新一代智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)及管理系統(tǒng)方案

孟聯(lián)

摘要：本文主要對新一代智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)及管理系統(tǒng)方案問題進行重點研究與分析。分析過程中，主要立足于新一代智能變電站網(wǎng)絡(luò)管理特點以及功能需求，對電信網(wǎng)絡(luò)管理體系結(jié)構(gòu)整體進行統(tǒng)籌規(guī)劃與合理部署。并結(jié)合關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)容，提出新一代智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)框架形式。希望通過本文的研究與分析，可以進一步提升智能變電站網(wǎng)絡(luò)運維能力以及減少網(wǎng)絡(luò)運維成本。

關(guān)鍵詞：新一代智能變電站;通信網(wǎng)絡(luò);管理系統(tǒng);方案;

前言：通信網(wǎng)絡(luò)作為智能變電站運行體系的重要組成部分，運行過程中主要承擔著傳輸數(shù)據(jù)、發(fā)布指令等信息任務(wù)。結(jié)合當前運行情況來看，智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)可以針對采樣值傳輸、斷路器分合狀態(tài)以及時鐘同步信號等信息內(nèi)容進行全方位整合與處理。智能變電站會根據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)整合的數(shù)據(jù)內(nèi)容，對當前設(shè)備運行情況進行監(jiān)督與管理，避免出現(xiàn)運行故障問題。目前，為進一步提高智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)運行效率，研究人員對傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)測存在的不足問題進行了積極克服。并主動結(jié)合在線監(jiān)測與故障診斷技術(shù)手段，實現(xiàn)對智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)運行工作的全面監(jiān)測與管理。

1 新一代智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)分析

1.1總體框架

新一代智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)（下文統(tǒng)一簡稱網(wǎng)管系統(tǒng)）通過借助直觀、合理的界面形式，初步實現(xiàn)了各網(wǎng)管功能的有效發(fā)揮。一般來說，網(wǎng)管功能主要圍繞設(shè)備配置管理拓撲管理以及安全管理等功能作用進行合理展開。其中，網(wǎng)管系統(tǒng)通過連接一端的接口實現(xiàn)對各管理設(shè)備的配置與管理。同時，通過連接另一端的接口實現(xiàn)對電力系統(tǒng)上層服務(wù)的對接管理。對于交換機網(wǎng)絡(luò)而言，可以通過網(wǎng)管系統(tǒng)實現(xiàn)對多個業(yè)務(wù)網(wǎng)的劃分管理，完成對不同業(yè)務(wù)網(wǎng)配置信息的隔離過程[1]。

如此一來，通信數(shù)據(jù)以及通信質(zhì)量基本上不會受到不確定因素的干擾影響而出現(xiàn)隱患問題。除此之外，專用于網(wǎng)管數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)（可以理解為零號網(wǎng)絡(luò)）可以通過利用交換機端口提供可使用的帶寬。最重要的是，網(wǎng)管系統(tǒng)可以根據(jù)用戶實際需求采取針對性部署規(guī)劃方案進行運行操作。舉例而言，當網(wǎng)絡(luò)規(guī)模整體表現(xiàn)較小時，可優(yōu)先采取單服務(wù)器緊湊型部署方案進行運行操作。不僅在操作手段方面表現(xiàn)較為簡單，同時在經(jīng)濟成本方面也可以大幅度減少。

1.2功能模塊

新一代智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)與傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不同的是，無論是在功能模塊方面，還是在運行操作方面，均要比傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)優(yōu)越得多。如智能網(wǎng)絡(luò)集中管控平臺可以針對業(yè)務(wù)管理、配置管理、安全管理甚至統(tǒng)計管理等功能模塊進行集中化管理與操控[2]。同時，以拓撲管理為主的功能模塊可以利用物理拓撲自動構(gòu)圖功能，實現(xiàn)對網(wǎng)元以及設(shè)備間段光纖的鏈接處理。在此過程中，系統(tǒng)可以利用分級的域或者網(wǎng)元結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)運行過程的監(jiān)督管理。如此一來，不僅可以滿足用戶信息掌握需求，同時還可以實現(xiàn)多視圖功能。除此之外，業(yè)務(wù)管理模塊主動結(jié)合了GOOSE以及MMS等功能技術(shù)，初步滿足可端到端的業(yè)務(wù)管理流程。

在此過程中，業(yè)務(wù)多級路徑視圖可以按照可視化功能要求，滿足端到端業(yè)務(wù)不同層次的邏輯關(guān)系需求，促使用戶可以更加熟知業(yè)務(wù)流程且在管理方面更加方便。最重要的是，系統(tǒng)可以根據(jù)用戶選擇需求構(gòu)建靈活性的業(yè)務(wù)管理模式。如自動最優(yōu)路徑選擇、安全管理等，可以直接對所創(chuàng)建的業(yè)務(wù)流程進行簡化處理[3]。結(jié)合當前應(yīng)用情況來看，業(yè)務(wù)管理還可以為用戶提供創(chuàng)建、過濾以及激活等操作功能，容易減少故障隱患問題。需要注意的是，因SV與GOOSE業(yè)務(wù)還可以針對不完整信息進行查看管理，導致故障以及性能管理可以主動發(fā)揮出自身的功能優(yōu)勢，如根據(jù)信息反饋情況對當前設(shè)備系統(tǒng)運行狀態(tài)進行監(jiān)督管理。并支持對告警狀態(tài)以及級別等進行針對性管理，可以第一時間發(fā)現(xiàn)故障問題并鎖定故障位置進行針對性處理。

2 新一代智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)方案及關(guān)鍵技術(shù)研究

2.1 物理拓撲自動成圖

當前所當前所應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)拓撲搜索方法以及相關(guān)管理工具，基本上可以滿足三層或者二層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的拓撲識別功能要求。但是，上述方法手段卻無法動態(tài)獲取變電站二層交換機與所連接IED之間的拓撲關(guān)系。為及時解決這一問題，新一代智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)主張利用多點控制協(xié)議，重點針對網(wǎng)管系統(tǒng)的各項功能進行統(tǒng)籌規(guī)劃與合理部署。結(jié)合實際情況來看，當ONU完成注冊或者授權(quán)工作時，中心設(shè)備會將此次事件上報到網(wǎng)管系統(tǒng)當中。此時，網(wǎng)管系統(tǒng)可以利用實時網(wǎng)絡(luò)連接功能針對設(shè)備運行狀態(tài)信息進行優(yōu)化處理。并以可視化形式自動生成網(wǎng)絡(luò)連接圖，傳遞到中心設(shè)備當中。

2.2 SV/GOOSE業(yè)務(wù)自動發(fā)現(xiàn)與配置

一般來說，網(wǎng)管系統(tǒng)不僅可以實現(xiàn)SCD文件的導入與分析過程，同時還可以實現(xiàn)對業(yè)務(wù)的自動發(fā)現(xiàn)與配置過程。舉例而言，當SCD文件發(fā)生狀態(tài)變化時，系統(tǒng)會自動化地將SCD文件與現(xiàn)有業(yè)務(wù)進行比較與分析。根據(jù)比較分析反饋結(jié)果，對現(xiàn)有業(yè)務(wù)進行自動修改與完善。與此同時，利用簡化業(yè)務(wù)配置操作功能，針對業(yè)務(wù)連接的可操作性問題進行統(tǒng)籌規(guī)劃與合理部署，以確保業(yè)務(wù)自動配置功能得以全方位實現(xiàn)[4]。

當SCD文件導入成功之后，網(wǎng)管系統(tǒng)會針對文件中的內(nèi)容進行自動化分析。當系統(tǒng)提示的內(nèi)容存在業(yè)務(wù)接收端缺失或者其他問題時，網(wǎng)管系統(tǒng)會自動根據(jù)問題表現(xiàn)情況進行針對性研究與解決。除此之外，把業(yè)務(wù)創(chuàng)建界面方面可以從手動創(chuàng)建與自動創(chuàng)建兩個方面入手。其中，在手動創(chuàng)建方面，可利用源網(wǎng)元或者鏡像網(wǎng)元等方式進行創(chuàng)建分析。而自動創(chuàng)建主要是結(jié)合業(yè)務(wù)報文情況，針對SCD文件內(nèi)容對出元網(wǎng)元以及端口號等進行自動化研究與分析。

2.3 物理回路、虛回路可視化功能實現(xiàn)

用物理回路自動構(gòu)圖功能基本上可以實時獲取物理網(wǎng)絡(luò)連接信息。針對于此，建議操作人員可以利用業(yè)務(wù)自動發(fā)現(xiàn)功能以及創(chuàng)建要求，重點針對物理網(wǎng)絡(luò)連接信息與SCD文件中虛回路信息之間存在的驅(qū)動關(guān)系進行研究與分析?？衫米赃m應(yīng)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)運行狀態(tài)、運行參數(shù)的建模處理[5]。

并根據(jù)運行狀態(tài)反饋情況，對參數(shù)數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)測與分析管理。目的在于真實地反映出業(yè)務(wù)在系統(tǒng)中的傳遞軌跡，促使整個通信網(wǎng)絡(luò)運行過程真實、可靠。除此之外，在物理網(wǎng)絡(luò)拓撲建設(shè)過程中，操作人員可以利用圖形化展示功能對GOOSE等業(yè)務(wù)的流向問題進行集中化管理，以防止設(shè)備運行期間出現(xiàn)故障隱患問題。

結(jié)論：總而言之，隨著我國數(shù)字化變電站發(fā)展進程的不斷推進，智能變電站逐漸朝向自動化、信息化以及智能化方向駛進。在這樣的發(fā)展態(tài)勢下，智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該主動結(jié)合數(shù)字化變電站發(fā)展方向，從多個方面針對通信網(wǎng)絡(luò)及管理系統(tǒng)方案問題進行統(tǒng)籌規(guī)劃與合理部署。如可以按照網(wǎng)管系統(tǒng)功能標準化要求，利用新興技術(shù)手段對當前絡(luò)系統(tǒng)存在的運行不足問題進行積極克服。除此之外，對于新型網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)應(yīng)該進行準確把握，并根據(jù)變電站運行實際情況適當應(yīng)用，盡可能地從多個方面為新一代智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的良好運行提供保障。

參考文獻：

[1]熊楠，饒赟，寧楠，劉華麟.面向智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)故障自愈能力研究[J/OL].電測與儀表：23.1202.

[2]王婷.智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)實時性與安全性研究[J].通訊世界，2019，26（11）：234-235.

[3]于凡超. 智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備故障診斷的設(shè)計與實現(xiàn)[D].重慶郵電大學，2019.

[4]郝少華. 新一代智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)建模研究[D].華北電力大學，2018.

[5]郝少華，李勇，張鐵峰，朱瑪.新一代智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)及管理系統(tǒng)方案[J].電力系統(tǒng)自動化，2017，41（17）：148-154.