摘要：目前, 终端通信接入网和骨干通信网相比, 建设模式不清晰, 运维方面涉及的和相关业务系统之间的运维界面不清, 整体建设和运维标准化程度偏低。一方面, 需要尽快根据不同的场景和业务需求提出若干种具有代表性的终端通信接入网建设模式;另一方面, 需要结合终端通信接入网运行维护现状, 就运维管理提出完善建议。随着电力体制改革、能源互联网发展, 各种配用电侧新业务涌现, 亟待对终端通信接入网的建设和运维开展分析, 为提升终端通信接入网建设和运维水平提供决策支持, 适应电网配售电侧体制改革发展新形势。
关键词：终端通信；接入网建设；运行模式
1问题分析
1.1终端通信接入网使用环境复杂, 技术类型多样, 缺乏有针对性的典型建设模式
目前适用于终端通信接入网的技术主要为光通信 (x PON、工业以太网交换机) 、无线通信 (无线公网、无线专网、虚拟无线专网) 、电力线载波通信, 每种技术均有各自的适用场景、技术性能及经济性能优势。
配电网具有多样性、复杂性, 网架架构变动频繁, 很难通过一种技术解决所有问题, 目前的试点工程存在对光纤依赖过大的问题, 导致施工难度太大或根本无法施工, 对线路改造的适应性很差。需要结合其他通信技术进展, 研究多种技术的组合应用, 混合组网来适应不同的情况, 提出典型的建设模式, 无论对于系统建设的经、标准化以及可升级扩展等未来发展均具有必要性
1.2终端通信接入网运维人员缺员现象普遍, 人员培训不到位, 缺少新的运维工具
电力通信的运维工作包括方式开通、故障处理、设备检修、停复役等多方面工， 工作环节多、流程繁复, 随着配电通信网建设的推进, 通信线路长度大幅增加, 通信节点日渐庞大, 技术复杂度显著提高, 要求运维人员有更高的专业水平。目前, 信通部门缺员现象比较普遍, 人员培训不到位, 导致信通部门运维负担较重。随着国家电网公司部门整合, 通信专业从调度脱离, 职能向以业务支撑为核心转变, 通信设备、线路的归属、工作界面、运维职责不明确, 运维环节过多, 相关专业配合不流畅, 运维成本高。另外, 运维信息化水平偏低, 新型的运维工器具、新技术推广应用少。从而导致故障定位慢、恢复时间长, 影响整体运维效率。
2 终端通信接入网网络架构
终端通信接入网是电力骨干通信网的向下延伸, 主要承载着配电自动化、配网调控一体化、用电信息采集等各项生产业务。
中压配电通信网主要覆盖范围为配电网开关站、配电室、环网柜、柱上开关、配电变压器、分布式能源站点、配电线路等。它是配用电环节接入通信业务的综合承载平台, 应满足配电自动化、用电信息采集、电力光纤到户、电动汽车充电站、分布式能源接入等通信业务的接入和上联需求, 形成与高压配网通信网垂直贯通、面向用户、安全可控的一体化通用通信接入平台, 统一规划建设应采用宽带通信技术。
低压配电通信网主要覆盖0.4k V配电变压器至用户智能电能表、电动汽车充电桩、分布式能源站点等, 并延伸至用户室内。低压配网通信网主要应用于0.4k V用电信息采集、电力需求侧管理、负荷监控、充电桩通信等通信接入业务, 以及变电站/所内设备状态监测、状态检修、资产管理等通信接入业务, 在电网智能化建设中可承担智能用电交互、电力光纤到户业务。
3 典型网络建设模式
3.1 模式一:光纤敷设率高的城区
建议光通信覆盖、GPRS/CDMA为补充。此模式适合于光纤敷设率较高的城市中心区 (一般为新建城区或者进行配电网改造的城区) 。部分二遥自动化终端或光纤难以到达的配电变压器, 宜采用公网无线模式作补充。
EPON网络结构清晰, 通信终端成本较低, 适合大规模布置, 但EPON对网络前期规划的依赖较大, 光功率预算应充分, 建议EPON不要布置在网架结构经常变动的区域。工业以太网单台设备造价较高, 但是布网灵活, 只需占用两根纤芯, 且通信距离较长, 适用于节点分布较稀疏且节点规模不太大的区域, 工业以太网的问题在于, 每台设备均参与中继, 单台设备故障影响整个网络的通信。
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3.2 模式二:光纤敷设率低的城区
建议光纤 (EPON、工业以太网交换机) 为主干、载波作延伸、GPRS/CDMA为补充。此模式中压配电网以光纤通信为主, 二遥终端和配变集中器可以采用GPRS作补充。光纤通信方式应根据现场特点选择EPON或工业以太网方式。
中国大部分城市光缆敷设和配电网的建设是不同步的, 敷设光缆需要开挖光缆管道。事实证明, 为电力通信系统专门大规模地敷设地埋光缆是不可行的, 表现在行政审批有难度, 社会成本、施工成本很高。因此, 在此类区域建议采用光纤为主干, 载波作延伸、无线为补充的模式。该模式选择中压开闭站, 重要环网柜构建中压光纤骨干网, 通信方式可选择EPON或工业以太网交换机。选择中压载波延伸至其他中压节点, 如配电室、柱上变压器及其他开关设备, 既满足覆盖要求, 又节约建设成本。二遥节点和部分配变集中器可以采用GPRS/CDMA作有效补充。
3.3 模式三:光缆化改造困难、配用电业务需求迫切的老城区
建议中压载波为主、GPRS/CDMA为补充。在光缆化改造难度太大的区域, 比如某些老旧城区, 管道开挖难度很大, 且配用电业务需求迫切, 可以考虑采用以中压载波为主要通信模式构建终端通信接入网, GPRS/CDMA作补充。
载波通信无需布线、节省通道投资、电力自有专网、无运行费用、安装灵活简便, 但目前应用水平较低。目前, 面向智能电网应用的新一代智能载波已经成为配用电通信发展的方向, 随着技术瓶颈的突破, 载波将在终端通信接入网中扮演重要角色。
3.4 模式四:县域终端通信接入网
建议无线专网覆盖、其他作补充。无线专网技术 (TD-LTE230、LTE1.8G等) 技术近年来发展迅速, 试点规模逐年扩大。县域农村电网地形较平坦, 节点较分散, 适合采用无线专网技术。以35k V变电站为中心设置无线基站, 利用电力主干光纤资源构建无线核心网。无线终端覆盖柱上开关、柱上变、配电室等位置。无线专网适用于作用电信息采集业务的远程通道或者用作配电自动化二遥节点。
4 运维发展建议
4.1 面向一线运维需求, 强化网管系统实用化功能
终端通信接入网运维难度大, 首先需要加强终端通信接入网网络通信网管建设, 为系统运行提供自动化支撑。网管系统能进一步提升故障的统计和分析功能, 实现故障自动定位、故障派单自动化、故障恢复时间考核等。
4.2 系统互联互通, 促进关联系统相互之间功能和业务的协同
接入网综合网管应当通过现有纵向互联数据接口, 与骨干网系统进行互联, 实现基础资源信息共享和端到端全路由信息共享, 并向省骨干网管理系统提供光缆、设备、系统、业务等台账信息, 以满足大屏展示需要;与配电自动化等其他专业管理系统进行横向集成, 实现互动化全方位专业协同, 具体包括与配电自动化系统、营销系统、电信运营商系统互联等。随着智能配用电发展、区域能源互联网发展, 通信与业务的融合需要通信管理系统和业务系统之间开展更多地信息交换。
4.3 应用新技术和新的管理方法促进智能化运维
终端通信接入网网络管理系统应采用大数据、云计算、物联网、移动互联网、人工智能等新兴技术手段, 提升网管系统智能化水平和实用化水平。配电网环节提升通信技术建设力度, 创新网管系统历史数据的使用, 创新日常巡检, 推广先进运维工具, 提出运维管控系统建设, 结合配用电发展新需求, 开展顶层设计。并对对运维队伍进行系统培训, 提升新技术应用意识和能力。结合地理信息系统的集成应用, 推广网格化运维管理先进理念。
结论
通过科学有序、适应业务发展趋势的终端通信接入网建设和运维, 将更好提高终端通信接入网发展的质量和效益, 为新一代电力系统的智能配用电发展提供更优良的支撑服务。
参考文献：
[1]陆忞,周昊.电力终端通信接入网安全防护体系技术研究与应用[J].大众用电,2017(S1):72-75.
[2]陆忞,周昊.电力终端通信接入网风险分析与安全接入技术研究[J].通信技术,2017,50(09):2067-2073.
论文作者:段绪伟,罗晨,李林阳
论文发表刊物:《电力设备》2018年第26期
论文发表时间:2019/1/17
标签：终端论文; 通信论文; 接入网论文; 模式论文; 业务论文; 载波论文; 光纤论文; 《电力设备》2018年第26期论文;