智能电网通信管理系统设计关键技术分析

　　一、引言

　　随着电网规模的扩大和通信技术的发展，我国电力通信体系日益完善，但与此同时，电网通信管理工作日益繁重，给日常运维工作带来了巨大的挑战。在新的建设时期中，骨干通信网进一步延伸，终端通信接入需求进一步增加，使得现有的电力通信网络规模处于持续扩张状态。在此背景下，只有建设一套专用的通信管理系统，才能满足日益复杂化的智能电网通信管理工作。

　　二、系统需求分析

　　智能电网通信管理系统的建设，就是要为智能电网的发展提供坚强的通信系统运维支撑，进一步提高电力通信的信息化水平。通过系统的应用，应能实现电网系统之间的互联互通和标准应用，通过标准化接口实现电力通信系统之间的无缝对接，破除传统的信息孤岛问题。同时，智能电网通信管理系统对通信系统的实时监测和数据分析，及时发现通信网络的故障并对其进行优化，进一步加强电力通信体系在自然灾害和人为破坏条件下的抗灾容灾能力，提高系统运行的安全性、稳定性和可靠性[2]。从管理的角度上，系统的建设还应满足不同层级管理人员对通信监测、资源管理、运行监控和专业管理等功能的需求，实现多级平台的有机联系，为智能电网的建设提供坚强的后盾。

　　三、系统设计

　　(一)总体架构设计

　　在本文设计的智能电网通信管理系统中，其系统架构可以归纳为“三系统四应用”，即在建设一体化基础平台的基础上，构建数据库、数据采集和数据交换三大系统，以及通信监测、资源管理、运行监控和专业管理四大应用模块。为了满足不同层级管理人员的工作需求，系统进行了总部、省级分公司、市县级子公司三级部署，其中上一级可以对下一级进行管理，而级别越往下其管理的内容越具体，三级平台相互联系，相互支撑，形成了一个全面覆盖的通信管理体系架构，如图1所示。

　　從网络的层次上看，总部级的系统平台可以管理一级和二级骨干通信网，对于不好管辖的跨区域部分也纳入总部平台管理范围内。省级分公司则主要管理三级和四级骨干通信网，可以完成数据汇聚、通信监视、运行管理等基本工作。市县级的应用则需要依托于省级平台的业务来开展。在数据共享方面，总部和省级之间采用数据交换系统来传输信息，支持跨区域通信资源的管理。为了提高电网企业信息化系统的集成化应用程度，通信管理系统通过设置一根数据总线，完成与企业ERP、GIS、OMS等其它信息系统的整合。

　　在安全设计角度，系统的不同层级之间，以及各层级内部，都设置了相关的安全策略。其中数据采集系统与通信管理平台之间采用了物理隔离的方式提高安全性。通信管理平台与企业的其它信息化系统之间是通过防火墙进行隔离的，而不同层级之间的数据交换系统也是由防火墙进行安全防护。

　　(二)功能架构设计

　　为了满足复杂的电网通信管理工作需求，整个系统通过设置多个不同的功能层次来实现一系列实用功能。系统由下至上依次是采集层、传输层、接口层和应用层，如图2所示。

　　1.采集层。采集层由各种传感器设备构成，对智能电网的现场通信设备进行实时的动态监测，对设备的各种关键物理信息进行采集。采集层主要由设备网管、动力环境采集和其它数据采集模块组成，其中设备网管模块中可以实现对光纤的监测、数据传输监测、通信接入监测等功能;动力环境监测主要是指对机房环境、电源参数、门禁系统、视频监控等进行监测和管理。除网管功能外，其它数据均由数据采集单元接口统一接入。

　　2.传输层。传输层的功能是为智能电网通信网络的数据上传提供网络通道，主要通过以太网进行传输，对于远距离的传输还需要用到光纤线路和城市肯干网。所有数据均采用TCP/IP通信协议，结合自定义的数据报文格式，进行统一打包后发送至应用层的后台数据库服务器。

　　3.接口层。接口层通过编程实现一系列数据接口，可以为系统的界面和底层之间进行数据对接，起到数据的存储、传递和加工作用。对于上层的应用模块，也需要由接口层提供接入服务，这不仅可以使系统的应用层和底层进行一定程度的隔离，而且也避免了将复杂的数据接口放到应用层来实现，使系统层次更加分明。

　　4.应用层。应用层是提供各种业务应用功能模块的层面，为用户提供了丰富的功能菜单和友好的操作界面。应用层设置了通信监测、资源管理、运行监控和专业管理等四大应用模块，其中通信监测模块对整个电网通信网络进行实时监测。资源管理模块提供强大的硬件设备统一管理，支撑对软件资源和无形资产进行规范化管理，提高资源利用率。在运行监测模块则完成对智能电网通信系统的运行参数进行动态监测，及时发现通信网络的故障和瓶颈。专业管理借助计算机、先进算法、标准化流程等手段进一步提高通信管理工作的精细化水平。

　　四、系统应用

　　本系统开发调试完成后，在某电力企业进行了为期三个月的试运行。在运行期间，系统共发现了近百条故障预警，辅助运维管理人员完成了60余次故障诊断和修复，应用效果十分显著。结果表明，智能电网通信管理系统的应用，进一步提高了通信系统故障的诊断和处理能力，减少了各项业务的中断时间，有效提升了电网通信系统的服务水平。系统还在通信资源的盘活、调配和优化方面发挥显著作用，使得通信系统的运行流程更加精简、规范和高效，减轻了运维工作量。为适应通信系统管理的专业化水平，系统还为用户提供了专业化的数据管理和分析功能，为智能电网的管理提供决策依据。

　　五、结语

　　本文针对智能电网通信管理系统设计的关键技术进行了分析，从技术和功能两个角度详细设计了系统的架构，满足了智能电网通信管理的业务需求。随着智能电网的发展，通信管理系统的作用将更加突出，本文的研究对于智能电网通信管理工作的规范化和科学化具有重要参考意义。

　　作者单位：深圳市城市规划设计研究院有限公司

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