浅谈电力应急通信系统规划

吴启明（广东电网有限责任公司佛山供电局）

浅谈电力应急通信系统规划

吴启明（广东电网有限责任公司佛山供电局）

通过分析自然灾害对电力通信系统的影响，分析了电力应急通信系统的应用需求，引入了移动应急通信技术的主要应用。介绍了VSAT卫星通信系统，短波通信系统和应急通信车辆的应用的要点。提出了高清视频的应用业务需求，差异化配置系统和增强应急支持能力。

电力；应急通信；系统；规划

前言

针对当前国内紧急情况频繁发生、电厂遭受重大破坏的极端情况，暂停供电，常规通信手段处于瘫痪状态，需要建设强大，综合的电力紧急综合通信系统。当前应急通信系统建设水平以及智能电网强大战略目标和要求的实现仍然十分迫切，需要利用新网络技术和多媒体技术改善应急通信集成通信系统之间的巨大差距，网络多元化水平，以满足智能电网的要求，为智能电网提供必要的后备保障。

1 应急通信系统的应用现状

电力系统20世纪90年代开始配置的海上卫星电话主要用于线路巡逻而不是通信系统。从20世纪80年代开始，短波通信开始用于水文数据传输。2000年左右，少数VSAT（Very Small Aperture Terminal，甚小孔径终端）卫星通信系统被投入使用，以解决远程电厂的生产通信问题。“十一五”期间，各个省网公司开展应急通信系统建设研究，并开始小规模建设VSAT卫星系统。同时，超短波和无线集群通信系统开始在一些省份应用。2008年，国家电网公司将基于VSAT的卫星通信建设应急车辆作为携带应急通信系统的主要手段，标志着电力移动应急通信系统的正式建立。网络公司还发起了应急通信系统的积极研究和应用。充分利用现有光纤和微波系统提供紧急通信支持的工作特别有效，扩大了应急通信系统的范围，有效地整合了资源，而且与生产系统紧密结合。同时，在移动应急通信系统、视频会议和视频监控系统技术得到了广泛的运用。2010年，在玉树地震救灾工作中，对应急通信车的配置及应用又提出了思考和进一步的改善。

2 应急通信系统应用需求分析

在自然灾害的情况下，需要通过紧急通信装置恢复紧急通信系统生产调度信息的发送。总之，它主要解决了调度电话，调度自动化和部分继电保护和安全控制信息（如果电源中断，保护和安全控制信息传输有其严格要求）传输的问题。随着电力系统生产日益复杂，集中管理和管理信息的变化，以及视频技术在通信行业的广泛应用，应急通信系统的需求也在逐渐改变。

（1）分析紧急通信装置。中国有广阔的领土，地理条件的巨大变化，自然灾害，电力系统通信的影响是不一样的。根据调查数据，当省级干线光纤路由（国家网络干线路由经常叠加在其上）由于受到冻结灾害的损害时，区域光纤路有的低电压电平也具有很大的提供备用路由的能力。其他紧急通信手段主要有卫星，短波，超短波，无线群等等。卫星因其比较方便，具有一定的带宽和应用优势。除了手持卫星终端电话，VSAT卫星系统可以提供标准的网络接口，使得应用特别方便，可以连接VoIP语音，高清视频会议，视频监控等多种系统，并可以加载到紧急通信车辆以增加移动性，同时通过无线集群扩展其覆盖范围。

（2）应急通信系统的业务分析，除了调度电话，自动化信息，继电保护和安全控制信息，生产管理和管理信息也可以逐步进入应急通信服务范围。这些服务还包括非灾害情况下的紧急支持任务，通常需要应急通信车辆到现场，将各种系统连接到后方应急指挥中心。这种类型服务的一个要求就是紧急指挥车辆，其不仅配备有应急通信设备，而且还具有在车辆中进行直接会议的能力。这两种类型的需求有时不是严格区分，如应急通信车辆到现场指挥，而救援人员从其延伸，执行救灾任务。紧急通信还包括形成前后两个临时固定地址的救灾总部，如汶川地震，四川公司在都江堰，成都等地设置了几个地震救援总部，采用手段通信，包括光纤，微波等。

3 应急通信系统的技术手段

在此不描述传统的光纤和微波通信系统，集中于相对少量的移动应急通信装置的应用。VSAT系统是一种基于非常小孔径卫星终端站的卫星通信系统。它具有高柔性，高可靠性和易于使用的特点。它可以直接与计算机连接，完成数据传输，文件交换和图像传输等通讯任务。VSAT系统一般使用地球静止轨道通信卫星，可以在C和Ku波段工作。其地面站部分由中心站，终端站和网络控制单元组成。主要的接入方式是TDMA和SCPC（单载波单载波，单载波）等。终端站天线直径为1.2～1.8m（个人便携式背包天线的直径可小至0.3m），发射功率在1～3W。Ku波段的优点如下：VSAT终端天线尺寸小，携带方便，但雨衰较差。C波段的优点是雨衰优于Ku波段，但天线直径较大，携带不方便。如果选择使用固定带C波段，以及便携式和车站选择Ku波段（即非波段，网络平台情况），将大大增加站间通信的各种困难降低质量。

短波通信波长为10～100m，频率范围为3～30MHz，发射的无线电波经过电离层反射到达接收设备的通信距离。由于电离层的高度和密度易受日夜，季节，气候等因素的影响，所以稳定性差、噪音大。

无线集群系统是指大量无线用户自动共享少量无线信道系统，主频段为800MHz，采用大面积无线移动通信技术系统，虽然有效传输距离小，但易于在通信盲区的地区使用，主要为系统内用户之间的通信提供便利，形成短距离无线接入系统。超短波通信采用 30～300MHz的频段通信，频率带宽为270MHz，具有天线尺寸小，结构简单，除了形成短距离无线接入系统外，还独立形成小面积无线通信网络。短距离无线通信技术和通信网络近年来一直在迅速发展。当前的热点技术是Wi-Fi，蓝牙，ZigBee等 （WiMax技术使用频段和商业频段冲突，目前不开放）。其中一种基于802.11n协议的Wi-Fi技术，在使用大功率放大器和定向平板天线等方面，可以提供高达300Mbit/s的带宽和20km的传输距离。

4 应急通信系统功能与应用

4.1 应急指挥智能调度系统

4.1.1 系统结构

应急智能调度系统包括主控制部分，视频处理部分和存储部分三部分。这三个部分有一定的相关性，但也有一定的独立性。主处理部分是系统的核心，视频处理部分和存储处理部分是主控制部分的强大补充。这三个部分使得多媒体协作通信系统具有更好的多媒体协作通信能力和优良的多媒体协作通信性能。

4.1.2 系统功能

本系统由智能调度，视频调度，协同管理，数据中心等6个辅助功能模块组成，是拨号，通讯录，呼叫记录，信息记录，系统设置和系统日志的功能模块。

4.2 应急指挥态势标绘系统

4.2.1 系统结构

应急指挥情况绘图系统由三部分组成：主控制部分的视频处理部分地理信息系统。

主控制部分是系统的逻辑核心，实现系统的整体逻辑和管理功能。

视频处理部分负责视频数据分发和显示处理。

地理信息系统负责GPS定位和态势管理相关功能。

4.2.2 系统功能

本系统由新绘图标准，绘图标准提交，协同绘图，分析判断，命令分发，情境专题，符号属性和地图查询等新功能组成。

4.3 远程交互呈现系统

4.3.1 系统结构

远程交互式渲染系统由三部分组成：会议中心，移动客户端，桌面客户端。会议中心是系统的核心。它用于设置和管理视频会议，以及管理和维护系统的正常运行。移动客户端正在个人移动终端上运行iPad，苹果手机，安卓手机系统等客户端系统，用户通过这个客户端使用个人移动电子设备参与视频会议。桌面客户端是运行带有个人计算机的计算机的客户端系统。客户端使用台式PC和微型计算机参与视频会议。

4.3.2 系统功能

远程交互呈现系统具备以下功能：联系人管理、会议管理、视频呼叫、系统设置。

5 结束语

应急通信系统在电力系统中的应用越来越广泛，其中救灾指挥和应急支持任务应当充分关注高清视频业务需求的应用。在电网建设中应充分考虑应急通信系统的功能，从规划到项目实施都需要对系统进行充分考虑和设计；由于区域自然灾害情况和危害情况相差很大。

应急通信系统的规划和配置也应反映这种差异。应急通信系统的有效功能必须依靠一支具有完善的思想技术能力的应急通信支持。应平衡，建立和完善应急通信安全责任制，条件应设立专项应急通信支持组。加强应急响应队伍，确保应急通信设备状况良好，提高应急反应能力和全面支撑能力。此外，还应该及时制定和修订应急通信支持系统。

[1]付 重.电力应急系统应用研究[J].电力系统通信，2011，32（223）：111～115.

[2]崔燕明，等.电力应急通信指挥系统的建设方案[J].电力系统通信，2009，30（200）：33～36.

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2016-11-12