智能变电站通信安全策略研究

张 亮

(国网宁夏电力公司信息通信公司，宁夏 银川 750001)

智能变电站是智能电网中的重要环节，为了确保智能变电站能够自动完成信息采集、控制、计量和监测等基本功能，并能实现与邻近变电站及电网调度互动，智能变电站的建设愈发重要，智能变电站的通信安全也成为人们日益关注的重要问题。

1 智能变电站中存在的通信安全问题

智能变电站作为整个电力通信网中的通信节点，其通信安全就是要确保各类电力通信业务(调度自动化、调度电话、行政电话、保护业务等)的安全、稳定、可靠传输。因此，需要对智能变电站的通信系统架构进行深入分析，找出其存在的通信安全问题。目前，智能变电站通信系统主要包括3个部分：传输系统(光缆、光设备)、支撑系统(环境监控、电源系统、同步时钟)、业务系统(调度交换、行政交换)。智能变电站内的各类电气设备也可以通过状态传感器将运行参数通过无线网络传送至光通信设备，再经MSTP传送至调度中心。智能变电站的通信安全贯穿了通信规划、施工建设、后期运维等各个环节，任何环节出现危险都会影响它的安全可靠性。因此，影响智能变电站通信安全的主要因素包括施工工艺、网络结构、设备配置、业务配置、运维制度等。智能变电站典型通信系统示意如图1所示。

1.1 规划设计过程中存在的通信安全问题

智能变电站通信系统规划主要是对其通信接入方式、设备配置方式等进行整体规划。目前主要由具备专业资质的设计公司进行规划设计，在设计过程中必须兼顾局部通信网络拓扑、光缆路由、设备及业务等情况。但在实际设计中由于设计人员不能及时掌握整个通信网的实时变化、通信资源、网络发展方向等，在智能变电站通信安全设计中可能会因考虑不周引发一些问题。

(1)通信接入方式不合理。目前，智能变电站主要采用“π接”、“T接”或直接接入3种方式，在设计过程中要充分考虑该站周围站点的光缆资源情况，尽可能地采用“双光缆”配置方式，以提高其安全可靠性。

(2)设备选型不合理。智能变电站传输设备主要采用SDH(同步数字体系)光传输设备，如果忽略了整个通信网的主流设备型号和网络带宽等因素，则会严重影响通信系统的运维及安全可靠性。

图1 智能变电站典型通信系统示意

(3)在设计过程中，缺乏过渡保障措施设计。特别是在“π接”方式中，考虑到若新建智能变电站，将会对原有通信模式造成一定的影响，因此需要充分考虑对原有通信业务的临时过渡保障措施，以提高整个通信网的安全可靠性。

1.2 建设过程中存在的通信安全问题

目前智能变电站通信系统建设主要包括站内通信系统建设和线路配套通信系统建设，重点为线路光缆建设和通信机房建设。结合电力通信网的日常运维分析，在通信系统建设过程中经常会由于施工工艺不规范、施工质量不达标等问题，而给后期智能变电站通信系统的安全可靠性留下一定的隐患，其中最常见的问题主要有以下几点。

(1)线路光缆布放时，未按照施工工艺要求，造成光缆过度弯折，影响光缆的传输质量。在此种情况下，一旦遭遇冰冻等极端天气，将造成智能变电站通信业务中断，该类问题还经常出现在站内导引光缆部分。

(2)光缆熔接质量不达标。由于施工工期、操作人员水平、熔接环境等因素的影响，造成光缆熔接质量下降。若熔接质量不达标，将会对后期通信传输的可靠性造成一定的影响。

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(3)站内构架处导引光缆安装质量不合格。根据日常运维实际情况可知，变电站站内构架处导引光缆部分是目前通信故障多发的位置，其主要原因是施工工艺不达标，例如防水封堵方式不规范、光缆接地不规范、光缆余缆架安装不合理等。

(4)隐蔽工程验收不到位。在智能变电站通信光缆施工中，存在一些隐蔽工程未得到重视的情况。例如：站内光缆的敷设，经常会因为敷设路径不合理或无套管保护等问题，造成光缆被其他施工挖断，从而导致通信中断。

1.3 运维过程中存在的通信安全问题

智能变电站通信系统的运维工作主要包括日常业务接入、故障消除、例行检修等，其中影响通信安全的最主要因素为通信业务配置方式、监控手段等。国网公司“十八项反措”中明确要求通信系统要满足双重化的配置要求，但在实际工作中，通信运维人员在日常运维工作中常常会忽略此问题，导致通信设备或业务配置不满足“N-1”的运行条件，使通信安全存在隐患。最常见的问题如下。

(1)核心站点采用单台光传输设备，不满足“双设备”的运行要求，一旦SDH光传输设备死机，将会造成本站通信业务全部中断。在采用2台SDH光传输设备的情况下，未按照“双电源”要求配置电源，造成通信设备安全可靠性下降。

(2)在重要业务配置时，未严格遵守“双通道”配置要求。例如在配置2条专用保护业务时，将其配置在同一条光缆上；在配置2条复用保护业务时，将其数据路径配置为同路径；在配置温控业务时，将A，B通道均承载在同一台光端机上，这些都在很大程度上降低了重要业务的安全可靠性。

(3)核心板件未采用“1+1”配置方式。例如在SDH光传输设备板件中，未配置2M PDH保护板，一旦2M接入板发生故障，将会造成整个2M业务中断；未配置备用光交叉板或电源板，使光传输设备板件不满足“N-1”运行条件。

(4)在业务配置时，未采用SNCP等保护方式。除保护业务外，其他电力通信业务在数据配置过程中均可采用SNCP等保护方式，以此增加通信业务的安全可靠性，但在实际运维工作中，由于网管操作人员疏忽，部分业务未配置相应的保护机制，使得自愈功能严重下降。

2 提高智能变电站通信安全的策略

2.1 加大规划、设计方案审核力度

(2)组织召开方案评审会，对初步设计和可行性研究报告中的重要环节进行审查，及时发现影响通信安全的问题并进行更正，确保设计与运维有效沟通和衔接，避免因沟通不畅而造成的缺陷。

2.2 利用“N-1”原则提高通信设备的安全可靠性

(1)严格按照国网公司“十八项反措”的相关要求，遵守“双设备、双电源、双通道”的双重化配置要求。特别要配置双套电源系统，在关键节点部署2台传输设备；同时对于重要业务应尽可能地采用双通道配置，即尽可能地利用迂回路由以提高通信业务的安全可靠性。

(2)充分利用“N-1”原则，提高设备的抗失效性。特别是在传输系统硬件配置过程中，应确保2M保护板、交叉板等重要板件的“1+1”配置，以提高核心通信设备的安全可靠性。

(3)科学、合理地进行业务配置。特别是在保护业务通道配置过程中，应充分考虑光缆资源、设备资源等因素，并根据站间距离选择合适的通道配置方式，尽可能地让专用保护配置在2条不同的光缆上，让复用保护配置在不同的数据路由上，最大限度地发挥对输电线路的保护作用。

2.3 提高施工工艺水平，加强防范措施

(1)严格按照施工规范进行通信系统建设，同时加大对通信光缆的验收力度，并对其中的隐蔽工程进行重点验收，确保光缆熔接质量、光缆接地方式、光缆敷设路径等满足施工要求。

(2)做好必要的防护措施，以提高通信设备的安全可靠性。特别是在变电站光缆引下线光缆构架处做好防水封堵，防止极寒和冰冻天气对光缆的影响。在光缆敷设过程中，应加套保护钢管和PVC(聚氯乙烯)管，以提高通信光缆防外力破坏能力。在通信机柜内，应做好防火封堵等措施。

(3)做好隐患整改及消缺处理。在发现隐患或缺陷后，应积极进行处理，避免出现通信事故。

2.4 完善管理制度，提高运维水平

(1)严格按照属地化运维原则及运维界面的相关要求，进一步明确分工并加强各单位、部门间的合作，以确保运维责任的有效落实，从而提高整体运维效率。

(2)加强通信安全应急管理工作，针对不同的通信事故制定有效的应急预案，积极进行标准化作业建设，进一步规范通信检修工作，提高整体应急处置能力。

(3)建立、完善各单位间的协调机制，在故障处理时，最大限度地发挥各单位的专业优势，提高抢修能力和效率。

3 结论

随着智能电网建设的不断深入，通信系统作为智能变电站的重要通信支撑平台，对其安全可靠性的要求也越来越高，这就需要在科学设计、规范建设、有效运维的基础上，进一步提高智能变电站通信系统的安全可靠性，确保各类电力通信业务的有效传输。

1 李 玲．智能变电站通信及信息系统配置方案分析[J]． 信息通信，2013(1).

2 王向群，黄 治．智能变电站中的通信安全技术[J]．电力系统通信，2012(8).

3 詹 望，刘孝民．运用N-1原则提高电力通信安全稳定 性[J]．电力系统通信，2010(9).

4 王 强，贺洲强．智能变电站运行维护管理探讨[J]．电力安全技术，2012(5)．