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电力信息通信一体化运维体系探讨

时间:2022-03-17 09:09:15 浏览次数:

摘要: 综合分析电力信息通信的发展状况,结合ICT技术的最新发展成果,论证信息通信在电力新型应用模式中承担的重要工作角色,提出“以资源融合为基础,以规范流程为框架,以综合评价为核心”的信息通信一体化运维框架。指出了建设电力信息通信一体化运维体系,在资源模型、监测数据融合、智能告警、指标评价体系、运行状态评估、网络态势可视化等领域需要解决的关键技术问题。

Abstract: The development of the information and communication network in power grid is analyzed,and combined with the latest achievements of ICT,the important role of information and communication in new applications is described. The integrated operation and maintenance architecture "with the resource convergence mode as the foundation,the standardize processes as the framework and the performance appraisal as the system core" is proposed. The key technologies are pointed out in different aspects: resource model, data fusion, intelligent warning, indicator evaluation system, operating status assessment, network situation visualization, etc.

关键词: 运维;信息通信网络;一体化;

Key words: operation and maintenance;information and communication network;integration

中图分类号:TN91 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2012)36-0043-03

0 引言

通信信息网络是电力系统中除了电力网之外的又一张实体网络,是建设世界一流电网和国际一流企业的重要基础设施。电力通信网络基于光纤、无线、电力线载波等多种技术体制,包括数据传输、电话、视频会议、电力专用业务等多个专业网络。“十二五”末国家电网公司的通信网将涵盖1000 kV 至0.4 kV 各个电压等级的电网,规模将在目前基础上翻倍,技术将迈上新台阶[1]。电网快速发展,通信网络规模不断扩大,结构日趋复杂,覆盖跨度加大,管控难度提高,要求信息通信网络运行管理的智能化水平大幅度提升。

电力信息通信网络的智能化体现为全面、及时地掌握运营状态,深度融合信息通信业务和管理措施,综合各个管理系统的分析结果,围绕电网运行和企业运营的核心需求,实现信息通信资源的合理分配,从而构建出技术先进、布局合理、传输顺畅、延伸到户的电力信息通信网。同时,电力企业为提升安全生产水平和客户服务能力,对运维体系提出了更深层次的要求,电力信息通信部门的总体定位正在从以往的通信链路维护向业务服务支撑转变。

本文综合分析智能电网的发展状况,结合ICT技术的最新发展成果,论证信息通信运维在电网新型应用模式中承担的重要角色,提出“以资源融合为基础,以规范流程为框架,以综合评价为核心”的信息通信一体化运维体系,能适应智能电网在多个维度上的特点和需求。

1 电力信息通信运维的发展趋势

智能电网是国际电力工业积极应对未来挑战的共同选择,国内外都给予了极大的关注。信息通信是支撑坚强智能电网建设的公共平台和重要手段,贯穿发电、输电、变电、配电、用电、调度六个环节,是坚强智能电网各环节运行的重要基础[2]。为推动智能电网信息通信技术的研发和应用,实现从被动向主动、从辅助向引领、从单一业务模式向整合创新模式的转变,需要紧跟最新发展趋势,积极谋划电力信息通信网络的融合与创新,更加“安全、有效、全面”地支撑电网运行和企业运营。同时,随着下一代网络技术的演进,现有专业网络之间的分工不断融合,原有按专业设置的维护组织架构模式,必将随着技术的进步和业务的发展不断调整[3]。

为了更好地适应电网和企业发展的需求,通过信息通信一体化运维,实现信息通信运维管理“标准化、流程化、网络化、规范化”,实现运维管理业务的分层管理、垂直监督及安全生产的预控、可控,持续提高信息通信管理水平。为此,在以下三个方面亟需推进新技术和业务模式的研究。

1.1 目前电力信息通信网络中还没有形成全面统一的资源管理,通信和信息专业使用相对独立的资源模型,限制了信息通信融合的进展,信息通信网的可靠性、运维管理的效率还不能与电网相匹配,从而制约了信息通信网络对智能电网新型应用的支撑能力。

1.2 电力信息通信网络中存在多种通信方式,缺乏统一的管理手段,通道、信息等资源的合理利用率低,在智能电网互动环境下,将成为信息高效、安全交互的瓶颈。

1.3 目前电网信息、通信的监测系统在相当程度上是相互孤立的,未能形成协调高效的整体,很难基于监测数据对信息通信网络的运行情况进行全面分析评价,例如不能准确定位故障或者报警的发生是针对通信或者信息的某个确认的故障点,不能快速判断故障所在的通道等,在技术和运行水平上都不能适应未来电网的需求。

2 电力信息通信一体化运维的构想

2.1 内涵和特征 信息通信一体化运维是面向信息通信融合的发展趋势,结合现有技术手段,遵循电网安全生产和企业经营管理的要求,建立的运维生产方式、管理方式与管理制度的集合。在运维体制方面,拓展通信设备及业务系统的监测能力,从分散、相对集中的非现代型运维体制逐步过渡到网管监控系统功能完善,全网采用高度集中的现代运维体制。在运维指标方面,除了传统的运维考核指标外,基于现代运维的要求,还需要增加面向用户感知的网络质量管理和网络资源管理两大指标体系,分别用于衡量以客户为中心的服务能力和网络经营的价值创造能力。在网管系统方面,由面向各个专业的网络管理系统,过渡到面向全网的网络管理系统,最终实现面向服务的综合管理系统。在客户服务方面,建立统一的服务保障体系和客服集中受理机制,规范客服工作流程,形成与相关系统的联动机制。在安全防护方面加强各级通信检修流程的规范性和闭环管理,形成安全管理的闭环体系。

总结归纳起来,电力信息通信一体化运维管理呈现4个特征:融合发展、高度集中、客户感知、运维外包。这4个主流趋势,既符合现代信息通信运维管理精细化、服务客户化的根本要求,也体现或者标志着电力信息通信的运维管理水平、运维管理能力达到相对较高的层次。

2.2 体系架构 运维体系是为了满足电力信息通信网络运行维护的要求而建立的各项组织管理要素的集合。运维体系由运维管理体系和运维能力体系构成。运维管理体系包括运维体制、管理模式、组织建设、资源配置、运维流程和网管系统六大方面,这六大方面是构建企业核心运维能力的基本要素。其中,运维体制是决定运维体系的核心要素。运维能力体系包括网络运行能力、链路保障能力和服务保障能力三个方面。在新的电网发展形势下,面向信息通信融合提升运维水平,其目标就是不断提高三个能力。

综上所述,电力信息通信一体化运维体系如图1所示。

2.3 技术支撑 随着大容量通信网络、虚拟化、云计算技术的逐步实用化,电力信息系统逐渐由分级部署向一级部署发展,远程的集中操作维护逐步代替大部分的现场维护作业方式,运维工作趋向集中化和集约化。国家电网公司建设了覆盖全公司的信息综合运维监管系统,打破以往孤岛型系统建设模式,逐步形成横向集成、上下贯通的信息运维管理支撑平台,覆盖包含网络、主机、业务应用、安全设备、桌面终端等的完整IT基础架构及标准运维流程,实现“实时监控、精益管理、闭环控制、分析规划”目标[4]。覆盖整个电网的通信管理系统也在快速开发实施,这些为实现信息通信资源优化、网络集中监控管理调度提供了必要的技术手段。

在技术路线上,将从管理和运维两个层面开展一体化研究,在现有的网管、安全、智能机房、信息监测等系统基础上,基于成熟的信息化集成技术,将设备实体、监测系统和管理应用功能有效整合。在管理层面上基于业务系统需求、用户需求等开展故障管理、安全管理、性能管理、资源管理的研究;在运维层面上开展业务承载、资源状态、设备定位等内容研究,从监测系统、资源模型、设备实体三个方面实现对一体化运维的支撑。为了提高系统集成度,将预留开放接口,满足其他信息系统(如地理信息系统GIS)集成的需求,为整个信息通信网络的综合分析评价提供数据支撑。如图2所示。

在建立一体化运维体系和技术支撑框架的基础上,针对电力信息通信网络运行状态的评估与综合分析需求,结合电力信息通信网络的实际情况,研究性能指标模型与评价体系,对电力信息通信资源进行状态评估,为电力信息通信设施的高效运维提供辅助决策等关键技术支撑,实现科学决策,主动预防。

2.4 需要关注的几个研究方向

2.4.1 资源模型 研究信息通信资源分类与定义规则,从支撑电力业务角度出发,分物理、业务两个层次建立一体化的信息通信资源模型。首先对光纤、终端、传输设备、交换设备、主机、存储等设备实体进行初始化分类,然后结合物理资源的特征进行归并,最后针对业务的需求,对不同业务所涉的逻辑资源进行汇聚与编目,从而建立层次化的信息通信资源模型,将通信设备的物理、业务特征进行有效区分并进行合理标识,为设计资源运维管理的数据交互接口提供基础支撑。

2.4.2 监测数据融合 目前信息、通信监测数据来自不同的系统,为了实现融合,首先研究接口集成技术、实时监测数据展示和推送方式、以及物联网智能标签接入技术,实现通信资源标识与定位。目前基于RFID的技术已较为成熟,可以逐步应用,扩大覆盖范围。目前电力企业逐步推进数据中心建设和信息系统一级部署,在统一了数据源,建立了业务、资源和设备实体之间的关联关系的基础上,在运行数据管理中可采用云技术,对信息通信网络在典型区域、典型时间段和典型业务的特征进行分析,结合视频、语音、智能机房等现有的系统,逐步达到信息通信网络可测、可视、可管的目标。

2.4.3 全方位告警管理 告警数据是实现系统故障分析的重要依据,来源于网管、安管、业务系统、终端管理等。目前在相关的监测系统中已对告警格式、类型进行了规范,可以定制简单的告警生成、自动确认、处理规则,但仍不能完全满足信息通信融合的需求。需要通过告警规范、告警范围、告警处理、告警规则、告警分析、告警展示、告警恢复七个维度实现全方位告警管理。在标准规范中应明确描述告警的级别、紧急度、告警类别、告警内容等信息;优化告警的生成和通知策略,包括告警的生成规则的配置、启停管理等功能,告警的通知处理规则包括告警通知支持的方法配置和告警通知内容的配置管理;利用资源库的网络关联分析,实现告警的影响分析、故障定位,告警的压缩归并等功能。

2.4.4 指标评价体系 指标体系是对信息通信网络运行态势和运维工作效率进行综合评价的基础。指标体系不可设计得太繁琐,在能基本保证评价结果的客观性、全面性的条件下,指标体系尽可能简化,减少或去掉一些对评价结果影响甚微的指标。评价指标所需的数据易于采集,无论是定性评价指标还是定量评价指标,其信息来源渠道必须可靠,并且容易取得,否则评价工作难以进行或代价太大。各项评价指标及其相应的计算方法,各项数据都要标准化、规范化,并在评价过程数据的准确性和可靠性加以控制。指标体系重点关注三个方面:①指标的可配置化:矩阵化的指标体系,通过将指标配置持久化,可动态调整指标体系;②指标评价方法的可配置化:通过将指标评价办法的持久化,可动态调整指标评分及权重;③指标展现的可配置化:通过对指标体系的动态解析,可动态展现现有指标体系。

2.4.5 运行状态评估 在电力网中,状态评估技术已经得到了较广泛的应用,在设备状态检修等方面发挥重要作用。为了将成熟的电网管理模式在信息通信网中推广应用,落实公司信息通信融合的战略部署,在基于效用的量化分析基础上,从设备、网络和业务多个层面定义一系列运维评估指标,研究指标计算公式计算复杂度以及其中关键指标权值的合理性,构建电力信息通信网状态评估分析指标体系,通过相关指标能够描述故障造成的实际损失和潜在影响程度。电力信息通信网络综合评估应基于技术和运维两个方面,其中技术体系研究电力业务对信息通信资源的需求和影响指标,形成信息通信服务资源管理的评价和分析,为评价体系的建立提供初始的资源评价和分析数据,为了实现全面的综合评价和分析,还需结合运维体系进行研究,从资源和业务层面对网络效用进行评价和分析,最终形成全面、综合的评价体系。

2.4.6 网络态势可视化 态势是指由各种信息通信设备运行状况以及业务系统等因素所构成的整个网络状态和变化趋势。在动态复杂的环境中,决策者需要借助态势感知工具显示当前环境的连续变化状况,才能准确地做出决策。态势可视化是指通过图形的方法展示网络监测数据,使运行调度人员对当前网络状况有一个直观全面的了解,发现运行趋势以及深层次原因。在实现技术方面,将基于不同数据源数据显示方法进行有机的结合、确定态势显示的统一规范、扩展系统可显示的规模、增强人机交互的可操作性等,都是可视化技术需要进一步解决的问题。

3 结语

信息通信融合已成为当前的发展趋势,得到科研机构、通信运营商、IT厂商和大型企业等普遍认可。但基于不同的需求和基础条件,对信息通信融合的发展和实施内容各具特色。信息通信一体化运维可以理顺电力通信网和信息化系统之间的关系,满足智能电网和现代企业的需求,为信息通信资源赋予更大的价值。

电力信息通信网作为电网的两个实体网络之一,信息通信一体化运维必须围绕电力安全生产和企业集约化发展的目标进行规划实施,因而对它的理论研究及实现工具的探讨和实践是目前必须要解决的问题,需要新的理论支撑,需要突破传统的体系结构和支撑工具。

参考文献:

[1]曹惠彬.国家电网公司“十二五”通信网规划综述[J].电力系统通信,2011,32 (223):1.

[2]苗新,张恺,田世明,李建歧,殷树刚,赵子岩.支撑智能电网的信息通信体系[J].电网技术,2009,33(17):8.

[3]鲁春丛,现代电信运维体系(上)[J].电信技术,2007,1:9.

[4]陈玉慧,蒋元晨.打造电网特色的信息运维综合管理系统[J].电力信息化,2011,9(2):165.

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