智能電子配線系統在電力系統中的應用

王輝++王磊++胡俊鵬++朱毅++于月平

摘 要

隨著通信技術及設備發展變化日新月異，電力通信配線技術卻一直停步不前，電力通信配線技術（光配、數配、音配）自上個世紀九十年代至今幾乎沒有大的變化。幾乎仍以傳統配線施工方式為主。

【關鍵詞】智能 網絡 光纖 配線

1 電力系統通信配線發展需求

行政交換網發展：根據《國家電網公司IMS行政交換網建設指導意見》（信通通信[2015]7號），國家電網公司將統一建設IMS行政交換網，在建設及過渡階段行政電話業務仍將由現有承載方式（PCM/軟交換）承載，在保證現有業務的安全穩定運行的前提下，平穩過渡到IMS行政交換網。

調度交換網發展：根據《十三五通信網規劃專業指導意見》（信通通信[2015]31號），調度交換網“按照漸進、共存、互補的原則，試點開展調度交換網分組交換技術，并研究網絡演進、承載以及與現網的互聯互通策略”。電力調度業務對網絡的接通率、安全性等要求更高，那么在新的調度分組交換網的建設、過渡期尤其需要保證調度業務的安全穩定性。

通信配線發展：由上可知，今后PCM設備及程控交換設備也將會逐步退出電力通信主流設備行列，今后網絡配線在電力通信中將會大規模應用。同時隨著配網自動化的發展，光纖配線的維護工作量也將成倍增長。

國網公司要求：根據公司三屆一次職代會暨2016年工作會議精神，在“十三五”規劃建設中，劉振亞強調要將創新、協調、綠色的發展理念融入到電力系統開發建設環節之中，以此實現配電網絡的升級與優化，推動我國電力系統的現代化進程，全面促進電力企業現代化機制的構建，實現其健康快速發展。相關負責人要深刻認識新形勢，以新思路、新舉措、新本領引領新常態，進一步增強責任感和主動性推動協同高效發展，大力推進提質增效，立足做大做強做優，不斷進行電力企業創新機制改革，提升企業員工改革創新的意識與能力，在企業內部形成致力創新、創造、創業的新風尚，全面提升核心競爭力。到2020年要全面建成“一強三優”現代公司，把公司建成創新引領、管理科學、實力強大的現代企業集團，核心競爭力、價值創造力、品牌影響力達到國際先進水平。

2 智能電子配線系統簡介

智能電子配線系統系統由硬件和軟件兩個部分組成，組成原理如圖1所示。系統前端通過在電力系統配電站線路終端設置傳感器的方式，將變電站運行過程中的主要信息通過傳感器傳輸到監控單元之中，并以監控單元為媒介，將運行數據與相關信息進行必要的分析，從而使得監控單元能夠對區域內變電站的運行情況進行監控。管理中心則可以根據監控單元所提供的IP網絡信息，對變電站的運行狀況進行圖形化展示，通過用戶界面完整的展示出來，為相關管理工作的開展提供了便捷。

上述信息管理評估以硬件構成與軟件驅動為基礎，在實現電力網絡信息數據實時采集、匯總與分析的同時，還能夠在一定程度上保證系統后臺數據庫與傳感器之間的良性互動，實現數據信息的實時更新，進而降低了系統管理者自身的管理壓力與工作內容，簡化了系統管理的工作流程。同時以軟件平臺為媒介，可以實現平臺的遠距離操控，以此來提升管理的流暢性與高效性。

以智能基礎設施為主要框架，不斷進行配電系統的規劃與建設，將硬件組成、軟件平臺、信息網絡等有機的結合起來，提升配電網絡自身運作的便捷性與準確性。在進行智能配電線路規劃設計的過程中，要明確區別其與網管網絡之間的差異，要深化對智能配電網絡功能的認識，既保證其能夠在故障發生時，快速準確的反應故障發生的地點，又能夠終端鏈接情況進行及時反饋以及實時監控，從而有效降低了配電線路系統維護與保養工作的成本投入，提升了相關工作效率與質量。

3 智能電子配線系統與傳統配線的對比分析

3.1 傳統基礎設施管理和智能電子配線系統的對比情況

如表1所示。

通過對比智能電子配線系統系統與傳統基礎設施管理在功能上改進，顯示出在基礎設施系統中部署該系統，將可有效改進運維管理的效能。

3.2 智能電子配線系統

系統可以做到的主要功能：

檢測——標準的光和銅纜跳線——實時跳線歸檔管理；

實時更新——所有的基礎設施記錄——實時整體配線設施管理；

自動發現——網絡上端到端的連接——集成數據網絡；

物理位置定位——跟蹤所有具有網絡連接的設備——集成數據網絡追蹤；

告警——所有未授權和非計劃的行為——集成數據網絡監測；

事件通告——具有先進的處理過程——實時網絡處理能力；

自動化——變更和故障管理的流程——內嵌先進的工作流程。

3.3 康普智能電子配線系統

系統的主要特點：

易于管理和維護——提高管理效能；

提供工作流程和電子任務單——對于跳線移動、添加和變更提供流程化管理方式；

符合相關標準——ITIL，ISO17799，BS7799，ISO 27000Security。

4 變電站智能電子配線系統的設計實現

對變電站網絡和光纖配線進行規范化管理，自動記錄端口的移動、增加、變化，將交換機端口與配線架端口綁定，能綁定鏈路上的所有設備，而且把物理地址綁定到IP和MAC地址上，當你的IP遭受攻擊時，你能及時找到受攻擊的電腦的位置；能夠及時發現非授權接入，能夠發現端口或跳線的意外脫落和斷裂. 能夠在電子地圖上標出信息口位置，當此鏈路發生故障，端口馬上閃爍.實現配線系統遠程管理，能夠通過軟件、配線架指示燈和掃描儀顯示屏來指示出端口，可以統計、搜索接入網絡的設備，按照種類、廠家、位置、管理部門等，如圖2所示。

4.1 設計理念

本設計的核心理念是實現資源管理的準確性、在線監測的實時性、故障定位的精確性。每個網絡端口、鏈接點均增加RFID電子標簽，據此進行數據自動識別、采集。由此可幫助客戶對大規模光網絡進行合理的規劃、對海量網絡端口進行準確的管理、并根據用戶信息實現業務的自動開通、發放。通過在線監測系統，獲知光路故障情況，在GIS地理位置信息系統上精確定位光路故障點，運行網絡網絡的自檢流程，為整個網絡網絡的健康狀況實施診斷，實現建設階段的集中遠程驗收和使用階段的提前預警，主動維護。此項目的核心思想是準確管理網絡資源，對客戶最直接的意義是海量網絡端口的信息管理及故障定位，從而做到用戶開通業務的100%準確、故障快速定位。由此我們可以實現：100%的信息自動化管理；100%的端口、網絡路由信息準確；100%的網絡鏈路可開通、鏈路質量可保證，如圖3所示。

4.2 設計方案

在線監測系統，可以實現網絡實時監測和地理信息的精確查找；實現網絡自動化查找，精確操作，提高運維效率；在存量系統基礎上可以開發出多種增值應用，實現施工，運維全程無紙化，自動化；鏈路故障實時監測，對業務故障類型進行定性，對光纜故障的位置進行定位；全程信息自動傳遞，開通更快速。

智能網絡配線系統可以有效支撐光網絡周期中各階段的需求，為前期規劃、中期建設以及后期維護建立有效的協同工作機制，提高投資預算的合理性，并提供網絡發展預測的基礎支撐，而且利用智能電子標識系統提高網絡管理效率，實現各個業務部門對于網絡資源信息的共享與無縫傳遞，讓網絡網絡建設和維護成為一個動態的良性循環系統，保證網絡網絡的可持續發展，使運營商輕松應對網絡的大規模建設和發展。

智能配線系統的跳線的管理只在兩側配線架內實施。

智能配線系統采用智能型配線架和智能型跳線，每個端口都包含電子信息。

智能型光纜配線架只在傳統型光纜配線架端口上增加獨立的一幀位則用于智能管理，光纜跳線也同樣增加獨立的一幀位則用于智能管理因此智能型光纜配線架和傳統型光纜配線架也可以互相通用，智能型光纜跳線和傳統型光纜跳線也可以互相通用。當智能型跳線插入或拔出智能型配線架的端口時候，端口的電子信息及其連接或斷開的信息就可以即時地通過管理設備傳達到管理軟件，運維人員就也及時知道連接的變化，對其進行報警處理。

操作人員可以通過軟件將需要執行的任務（比如跳線等）下達到每個管理設備，繼而下達到配線架。施工人員到達現場后，只需要根據LED指示燈的示意操作，就可以保證其準確率，節省大量的工時，如圖4、5所示。

5 智能電子配線系統在電力系統應用的技術經濟分析

5.1 提升管理效率

相較于電力系統配電傳輸以及網絡建設工作來說，變電站配電線路的管理方式與管理技術更新速度較慢，在很大程度上仍舊依賴人工進行管理。因此這就是變電站配電線路管理工作的自動化、科學化進程較為緩慢，難以真正滿足社會經濟發展以及電力系統更新的要求。而智能電子配電系統在管理工作的應用，能夠降低相關管理工作對人力的依賴，改變傳統的管理方式，管理人員通過編寫電子工單，對跳線等操作進行自動化處理，從而大大節約了人力資源，有效提升管理工作的準確性。智能電子配電系統在電力系統中的應用，從長遠來看有助于我國電力企業管理機制的調整與優化，使其更加適應市場經濟條件下的各類經濟活動，進而提升自身的競爭優勢，推動電力企業的健康快速發展。

5.2 實現主動維護

可以實現全程全網的故障診斷和故障處理；能夠快速獲知網/光路故障情況，精確定位光路故障點，自動運行光纖網絡的自檢流程，為整個光纖網絡的健康狀況實施診斷，實現建設階段的集中遠程驗收和使用階段的提前預警，主動維護。智能型配電線路管理系統以主干鏈接以及物理鏈接的方式，實現了對配電線路重要組成部分的實時監控，從而能夠有效減少信息網絡系統在運行過程中，因外界因素導致的系統故障。并且借助于這一系統，管理人員能夠對于網絡中存在的問題進行及時發現與高效處理，并且可以將其作為網管軟件的變體，對電力網絡進行優化，從而進一步提升了電力網絡的整體管理水平。

5.3 實現全過程檢測

智能電子配線系統的廣泛應用使光纖網絡的建設、施工、運維更加方便、快捷、高效，提高通信基礎設施的利用率和可用率，促進網/光纖到戶信息化進程中配線設備的智能化管理與檢測。每一次改變的數據都能得到實時響應，及時修正目前的端口連接方式和網絡拓撲接口；智能型實時配線管理系統隨時可以回溯以往歷史事件，并且可以對其恢復重建，使每一次的故障發生和維護節點都可以追根溯源，在不斷改進中企業經濟效益才可能不斷提高效能。

5.4 提高經濟效益

此產品可使網/光纖資源利用率提升，將減少建設規模，避免錯誤的重復建設，使運投資成本大大降低；輔之故障定位GIS系統，將使OPEX人工成本大大降低，平均每人管理配線數提高100%；

當前我國的通信產業正面臨原材料、動力、運行費用、人工成本的飛速上漲，而資費價格卻在直線下降，基于RFID智能光纖配線系統的運用將從建設成本和運維成本兩個方面降低客戶成本，如圖6所示。

作者簡介

王輝（1981-），女，大學本科學歷?，F為國網山東省電力公司經濟技術研究院工程師。研究方向為電力通信。

王磊（1982-），男，大學本科學歷?，F為國網山東省電力公司信息通信公司工程師。研究方向為電力通信。

胡俊鵬（1974-），男，大學本科學歷?，F為國網山東省電力公司高級工程師。研究方向為電網設計及技術管。

朱毅（1978-），男，研究生學歷?，F為國網山東省電力公司經濟技術研究院工程師。研究方向為電力系統。

于月平（1970-），男，大學本科學歷?，F為國網山東省電力公司德州供電公司高級工程師。研究方向為調度自動化。

作者單位

1.國網山東省電力公司經濟技術研究院 山東省濟南市 250021

2.國網山東省電力公司信息通信公司 山東省濟南市 250021

3.國網山東省電力公司 山東省濟南市 250000

4.國網山東省電力公司德州供電公司 山東省德州市 253008