电力配电通信网管理系统设计与开发

刘晴 曾志强 宁培松 王颖舒 汤玮 邓晓刚 陈俊

摘 要：为适应“数字信息时代”的步伐，随着国家对智能电网的深化发展，电网企业对智能电网通信技术和要求也越来越高。因此，对如何构建高效率、高质量、高可靠的配电通信网管理系统，已成为急需研究的问题。文章通过对智能化配网通信管理系统的分析并结合贵州电网管理提出的新要求，阐述了配电网通信系统设计与开发，论证各种信息监控手段在智能化配电通信网管理系统中的应用，为配电通信网各项业务提供坚强的保障和高效服务。

关鍵词：配电网 智能化配电网 通信系统 网络结构 通信网管理

中图分类号：TN91 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）03（c）-0045-02

为更进一步改善配网供电的可靠性，提高配电网运行稳定性和经济效益，保障配电网络的正常运行。通过先进的计算机信息技术、网络监视手段和维护控制流程，实现对配电网安全运行的有力支撑，保障配电网安全可靠运行，提高企业效益。

1 智能化配电通信网管理系统目前存在的问题

智能化配电网主要是以自动化的方式监视远方方式、协调和操作配电网设备，通信技术是配电自动化的关键。配电通信网作为配电网重要的组成部分，担负整个智能配电网电网自动化信息传送、设备保护数据传送、分布式能源接入信息传送、电费计价信息传送并负责智能电表负荷控制、运行状态监测的信息传送。

1.1 配电通信网建设厂家多且缺乏规范

目前，配电网才刚刚进行试点建设，以贵州省某一地市为例，该地市整个配电通信网设备由5个设备厂家共同提供，类型包括有工业以太交换机、LTE组成。缺乏统一网络管理、监视、调度、方式等相关配套软件作为支撑，各厂家对外接口协议也缺乏相关规范。

1.2 配电通信网管理业务复杂

由于通信技术是配电自动化的关键，所以配电通信网所承担的业务也相对复杂，担负整个智能配电网电网自动化信息传送、设备保护数据传送、分布式能源接入信息传送、电费计价信息传送并负责智能电表负荷控制、运行状态监测的信息传送。繁多的业务种类和保障技术指标，已经成为配电通信网服务的一个瓶颈。

2 电力配电通信网系统设计

有效的配电通信网管理系统，充分考虑了目前配网通信中通信设备、协议、标准的差异，用统一由上至下的设计思路来统一管理配网通信网中各智能节点设备联动操作。可及时检测故障的发生，并给出准确的告警信息。对告警信息的分析，找出故障的根本原因，并精准定位故障。

2.1 告警管理

主要可为全网告警统计、通信网监视、设备告警统计、活动告警确认统计、网元异常告警监视、重点业务监视等功能模块进行展示，下面将逐一剖析各节点的功能。

（1）全网区域告警统计：按区域进行划分，展示该区域下EPON、PLC、工业以太网、无限专网和无线公网等设备的告警信息，并按紧急告警、主要告警、次要告警、一般告警进行划分，点击告警数量可跳转到告警管理界面查看该类告警详情。

（2）通信网络监视：以地图的形式展示该区域下发生的告警信息，双击可跳转到拓扑图模块，如在设备上有发生且为清除的告警可在图中体现。

（3）全网设备告警统计：此模块以设备类型划分展示各类型设备的总数，正常运行数量及异常数量。

（4）当前告警确认统计：此模块统计当有告警发生时对当值值班员处理根告警的时间、数量进行展示，统计时间段及统计信息可配置。

（5）设备异常告警监视：此模块以图表的形式统计各类型设备发生的紧急、主要、次要、一般等告警信息。

（6）重点业务监视：对重点业务进行监视。包括中断业务总数及受损业务总数。模块可 由用户自定义重点业务类型。

（7）告警集中监视。

告警集中监视，实现对接入网网络、设备告警信息的集中汇总、标准化、统一和分类展示，按照EPON网络、工业以太网、无线公网、无线专网、PLC业务进行分类显示，实现对通信网运行实时状态的集中监视和管理，为通信调度值提供集中监控界面。

（8）告警分类。

按接入网组网技术、告警级别、告警大类对告警进行分类显示。

（9）告警压缩。

针对未清除的重复、抖动等活跃告警，当网管系统收到多条（数目大于等于2时）同一告警时，进行告警压缩，并记录重复告警的次数。网管系统支持用户自定义告警压缩时间周期。

（10）告警升级。

在一定时间段以内，相同告警发生频率过高，系统自动对告警级别进行升级。网管系统支持用户自定义告警升级。

（11）告警重定义。

由于各厂家对告警级别的定义不同，所以网管系统支持用户行为的告警重新定义功能包括告警级别重定义、告警分类重定义等功能。

2.2 运行监视

为了直观展示告警，结合各网络、业务、和网元信息实现告警信息、配置信息和性能信息的综合呈现。整个系统支持工业以太网拓扑监视、无线专网拓扑监视、EPON拓扑监视、业务网拓扑监视、无线公网拓扑监视、PLC拓扑监视、设备面板监视等功能。

（1）区域拓扑。

按照区域划分的形式呈现该区域下网络连接关系和站点内设备状态，便于查看和管理。

（2）EPON网络拓扑图。

以EPON网络组织图的形式实时展现整个EPON通信网络的连接关系、设备运行状态和网络运行状态。显示重点节点和关联的智能设备信息（OLT、ONU等）以及其上承载的业务信息，左侧树实时反映未确认告警信息。

（3）接入网设备面板图。

以图形方式直观显示与设备配置完全吻合的面板图，能够真实表现设备组成情况及设备端口位置，并且通过各种不同颜色反映设备及端口告警、占用或空闲状态。

（4）业务网络拓扑。

基于矢量图形显示业务网络的连接关系和电路承载关系，实时反映当前业务状态。针对接入网系统的监视，实时反映各业务告警状态情况。

（5）网络实用功能。

系统支持对网元执行一些常用命令，如Ping等（前提为该服务已开通）。功能入口为各拓扑图中网元的右键菜单。

2.3 性能管理

对被管网络的性能进行监视和分析，提供定义相应的性能采集任务管理、性能数据展现、性能数据分析等功能。包括性能采集管理、性能数据的补采、性能信息批量处理、性能信息查询统计分析并提供性能门限的设置和历史性能数据分析等功能。

（1）EPON性能指标量：实现从OLT设备、OLT上联端口、OLT的PON端口、OLT光模块、ONU的PON端口、ONI端口、ONU光模块等方面管理EPON性能。

OLT设备：CPU使用率、内存大小及内存使用率。

OLT、ONU、ONI端口或PON口：未知协议包数、数据产生时间、发送字节数、发送错误包数、发送丢弃包数、接受字节数、接受错误包数、接受丢弃包数。

OLT、ONU光模块：发送光功率、发送光功率是否正常、接受光功率、接受光功率是否正常、温度、温度是否正常、电压、电压是否正常、对端发送光功率和对端接受光功率。

（2）PLC性能指标量：从通道参数、通道状态、通道质量三方面管理PLC的性能。

通道参数：下行发送频点、上行发送频点、接收频点、下行功率档位、上行功率档位、载波机地址、载波机类型、载波机层级、工作模式、波特率、校验位。

通道状态信息：上次发送字节数、总共发送字节数、总共接收字节数、信号强度、平均信号强度、噪音强度、平均噪音强度、连接时间、工作持续时间。

通道质量信息：上行信号强度、下行信号强度、上行噪音强度、下行噪音强度、下行误码个数、上行误码个数、接收总字节。

（3）以太网交换机性能指标量：从以太网交换机设备性能和端口状态两个方面管理以太网交换机的性能。

以太网交换机设备性能：CPU使用率、内存使用率、内存大小。

端口状态：未知协议包数、数据产生时间、发送字节数、发送单播报数、发送错误包数、发送丢弃包数、发送非单播包数、接收字节数、接收单播包数、接收错误包数、接收丢弃包数、接收非单播包数。

（4）WiMax无线专网性能指标量。

CSM性能测量、QoS性能测量、准入与负荷性能测量、业务流性能测量、流量性能测量、通道性能测量、入网性能测量、退网性能测量、切换性能测量、吞吐量性能测量、载频负荷性能测量、空闲模式性能测量、链路质量性能测量、业务验证性能测量、逻辑端口测量、IP测量、以太网端口测量、IP Path测量。

（5）性能数据补采。

由于网络延迟或其他原因导致性能数据在某一时间段内缺失，网管系统提供性能数据补采功能。功能分为手工补采和自动补采两种方式。

手工补采：系统提供专门的界面，允许采用灵活的用户自定义方式、策略，

包括可选择需要补采的网元、数据类型、时间段等执行手工补采。

自动补采：整个系统实现自动采集后，利用系统闲时监测数据的完整性，如

发现数据缺失，系统将自动的运行补采程序，补采后的数据将自动汇总。

（6）性能门限管理。

设置、取消、修改性能门限：系统提供所有性能参数的门限设置功能，设置该指标的门限上线和下线，当指标越限时，系统给出相应提醒。性能逾门限告警：当指标越限时，系统自动触发包括越限信息在内的性能告警并通知用户。同时提供性能告警信息的显示和查询统计功能。

（7）历史性能分析。

系统支持对性能指标的历史分析功能，分析后的结合以图形呈现的方式进行展示，包括有直方图、饼图、折线图、雷达图等。

2.4 业务监视

整个电力配电通信网业务分为配电自动化、智能小区、用电信息采集、智能充电站、智能电表等业务，系统支持各业务的监视与管理功能。具体功能包括业务告警呈现与查询、业务故障呈现与查询和业务拓扑展现等功能。

（1）业务告警管理。

业务告警管理将基于通信设备、通信网络的告警管理提升到基于业务的告警管理。包括业务与告警关联分析、基于业务的告警展现、基于业务的告警提示、基于业务的告警处理。业务与告警关联分析指根据设备、网络与业务之间的关系，进行关联性分析，形成业务与告警的关联。基于业务的告警展现指根据告警的等級在业务网络拓扑或业务列表上以高亮、闪烁等形式展现当前的告警业务。基于业务的告警提示指根据告警等级、业务类型以声音、短信等多种途径将当前的告警业务及时通知给相关人员。基于业务的告警处理对业务告警进行确认、清除、过滤、封锁等操作。

（2）业务故障管理。

根据影响业务的设备故障信息分析结果，对业务故障进行管理，包括业务故障展现、业务中断管理、业务质量情况分析。业务故障展现指根据业务影响程度（业务中断、主用路由中断、业务质量下降）在业务网络拓扑上进行直观展现。业务中断管理指对业务中断时间、中断情况等进行自动记录，启用应急预案进行业务恢复、故障排除等处理，并记录故障处理情况。

3 结语

智能配电网是由业务结点接口和相关用户网络接口之间的一系列传送实体所组成的为传送信息业务提供所需的承载能力的实施系统。该文就智能配电通信网及监控管理网管的特点入手，分析配电通信网管理存在的问题，进行智能配电网系统改进设计时的需求分析，对系统进行设计。在竞争日益激烈的电信市场，拥有先进的智能配电网，就拥有了通信市场竞争的主动权，但智能配电网的建设会对现有的业务体制、运行维护体制和维护手段带来问题，要保证接入网高效、可靠、安全的运行，建立一个统一的智能配电网网管系统势在必行。

参考文献

[1] 高校图.现代配电网通信架构探讨杨毅[J].信息通信，2013（9）：30-31.

[2] 高校图.网络管理中的访问控制机制及应用陈瑜[J].北京邮电大学学报，2000（3）：13-14.

[3] 高校图.光接入网网络管理系统设计杨芳[J].深圳大学学报（理工版），2006（1）：23-24.