年的通信网建设规模基础数据，建立通信网规模因子集S={S1,S2,S3,…,S12}，以国家电网公司近3年的社会责任报告中提取电网的发展数据，建立电网影响因素集合F={F1,F2,…,F11}，详见表3。其次，经过数据归一化处理后，计算通信网规模因子和电网影响因子之间的关联度，计算结果见表4。由表4可以看出关联度值均大于0.7，说明所选因子集间指标关联度较大，所选指标比较合理。表中还可以看出，同一影响因子对不同规模因子的影响程度是不一样的。其次，根据关联度排序可以得到关联度权重，关联度权重反映了影响因子对规模因子影响的程度。以骨干光缆长度（S1）指标为例，对湖南和北京两个不同地区的骨干通信网光缆长度的影响因素的关联程度不一。对于湖南省电力公司，变电站设备容量（F6）、售电量（F4）、资产总额（F8）是影响骨干网光缆规模的主要因素，而对于北京电力公司，35kV及以上变电站数量（F1）、线损率（F11）、资产总额（F8）和城市供电可靠率（F9）是影响骨干网光缆规模的主要因素。而公司资产总额（F8）和输电线路长度（F5）对两个地区的骨干网光缆建设规模的影响程度是一致的。最后，通过计算发展裕度指标，反映电力通信网的整体发展状况以及各个指标的协调发展情况，“＋”表示通信网建设规模超前电网发展水平；“－”表示通信网建设规模滞后于电网发展水平。如图2所示，由于该省电力公司“十二五”期间大力建设终端通信接入网，因此，通信网络接入光纤覆盖站点数（S9）发展较为超前，其发展裕度值为1.9；此外会议电视覆盖骨干网站点数（S5）和综合数据网覆盖骨干网站点数（S6）均较其他指标值超前发展，分别为0.38和0.29，这与该公司近几年部署会议电视系统、加强综合数据网覆盖面的技术政策密切相关，因此计算结果符合当前电力通信网建设现状。此外，还可以对各地区、各省公司综合发展情况进行横向比较，以指导公司总部掌握所辖各区域的网络的差异化发展现状，为通信网规划决策提供指导依据。
5结束语
长期以来，配、用电通信网一直是电网运营支撑系统的一个薄弱环节，制约了城市电网自动化控制和管理水平的提高。主要有以下问题：（1）配用电通信网覆盖率低。“十二五”期间，电力通信网规划建设主要以不同电压等级变电站和各网省市公司本部通信为主，配用电通信基本没有独立成网，也没有充分发挥电力通信专网统一技术平台的优势。（2）缺乏相应的技术策划指导。虽然各地区公司都在各自研究探索适合自身应用的既经济又有效的通信模式，但还没有一种合适的通信技术能够很好地解决目前配、用电通信难题，而且相关的技术政策指导也不明确。（3）配、用电通信管理职能不明确。现有的调度通信管理职责设在调度部门，但配用电生产管理是营销和生技部门，部门之间在规划建设方面缺乏统筹协调。电通信网运行维护管理人员严重不足。配、用电侧通信网是点多面广，维护量大，需要配备一定数量并具备一定专业知识的通信检修人员才能满足通信系统正常运行。
2需求分析和预测
孝感供电公司配电网各数据采集点采用ONU将信息传送到最近的有光纤资源的OLT站点，通过光纤以太网传回主站。配网自动化通信系统涉及主城区及7个县市公司77个变电站（包括规划在建变电站）所对应的10kV馈电线路上所有开闭所、环网柜、柱开、箱变、配电室、柱上变等配网结点。对这些配网结点的一次设备进行升级改造，增加DTU/FTU等监测控制设备，在局端构建主站系统等。配用电通信网主要承载业务可分为基础业务和扩展业务两类。
2.1基础业务
配电自动化配电及变电站监控、馈线自动化对于通信速率要求不高，300bit/s可以满足要求。电力负荷控制采用GPRS/CDMA等公网方式的可做到主动上报。负荷监控对于通信速率要求较低。远程自动抄表远方抄表和计费系统对通信速率的要求较低，一般采用集中器对几百户居民电能表数据汇集打包的方式进行传输，每日96点，每15min传一次，基础字长按1kbit计算。
2.2扩展业务
电动汽车充电站测控信息电动汽车充电站信息接入带宽比照公变检测、负荷监控的带宽需求。每日96点，每15min传一次，每次传输数据包按1kbit计算。分布电源测控信息分布电源接入带宽比照配电及变电站监控通信速率要求，300bit/s才能满足要求。智能用电小区智能用电小区业务可分为基本业务和增值业务，智能用电小区建议按用户正常浏览网页带宽需求估算，采用不小于1M通信速率的接入方式。业务汇聚点典型数据测算模型和需求业务带宽预测详见表2~3。依据上述分析，业务汇聚点配用电通信需求预测带宽=基础业务带宽（2Mb/s）+扩展业务带宽（变量×单点带宽）+预留带宽。
3规划目标
2014年起孝感配网自动化通信将采用光纤通信和无线公网方式，作为配电自动化通信网络的基本方案。（1）2015年完成供电B区配电自动化“三遥”、光纤覆盖率为60%，用户年平均停电时间不高于5h；供电C区配电自动化“二遥”、光纤覆盖率为40%，用户年平均停电时间不高于12h；供电D区配电自动化“二遥”、无线公网覆盖率为20%，用户年平均停电时间不高于20h。（2）2018年完成供电B区配电自动化“三遥”、光纤覆盖率为100%，用户年平均停电时间不高于3h；供电C区配电自动化“二遥”、光纤覆盖率为100%，用户年平均停电时间不高于9h；供电D区配电自动化“二遥”、无线公网覆盖率为50%，用户年平均停电时间不高于15h。
4技术政策
4.1总的技术政策
本次规划采用ONU通过光纤就近接入110kV、35kV站（子站）OLT，在OLT上设置三层交换机，汇聚所有信息成以太网信号接入四级通信网（SDH传输网）。具体拓扑见图1。
4.2变电站到配电变压器的通信网络技术政策
（1）对于变电站向下延伸到配电变压器的通信网络，应因地制宜采用多种通信方式相结合的原则建设。采用无线公网通信方式，可选择GPRS、CDMA、3G等方式覆盖。对于配用电光纤覆盖地区，光纤专网技术体制宜选择无源光网络（EPON）技术。（2）配电主站与配电终端应采用标准化通信规约，优先选用DL/T634.5-101/104。（3）在生产控制大区与管理信息大区之间应部署正、反向电力系统专用网络安全隔离装置。（4）有线组网宜采用光纤通信介质，以有源光网络或无源光网络方式组成网络。无源光网络优先采用应遵循以下原则：①当需要承载可靠性要求较高的配电自动化业务时，宜采用双PON口的ONU设备，EPON网络采用光路全保护方式建设。②ODN网络的设计应根据配电网架结构、台变分布情况、网络安全性、可靠性、经济性和可维护性等多种因素综合考虑。EPON系统的ODN结构设计应以总线和环形结构为主。③根据配电网架结构，应采用非均匀分光比的多级分光方式组建EPON手拉手网络，规划基本以不大于7级设计，保证后期升级扩容的需求。
5规划重点
5.1第一阶段（2015年）
配电网B类区域：孝感地区需新建光缆643.3km，接入设备993套。光纤通讯覆盖柱上开关673台，开闭所27个，环网柜284个。实现三遥（遥信、遥测、遥控）功能，覆盖率占到96.3%。无线公网通信覆盖柱上开关38台，实现二遥（遥信、遥测）功能，覆盖率占到3.7%。配电网C类区域：孝感地区需新建光缆909.1km，接入设备343套。光纤通讯覆盖柱上开关320台，实现三遥（遥信、遥测、遥控）功能，覆盖率占70.5%。无线公网通信覆盖柱上开关134台，实现二遥（遥信、遥测）功能，覆盖率占到29.5%。配电网D类区域：孝感地区新建接入设备4套。全部以无线公网方式实现二遥（遥信、遥测）功能。覆盖柱上开关275台，环网柜1台。采集终端/智能电能表覆盖：采用光纤或无线公网技术覆盖53.8%智能电能表。
5.2第二阶段（2018年）
智能配电网承载业务多种多样，并且终端节点具有分散性，业务需求复杂，通信系统建设难度较高。电力配电网业务主要包括两种，其承载的业务主要来自电力运行网设备和面向用户的电力设备。电力运行网设备承载的业务来自电力通信网络终端通信节点位于变电站、开闭所、环网柜、柱上开关、配变等设备，节点数量多，主要为调控类业务，因此需要具有较强的实时监控功能，需要实现现场管理，对于通信的实时性和可靠性非常高。面向用户的电力设备承载的业务分为用电信信息采集、智能用电楼宇管理等，这些业务涉及的节点位于用户侧，数量非常多，因此更加需要实现海量的业务数据采集、和检测功能。
2智能配电网组网架构设计
随着智能配电网承载业务需求多样化，其对组网架构的要求也越来越高。通常情况下，根据配电网承载业务，可以将组网按照层次进行设计，并且保留一定的网络接口，以便提高网络可扩展性，确保未来很长时间内增加业务扩容使用。本文设计配电通信网过程中，使用了无源光网络（PON）、工业以太网、配电线载波通信、无线通信（GPRS、Wlan、3／4G、WiMax）等，将配电网组网按照层次模型进行设计算。骨干层是智能配电网的核心层，为了能够有效地保证骨干网传输信息的可靠性、准确性，通常情况智能配电网的骨干层采用专用的光纤通信进行铺设通信管道，以便能够有效地连接主站和配电台区，充分使用光传输网络链路层和业务层的安全保护功能，形成一个具有动态路由功能的IP网络层，骨干层必须保证专线专网专用，避免与其他业务混合，降低安全性能；如果其他的应用使用骨干层的网络传输线时，骨干层可以支持虚拟专用网，虚拟专用网可以与其他业务混合，实际线路混用，但是逻辑线路还是专网专用，进行智能配电信息传输。接入层采用光纤专网、电力载波线、无线通信等多种方式进行组网，并且保证接入层具有强大的可扩展功能，以便实现接入层网络智能化管理，实现配电网统一管理功能。接入层网络采用无线专网和无线公网通信时，要符合以下基本原则：（1）无线专网建设基本原则：无线专网通信系统要符合国家无线电管理委员规定；无线专网通信方式采用国际标准和多厂家支持的技术，并且具备用户优先管理功能；无线信息接入符合安全防护规定，并且具备严格的安全防护策略。（2）无线公网通信应该严格符合安全防护的基本原则，加强可靠性规定，支持用户优先级管理，并且采用专线方式与运营商网络实施可靠地连接。
3智能配电网网络核心通信技术研究
3．1PON技术PON是一种点对多点的无源光纤通信技术，通常与以太网互相结合，可以形成EPON技术（以太网无源光网络），EPON采用单纤波分复用技术，能够提供传输距离远、传输带宽高、拓扑结构较为灵活的技术，上下行信号基于同一根光纤实施传输，在接入网组网建设中，已经得到了广泛的发展和应用，EPON通常包括四个单元，分别由OLT、ONU、ODN和光纤线路共同构成，是一种稳定、可靠、接口丰富的接入网技术。
3．2无线通信技术无线通信系统由无线基站、无线终端及相关的应用管理服务器共同构成，常用的无线通信技术包括WLAN、WiMAX和3／4G通信技术。具体如下：
3.2.1Wlan技术Wlan利用无线通信可以在一定距离范围内构建一个无线网络，能够将计算机网络和无线通信技术相结合，以无线多址信道作为传输媒介，可以实现传统有线局域网功能，能够真正实现随时随地接入宽带网络。Wlan技术又被称为Wi－Fi技术，包括三个使用标准，覆盖范围可达到90m左右，具有高速的传输速度，其中80．211b传输速度达到11Mbit／s，802．11a和802．119传输速度达到54Mbit／s。Wlan通常使用的组网方案包括AC（接人控制点）＋AP（接入点）＋无线网卡＋网络管理四个单元。虽然Wlan技术已经得到了广泛的应用，但是其安全性存在隐患，容易受到外来的攻击。
3.2.2WiMax技术WiMax技术是一种非常先进的无线通信技术，其可以提供面向移动互联网的无缝高速链接，并且可以在静止状态访问网络，WiMax基于802．16d和802．16e协议构成，传输速率能够达到10~70M／s，覆盖范围能够达到1000m左右，在配电网接入层，使用无线通信技术可以有效地管理智能电表、智能传感器及监控设备。WiMax技术的加密技术相当严格，数字证书确保用户传输数据不遭到偷窃，并且具有强大的高速传输性和先进性，已经被应用于智能配电网组网实施中。
3.2.33／4G通信技术随着无线通信技术的高速发展，3／4G通信技术已经得到了广泛的应用和发展。3／4G通信系统采用先进的软件无线电技术、空时编码技术、智能天线技术、高效的调制解调技术、高性能的收发信机、无线链路增强技术等，可以为传输数据提供全新的空中接口，并且可以为用户带来高速移动宽带体验。组网过程中，3／4G通信技术直接面向用户家庭，为其提供家庭智能用电功能。
4结语
（1）可以提高电网对信息的控制能力现代电网的发展已不再是过去旧的机械式的管理模式，已大量采用智能化技术，智能电网得到了进一步的应用，这在很大程度上改善了电网的整体运作系统，特别是在电网的控制、电能的输送方面都有着十分重要的作用。
（2）为电力企业的发展创新提供了新的思路我国的电力企业大都属于国有企业，在长期的发展中形成了很多的固有模式，在新形势下，对于企业的发展是不利的，企业要革新发展模式，就必然会引入当代先进的科技来做活力的注入，网络技术借助计算机系统对电力信息通信系统进行了全面的创新，以自动化、智能化的方式实现了新的运行，对新型电网系统的运作效率有很好的提高作用。
（3）对电力资源的输送智能化有很重要的实际意义电力资源的地域输送是电网系统管理的重要组成部分，网络技术的应用为输送组织管理提供了一个新的模式，也就是新型的智能化模式，这种模式有效促进了电力系统中各个部门的衔接协调性，使整个电力运作更加有效率。
2当前我国电力信息通信网络的现状
（1）网络结构的构成不合理。从目前我国电力企业通信网络的发展来看，其结构大体上呈现出星型结构和树形结构，这种构成方式使得电力资源在共享上没有达到预期的效果，而且长此以往，很多电力基础设施的维护工作也无法做到彻底，这就为后期的电力工序活动开展带来一定的不便，遗留下安全隐患。
（2）电力信息通信网络的资源传输质量不高。经济的迅速发展，导致电力企业的电能资源输送管理出现了很多的不足，在很多的通信网线上只是简单的包装，没有进一步的屏蔽层包装，加大了外界因素的干扰，而且在线质的选择上大多采用的是单股的铜线，这种材质很容易折断，加上地域间的差异性和需求性的不同，SDH节点的数目就会增多，这在很大程度上降低了传输线路的质量，影响到信息通信的有效性。
（3）地域间发展失衡。我国地域辽阔，各个地区间由于经济水平的差异，在电力建设上形成不均衡的现象，有的地方经济条件好，选用的建设材料质量好，基础设施也就更稳固，而有的地区由于资金缺乏，建设材料也只是根据资金状况来决定，而且这种差异性也随着电力系统的发展变得越来越明显。
3网络技术的具体应用分析
（一）信息业务中的体现。
（1）语音业务。这一业务主要包括基于电力在调度过程中的电话以及行政电话，而且，它为电力系统的其他行政工作与调度之间建立了一个很好的平台，对其安全性也有了进一步的优化；
（2）应用在在电网中对于变电站的监控信息与电网在调度过程中自动化程序的实时数据基础上；
（3）对继电保护作用中的信号和电网管理系统中信息的实现的应用。
（二）网络技术机制的选择和发展思路
目前人们已经越来越认识到教育在这个以知识为基础的全球化市场中的重要性，全球化教育将不断成长并趋于成熟。网络为随时随地自主学习创造了优越条件，为教育终身化、大众化开辟了广阔的前景，因而显示出强劲的发展态势。随着经济的迅速发展和电力体制改革的深入，电网的安全、经济运行不但是国民经济正常运行的命脉，而且直接关系到公司的效益和发展。运行人员的素质和管理水平高低将直接决定电网的安全、经济运行。鉴于此，对电力通信员工的培训要求显得尤为迫切。一个可扩展的、易部署、易管理的、培训内容可更新的网络培训系统不仅是需要的而且是必要的。
二、网络培训系统的发展
随着网络技术的发展，由网络和PC机结合的网络培训系统就应运而生，其传送信息，发送材料、多媒体等信息都是通过WEB来完成的。在国外，网络培训开发得比较早，在90年代就已纷纷投入使用。国外多数大的考试机构(如ETS)都在世界各地建立自己的考试网点，提供一整套的咨询、报名、举办、评分和结果处理等服务。据统计，在美国通过网络进行学习的人数正以每年300%以上的速度增长。在国内，教育部己批准67所高校参加“现代远程教育工程”试点，全国以远程方式接受高等教育的学生己超过80万人。现阶段基于电力系统通信的网络培训系统还比较少，并且很不完善。在网络培训系统中，努力营造一个虚拟的网上教室环境，以多媒体形式再现教师授课的真实情景，创造一种全新的网上教学模式，使远在不同地点的教师和学生打破地域和时间的界限，师生如同面对面位于同一个多媒体化课堂，实现情景教育要求显得尤为迫切。为提高员工素质，加强企业核心竞争力，建立知识成长，十分有必要构建一个平将员工的个人成长计划与企业的发展战略有机结合的平台，为员工营造知识共享的空间，使得广大员工能够随时随地的方便地进行学习和交流。
三、电力通信网络培训的效果分析
1、直接经济效益分析
以500人的规模为例，每人每年40%人员培训一次(2周30天)，每次培训费2000元计算，每年可节省40余万元。电力通信培训硬件只须配置一台网络服务器、软件方面以培训网站为平台，通过系统附带的多媒体课件进行培训，只需少量的预算即可解决。同时培训人员还可以实现不离岗、不请假照常工作，不影响正常的电力生产。
2、间接经济效益和社会效益
电力通信网络承载着电网企业绝大部分的生产和管理业务，电力通信调度人员自身的素质的提高对于提高电网安全性和供电可靠性以及提高企业的运行管理效率，起到重要作用，产生巨大的间接经济效益。对社会来说，增发电量，提高供电可靠性对提高工农业生产质量和人民的生活水平，产生更大的社会效益。
3、便于员工使用
电力通信培训仿真系统，以远程教育网站为平台，开发针对电力通信工作人员的在线培训和仿真课件，完成不同层次人员的培训任务，使广大工作人员不必请假离岗，而利用闲暇时间进行理论和实际操作的模拟仿真操作，为提高自身的理论水平和工作技能提供一种良好的培训模式。
四、电力通信网络培训考试需要关注的几个重点
1、准确性。
这是衡量系统性能的重要指标。在考试、计时、评分等方面应保证准确无误，否则会影响评分客观公正性。
2、安全性
要保证考试系统信息传输的安全性，防止考题泄漏，以及客户端和服务器端的安全性等。此外，当用户进行不当操作时，能进行相应的错误处理，给予提示或警示，不能影响系统的正常运行。因此保障系统安全，是任何系统成果的基本要素。
3、及时性
当考试过程中出现停电、意外死机、网络故障等问题，在重新登录系统后，应能恢复考试现场，而不是重新进行考试。这就要求系统在运行过程中，需及时一记录已经生成的试卷、考生已经完成的考试以及考试剩余时间，以免在出现故障时丢失数据。
4、可扩展性
系统需要有良好的可扩展性，以满足考试系统不断发展的需要。可扩展性是指系统能保证可持续增长以满足用户需求和业务复杂性要求。WEB系统为动态变化的模型，它们通常一开始很小，但随着需求的增长而呈指数级增长。这种增长非常迅速，不仅表现在支持的用户的数量上，而且表现在提供的用户服务的复杂性和集成性方面。对于考试系统而言，这种扩展性就显得尤为重要，因为考试系统的功能完善是一个渐进的过程，所以可扩展性是非常重要的。
5、可管理性和可维护性
可管理性是指可以很方便地对系统进行管理，确保系统的正常运作。管理和运作涉及以下几个因素:维护系统服务及其服务正常所需的基础结构、工具以及管理员和技术人员。可维护性是指采取日常备份，恢复工作与\veb模式是一致的，数据库采取每天备份。
关键词：变电所设备电力通信
1市区电力综合通信网的全面解决方案
随着经济发展对电力的需求，电力行业迫切需要实现调度和管理的现代化，当前正在组建的电力通信网做到了集中资金、统一规划，建设一种高起点的、宽带的、综合的通信平台，能完成以下业务的综合接入、高速可靠传输和统一管理：
*行政／调度话音业务
*实时数据(调度自动化数据、用户抄表数据等)业务
*计算机管理信息业务
*图像监控业务
*继电保护业务
(1)通信方式的选取。
在电力系统网络中常用的通信方式有光纤通信、电力线载波、音频电缆、扩频微波和无线电数传电台等多种传输方式。
“综合信息网”通信方式的选取必须具有高可靠性、经济性、寻址量大、双向通信、容易操作与维护等特点。
从国内外电网通信建设的趋势来看，基本都在向光纤通信发展，而且目前的光缆在技术和性能上已经非常稳定，采用光纤传输在技术上已经成熟，是建立大容量、高质量、高速的电力信息网的最佳选择。结合本局实际情况，选取了光纤通信方式，并使光缆尽可能沿着10kV线路同杆架设，以减少工程投资。
(2)网络拓扑结构及系统配置。
根据临海市区在地理位置分布、远动厂所数量、城市配电网自动化发展的需要，以及主要信息流量呈星状的特点，结合杆路分布等具体情况。在市区范围内采用以临海供电局为中心，简单的环状加射线拓扑结构。该结构满足网络可靠性前提下，网络建设费用最低。网络拓扑结构图见图1。
根据这一网络拓扑结构，目前可以把花街变、灵江山变、巾山变、祟和门变与本局主站联成光纤主环。花园变作为此35kV终端变，且距离较远，采用在灵江山变通过光支路接人方式，由于本局与台州局通信业务较多，且水洋变、红光变落在台州局光纤网上，以通过光支路方式与台州局主站联接最为经济、简单。环上各接点采用155MSDH分插复用设备(ADM)与台州局连接。花园变通过155光分支路连接。
光传输设备配置为：临海局为STM—4(622M)光平台，巾山、祟和门、花街、灵江山、水洋、配置STM—1ADM设备，花园、红光配置STM—1TM设备；可以选用与台州局所用的设备为同一厂家产品，彼此之间的通信联系采用光支路对接即可完成。
网络保护：临海局、巾山、祟和门、花街，组成自愈环通道保护方式，最大传输容量业务合计63个2M。另外，临海局对水洋和花街对灵江山这几个地方均可采用光支路完成。
(3)组网方案。
网络应适应调度及行政电话、自动化信息、电力信息传输的需求，业务包括语音、数据、图像等。其传输速率范围十分宽广，从几Kb／S到几百Mb／S。随着电力体制改革的深入，业务量呈指数增加，而数据业务量则以更高的速度增长，电力通信专网所传输的IP协议会占越来越大的比例，IPoverATM、IPoverSDH、IPoverWDM等技术的出现为目前和未来信息网奠定了坚实的基础。根据目前IP技术发展及应用情况，结合本局在未来几年的实际应用，市区光纤通信网采用武汉邮电科学研究暨烽火通信科技股份有限公司研制生产的IBA5综合宽带接入设备。这是一种具有IPoverSDH功能的SDH设备。是一种在SDH传输制式下实现宽带接入和窄带接入真正综合的设备。它具有很高的性能价格优势，完全能够满足县级电网各种业务增长的要求。
(4)各站点到临海局的各种业务接口与数量：
各类远动可视电工业图调度计
站名信息网
电话通道话会议像监控算机网
台州局19门17路2M2M
巾山变14门2路2M2M100M100M
祟和门14门2路2M2M100M100M
花街变14门2路2M2M100M100M
灵江山14门2路2M2M100M100M
花园变14门2路2M2M100M100M
水洋变14门2路2M2M100M100M
红光变14门2路2M2M100M100M
(5)变电所设备组合模型。
(6)网管系统。
本网管系统采用基于WINDOWS操作平台的SEMS2．0网元管理系统，硬件为PC机，内置数据库，实时多任务操作系统，提供全中文图形界面；具有故障管理、性能管理、配置管理、安全管理、综合管理、网管系统自身管理等几大管理功能。还能够实现远程异地监控，可以及时帮助用户解决实际应用中出现的问题等特点。
关键词：电网智能化；电力通信；应用；计算机论文
中图分类号：TN915 文献标识码：A
1 何谓电力通信和智能电网
1.1 智能电网
电网智能化可以看做和智能电网是一个概念，它的建立基础是高科技智能系统、庞大的集成网络以及高速双向的通信网络。智能电网可以有效的保证电力系统安全高效的运行，同时还可以更好地保证在安全的环境中，电力系统可以长期而高速的运行下去。智能电网主要具有以下四个方面的优点：首先是形式方面的优点，电网智能化对各个不同的发电形式之间产生的矛盾具有良好的缓解作用，不同的发电形式都可以同时的存在于智能电网之中；二是在用户需求方面的优势，电力通信系统在电网智能化的支持下更加的稳定而高效，同时也保证了其安全性，这些都和用户对于优质电能的需求是完全符合的，所以很受到用户欢迎；三是运营方面的优势，之后智能电网的建立打破了以往的电力市场和结构，为这种长期以来一成不变的格局带来了新的变化，通过市场中形成的良性竞争，来提高电力市场在运行方面的效率；四是能源利用率方面的优势，智能电网对于电力的损耗更低，这就相当于是提高了能源的使用率，对于环境造成的污染和影响自然也会更低。
电网的智能化为供电系统的自动化带来了可能性，通过有效的实时监控供电的各个环节，对于发电厂的电流传输有稳定作用，从而保证了用户端电器的信息，同时电网智能化可以在第一时间将用户端电器上的信息以及电流反馈出来，这样就更便于进行电网资源的配置，达到了优化资源使用率的目的，对于远距离或者大规模电能输送中的障碍也得到了有效地解决。所以综合来说我国的电网智能化建设对于资源的节约以及能源结构的改良都是具有积极的意义的。
2 电力通信技术在新形势下的发展
2.1 即时信息系统
即时信息系统的英文缩写为RIS，主要作用是处理和分析电网中的运行数据，即时信息系统离不开互联网技术的支持，其辅助工具是国家的电力数据网络，然后将电力信息通过即时通信系统在社会上进行公开，这样可以更好的实现对保障信息的隔离以及安全防护工作。
2.2 EMS系统
EMS系统的主要作用是对信息数据进行集合分类，首先通过电网的采集系统以及监控系统来获得那些数据并保证其准确性和实时性，然后再将这些数据按照紧急程度和使用程度来进行分类处理，优先把紧急数据传输给即时信息系统，不同的传输接口自身的信息传输速度也是不同的，这样就可以保证实时数据的传输处理工作足够及时，不会发生冗余数据干扰紧急数据处理过程这种情况。
2.3 电能计量系统
智能电网在电能计量系统方面的要求是十分高的，除了保证具有常规的测量功能以外，还要求可以对电能的计量系统可以做到分时段的双向计量以及累计储存，对于电费的计算和电能的控制来说，这两个功能意义都是十分重大的。除此之外电能计量系统还需要具备一系列其他功能，比如自动采集、对数据进行远距离传输以及存储、预先作出处理以及最后统计分析等，只有实现了这些功能，才能更好地做好智能电网的建设工作以及新的能源网并网。
2.4 需求端管理
如今电能用户和智能电网都是采用无线公网的通信系统来进行信息交流的，所以说终端用户的数量会比较多，换句话说就是电网节点过多但是业务量却并不多。如果我们采用CDMA技术或者GPRS技术来进行二者之间的信息交流，在掌握用电户情况的时候可以更加的及时并且有效，这也正是目前电网智能化的发展趋势。
3 电力通信技术在智能电网各领域中的应用
3.1 在用电领域的应用
在用电领域范围应用的通信技术具体可以表现在三个方面，输电及用电的信息采集、高级计量管理以及互动营销管理。根据这些情况我们可以得知选择通信方式的形式上要保证正确，这也是应用电力通信的重点所在，在进行通信网络构建的时候要运用正确的选择，保证信息采集、电网以及用户三方面都可以实现良好并且高效的互动。
3.2 在输电领域的应用
智能电网实现了电力传输的远距离、大容量以及低损耗，使得电网对于清洁能源的消化能力更加提升，从而保证电力资源可以实现跨省区进行优化配置，对于我国电力工业布局的优化具有非常重要的作用。我国在建设电网智能化的过程中对输电线路也有一定的技术要求，即挖掘其输送能力和状态监控。这里所说的状态监控包括很多方面，比如基础信息环境信息、智能输电线路系统、运行管理信息、灾害预警信息等多个方面。对于不同机构、不同装置以及不同单位都可以采用合理的通信方式，选择灵活的接入系统来实时监测信息数据，从而做到数据的统一和融合。
3.3 在变电领域的运用
变电站的可视化和自动化运行是在变电领域应用通信技术的重点内容，尤其是目前我国的智能变电站已经逐渐普及，在每个地区都有智能变电站的出现，所以变电站的可视化和自动化运行就成为了电网智能化建设中的核心内容。不仅可以提供严谨的数据信息和控制对象给智能电网，同时还可以采用不同的控制保护技术以及通信技术的来将其在智能变电站中得到有效应用。
3.4 在配电领域的应用
智能配电网作为智能电网的重要组成部分，其基础是安全性能和可靠性能都十分高的通信网络，以及灵活、可靠而高效的配电网网架结构，可以灵活地对故障进行处理甚至自愈，可以满足诸多的要求，比如说提高电能质量、高渗透的储能元件及分布式电源接入等。智能电网技术将很多现代技术比如现代通信、计算机、测控以及高级传感等进行了集成和融合，对于配电系统的集成、自愈、互动、兼容以及优化等方面的要求都可以完美实现。
3.5 在安全领域的应用
由于电网智能化的过程中将信息流、业务流以及电力流都高度的融合在了一起，所以必须保障信息的安全性，避免对电网运行安全造成影响。在将来的智能电网信息安全中我们需要更多的关注智能设备的数据安全、二三区业务融合的运用安全以及用户双向互动的网络安全。作为信息安全基础传输平台，电力通信网络对于智能电网稳定安全运行有着重要的意义和作用，可以采用横向隔离、纵向加密、病毒防御以及网络防护等措施来保障电力通信网络的信息安全。
关键词：ASON，晋江电力，Mesh组网
一、ASON网络的特性以及为什么要建设ASON网络
近年来自然灾害频发，电网经历了数次考验。电力系统通信对电网的安全运行起着至关重要的作用，在飓风、雨雪等紧急情况时，一旦电力通信网络发生故障，会直接影响电网的稳定，造成重大的经济损失。因此，健壮的通信网络是支撑业务数据采集和指挥协调的基础设施，在有效整合现有通信网络，突破“数据孤岛”的弊病，发挥举足轻重的作用。按照国家电网公司建设“一强三优”电网的战略发展要求，实现调度系统智能化和电网经营、维护、管理数字化以及市场营销网络化的目标，需要有强大的通信网络的支持。伴随着复用的继电保护、安全自动装置等通信通道的增加，通信系统与电网安全生产结合更加紧密，对通信网安全性、可靠性要求也更高，因此全国诸多省份电网通信系统逐步引入了ASON技术。
ASON （Automatic Switched Optical Network 自动交换光网络）即：通过能提供自动发现和动态连接建立功能的分布式（或部分分布式）控制平面，在OTN或SDH网络之上，可实现动态的、基于信令和策略驱动控制的一种网络。
从ASON概念的提出至今，ASON技术、标准和产品历经十年发展，从标准框架完成、标准内容完善到产品全面商用，ASON已成为下一代传送网中的必备元素。中国电信集团总工程师韦乐平在《面向未来业务实施全面转型》一文中指出，ASON沿用在IP网中行之有效的选路和信令协议并加以改进，以适应光网络的应用需要，有效地解决了IP层与光网络层的融合问题，代表了下一代光网络的重要发展方向。
二、晋江电力作为福建电力智能网络试点工程，以下介绍ASON在晋江电力系统的应用规划及展望
随着晋江电网的不断建设发展，电力光缆应用的规模也越来越大。目前光纤网络在大部分地区已经初步形成了MESH网络格局，这就为ASON技术的应用提供了最基础的物理平台。此外，从电力系统SDH传输网络中传送的业务来看，尽管业务类型比较复杂，不同网络规模的传输网络间差别也较大，但传输网主要承载保护、语音、数据等业务，这些业务基本都是以2Mbit／s~155Mbit／s为主。
为了适应电网安全运行和经营管理对通信网的运行可靠性提出的越来越高的要求，在2009年晋江电力将ASON网络建设纳入规划中，适时地将ASON等功能的应用纳入到SDH光纤骨干网建设的考虑之中。在本次工程中，采用的SDH设备都是基于ASON平台，以保证将来光缆路由具备开通ASON的条件后，经过对设备简单的软件升级即可开通。这样可保证所选择的设备既可满足目前电网安全生产的需求，同时也为将来适应更高的要求打下了基础。
目前业内智能业务开展是基于VC4级别，考虑到晋江电力622M的带宽现状，通过合理的规划，各站之间建立VC4银级智能服务层业务，实现业务“源”“宿”之间分段的业务拼接，实现电力VC12业务的传送和保护。
那么什么是拼接隧道？
比如有下面三个设备A、B、C。每两个网元之间只有两个vc4可用。而我们需要配置一条vc12业务由A->B,还需要一条vc12业务由A->C。这时候我们可以选择在A、B之间配置一条银级隧道，在B、C之间配置一条银级隧道来承载A->B、A->C的两条vc12业务。每两个设备之间剩下的一个vc4资源预留给隧道重路由使用。
晋江电力隧道业务的智能网络形成后，实现了ASON的智能保护，业务接入更方便；可选择保护路由更多，网络安全性更高，抗风险能力更强，以后的维护工作更加简单。即：ASON可以较方便地实现全网的优化。科技论文，Mesh组网。。通过平滑的网络扩容和升级从而形成了生命周期的闭环：避免了传统传输网络受设备容量和组网技术的限制。采用堆叠方式进行网络扩容，难于优化，陷于资源利用率降低、生命周期缩短的困境。科技论文，Mesh组网。。
所以ASON的引入将会使电力通信网的光传送网体系结构、管理维护发生重大变化，必须做好全面的规划和充分的技术准备，才能保证ASON网络的平滑演进。ASON智能的提出和实践为光传送网络由单纯的信息传送平台向业务提供平台演进带来了机会，以ASON代表的智能光网络必将成为近几年光通信网络建设和发展的主导方向。
三、晋江电力ASON组网架构介绍
随着晋江电网的不断建设发展，光缆应用的规模也越来越大。目前光纤网络在大部分地区已经初步形成了MESH网络格局，这就为晋江电力ASON技术的应用提供了最基础的物理平台。此外，从晋江电力SDH传输网络中传送的业务来看，尽管业务类型比较复杂，不同网络规模的传输网络间差别也较大，但传输网主要承载保护、语音、数据等业务，这些业务基本都是以2Mbit／s~155Mbit／s为主。
为了适应晋江电网安全运行和经营管理对通信网的运行可靠性提出的越来越高的要求，在2009年晋江电力将ASON网络建设纳入规划中，适时地将ASON等功能的应用纳入到SDH光纤骨干网建设的考虑之中。
在本次工程中，采用的SDH设备都是基于ASON平台，以保证将来光缆路由具备开通ASON的条件后，经过对设备简单的软件升级即可开通。这样可保证所选择的设备既可满足目前电网安全生产的需求，同时也为将来适应更高的要求打下了基础。目前晋江电力陆续完善其城网的ASON功能。科技论文，Mesh组网。。优化后的晋江电力ASON网络拓扑如下图所示：
晋江电力光缆资源比较丰富。电力大楼、陈埭变、龙湖变、安海变等30个站点均开通ASON功能，生成智能光网络。其中电力大楼、陈埭变、龙湖变、安海变作为汇聚站点组成核心MESH网络，每两个站点之间2.5Gbit／s带宽；其余26个站点带宽622Mbit／s，通过分段拼接隧道的方式实现小颗粒业务传送到电力大楼。
目前业内智能业务开展是基于VC4级别，考虑到晋江电力622M的带宽现状，通过合理的规划，各站之间建立VC4银级智能服务层业务，实现业务“源”“宿”之间分段的业务拼接，实现电力VC12业务的传送和保护。
四、晋江电力ASON网络的优势
晋江电力建设ASON网络，这是福建电力通信由SDH网络向智能化演进策略的具体实施,就技术而言智能光网有三方面优势：
1、传统的SDH网络只能依靠2个光缆路由，形成环形网络，无法抗拒网络2点光缆中断的故障，存在多个站点通信失灵的危险。科技论文，Mesh组网。。而在两通信节点具有多路由特征时，光缆资源无法直接利用而浪费。科技论文，Mesh组网。。采用ASON技术以后，光缆资源得到了充分利用，依靠MESH网格型结构，只要2节点间存在光缆路由，即可保证网络的安全性，因此抗击光缆中断能力明显增强。为实现“无论发生何种电力通信故障，均不应该影响到电网安全生产和管理”打下坚实基础。
2、在本工程中，首次实现了针对福建电力网络和业务的特点，发挥了多路由光缆的优势，对不同业务进行了钻石级、金级、银级、铜级、铁级等多种保护级别划分，首次实现了电力信息通道科学调度、精益化管理的具体表现。并在晋江通信滚动规划中，提出了光缆建设的进一步要求。
3、本次所用设备已经具备智能光网络的硬件基础，同步采用了智能化软件，一次性进行工程施工，客观上节省了一部分工程投资费用。
总之，晋江电力引入智能特性后，整个网络可抗多次断纤，便于维护和和业务配置，提供差异化的业务服务，光网络将从廉价的带宽传送网转向直接提供智能服务和应用的业务网，更为重要的是为网络的安全可靠提供了较高的保证。
作为一种完全兼容传统SDH技术的新型光网络技术，ASON是建立在SDH之上的创新而非革命。科技论文，Mesh组网。。在原来传送平面和管理平面的基础上增加了控制平面后，光网络被赋予了灵活机动的智能，在业务种类、业务调度、失效保护、操作维护、网络管理等方面凸现出全方位的优势，可以说，晋江传统光网络向智能光网络发展是一种必然。
