李弘運(yùn)，梁瓊，譚彪

(國網(wǎng)湖南省電力有限公司信息通信分公司，湖南長沙 410004)

0 引言

電力通信網(wǎng)是電力系統(tǒng)的第二張實(shí)體網(wǎng)絡(luò)，其安全可靠性直接影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定[1－4]。國家電網(wǎng)有限公司電力通信網(wǎng)由一至四級骨干通信網(wǎng)構(gòu)成，分別主要為國、分、省、市四級電網(wǎng)的繼電保護(hù)、安穩(wěn)控制、自動(dòng)化等重要生產(chǎn)業(yè)務(wù)提供通信通道。近年來，隨著電網(wǎng)快速發(fā)展，業(yè)務(wù)通道規(guī)模增長迅速，尤其是跨區(qū)域、長距離的輸電線路建設(shè)，各級通信網(wǎng)之間資源共濟(jì)互備、業(yè)務(wù)交叉承載的現(xiàn)象越來越普遍[5－9]。

各級電力通信網(wǎng)的狀態(tài)監(jiān)視和調(diào)度指揮由各級通信調(diào)度就地開展，對于交叉承載的重要業(yè)務(wù)，當(dāng)非本級通信網(wǎng)承載部分的通信通道出現(xiàn)故障異常時(shí)，業(yè)務(wù)所屬單位的通信調(diào)度機(jī)構(gòu)往往需要依賴故障通信網(wǎng)所屬的通信調(diào)度機(jī)構(gòu)告知相關(guān)信息，無法在第一時(shí)間主動(dòng)監(jiān)測業(yè)務(wù)通道的運(yùn)行狀態(tài)，難以適應(yīng)安全運(yùn)行的需要[10－12]。

為了讓業(yè)務(wù)所屬單位能夠?qū)I(yè)務(wù)的全程通信通道進(jìn)行集中統(tǒng)一監(jiān)視，國家電力調(diào)度控制中心組織開展了基于通信管理系統(tǒng)(以下簡稱“TMS”)的重要業(yè)務(wù)集中監(jiān)視功能研發(fā)和推廣應(yīng)用。本文重點(diǎn)介紹該功能基本原理及其在湖南電力系統(tǒng)三、四級通信網(wǎng)的應(yīng)用情況。

1 功能原理

當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，TMS的重要業(yè)務(wù)集中監(jiān)視模塊對實(shí)時(shí)告警進(jìn)行統(tǒng)一分析。首先將實(shí)時(shí)告警的告警名稱與告警白名單中的對象進(jìn)行匹配，如果符合匹配要求，則該告警為影響業(yè)務(wù)的告警。然后繼續(xù)分析出該告警的影響業(yè)務(wù)情況，最后再判斷受影響的業(yè)務(wù)中是否存在重要業(yè)務(wù)。如果存在重要業(yè)務(wù)則根據(jù)業(yè)務(wù)歸屬的調(diào)管范圍，推送該告警給相關(guān)調(diào)管責(zé)任單位的重要業(yè)務(wù)集中監(jiān)視臺，并在影響最高級業(yè)務(wù)這一列展示受影響業(yè)務(wù)，從而告知調(diào)度員當(dāng)前故障中受影響的重要業(yè)務(wù)。

1.1 總體架構(gòu)

目前國家電網(wǎng)有限公司的TMS采用三級部署模式，包括國網(wǎng)TMS、分部TMS和省級TMS。國網(wǎng)TMS采集一級骨干網(wǎng)通信網(wǎng)管信息并推送至國網(wǎng)通信調(diào)度，分部TMS采集二級骨干通信網(wǎng)網(wǎng)管信息并推送至分部通信調(diào)度，省級TMS采集三、四級骨干通信網(wǎng)信息分別推送至省通信調(diào)度和地市通信調(diào)度[13－15]。重要業(yè)務(wù)集中監(jiān)視功能的核心在于打破各級TMS之間的數(shù)據(jù)壁壘，通過數(shù)據(jù)共享將業(yè)務(wù)告警信息傳遞至業(yè)務(wù)所屬單位的通信調(diào)度機(jī)構(gòu)。

如圖1所示，某分部調(diào)管業(yè)務(wù)由多級通信網(wǎng)交叉承載，當(dāng)三級網(wǎng)出現(xiàn)告警時(shí)，告警信息能夠通過省級TMS上傳至分部TMS，并最終推送至分部通信調(diào)度。

圖1 重要業(yè)務(wù)集中監(jiān)視原理

在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護(hù)層面，本級系統(tǒng)的資源管理系統(tǒng)通過影響業(yè)務(wù)分析功能，判斷相關(guān)通道是否承載上/下級業(yè)務(wù)，由資源維護(hù)人員將承載上/下級業(yè)務(wù)的通道資源同步至上/下級系統(tǒng)。

在實(shí)時(shí)監(jiān)視告警層面，本級系統(tǒng)的告警監(jiān)視臺接收到告警后，通過影響業(yè)務(wù)分析功能判斷該告警是否影響上/下級業(yè)務(wù)，并將影響的告警同步至上/下級系統(tǒng)。上/下級系統(tǒng)收到告警后調(diào)用影響業(yè)務(wù)分析模塊分析業(yè)務(wù)的狀態(tài)并展示?？傮w架構(gòu)如圖2所示。

圖2 重要業(yè)務(wù)集中監(jiān)視功能總體架構(gòu)

1.2 關(guān)鍵技術(shù)

從總體架構(gòu)可以看出功能實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵在于資源數(shù)據(jù)的跨級維護(hù)和告警數(shù)據(jù)的跨級同步，為提高資源數(shù)據(jù)維護(hù)效率和告警推送的實(shí)時(shí)性，本功能應(yīng)用了以下關(guān)鍵技術(shù)。

1.2.1 通道標(biāo)簽ID自動(dòng)采集

在現(xiàn)有傳輸網(wǎng)管北向接口對設(shè)備、告警、性能數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)傳輸網(wǎng)通道資源與通道標(biāo)簽ID的直接采集，將通道標(biāo)簽ID作為唯一標(biāo)識自動(dòng)寫入到各級TMS的通道信息表中，便于用戶進(jìn)行通道與業(yè)務(wù)的關(guān)聯(lián)，大大提升了資源數(shù)據(jù)維護(hù)效率。

1.2.2 基于DataHub的告警實(shí)時(shí)同步

基于數(shù)據(jù)中臺的實(shí)時(shí)技術(shù)路線，將源端系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的告警數(shù)據(jù)通過SDK推送到DataHub，再通過Blink進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理和計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果，將影響上/下級的告警數(shù)據(jù)推送至上/下級系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，從而實(shí)現(xiàn)告警數(shù)據(jù)的秒級同步。

1.3 功能架構(gòu)

重要業(yè)務(wù)集中監(jiān)視主要涉及11個(gè)功能模塊，其中資源同步和告警同步為新增功能模塊，其余功能模塊是對原有功能的擴(kuò)展。整體功能架構(gòu)如圖3所示。

圖3 功能架構(gòu)

1)資源管理?；赥MS原有的通道路由圖、業(yè)務(wù)拓?fù)鋱D、業(yè)務(wù)信息管理、通道信息管理功能，在原有功能基礎(chǔ)上進(jìn)行提升，增加支持跨級業(yè)務(wù)通道的展示、維護(hù)，同時(shí)新增業(yè)務(wù)通道手動(dòng)維護(hù)功能用來維護(hù)無法自動(dòng)采集的業(yè)務(wù)通道。

2)實(shí)時(shí)監(jiān)視?；赥MS原有告警操作臺、告警處理功能，在原有功能基礎(chǔ)上進(jìn)行提升，新增時(shí)隙告警處理和業(yè)務(wù)分欄展示等功能。

3)影響業(yè)務(wù)分析。基于TMS原有告警影響業(yè)務(wù)分析以及資源承載分析功能，在原有功能基礎(chǔ)上進(jìn)行提升，新增支持時(shí)隙告警對業(yè)務(wù)的影響分析功能。

4)重要業(yè)務(wù)集中監(jiān)視。新增資源同步和告警同步功能，實(shí)現(xiàn)上/下級系統(tǒng)間資源的同步和告警同步。

1.4 數(shù)據(jù)架構(gòu)

重要業(yè)務(wù)集中監(jiān)視功能主要涉及三大類數(shù)據(jù)，分別為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、資源數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)架構(gòu)如圖4示。

圖4 數(shù)據(jù)架構(gòu)

其中，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)主要用于告警的處理。資源數(shù)據(jù)主要用于對業(yè)務(wù)端到端通道的監(jiān)視。業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)主要用于影響業(yè)務(wù)分析以及業(yè)務(wù)拓?fù)鋱D的展示。

2 應(yīng)用準(zhǔn)備

作為重要業(yè)務(wù)集中監(jiān)視的擴(kuò)大試點(diǎn)單位，國網(wǎng)湖南省電力有限公司(以下簡稱“湖南公司”)結(jié)合省內(nèi)通信網(wǎng)和業(yè)務(wù)特點(diǎn)開展應(yīng)用準(zhǔn)備，主要包括監(jiān)控對象梳理、數(shù)據(jù)治理和告警白名單治理三個(gè)方面。

2.1 監(jiān)控對象梳理

在納控的通信傳輸設(shè)備品牌方面，考慮到品牌兼容性和未來發(fā)展趨勢，湖南公司將本次試點(diǎn)范圍定為A、B、C、D四大品牌。大部分品牌主要在地市公司使用，所以會(huì)在進(jìn)行地市推廣應(yīng)用中再納入試點(diǎn)范圍。

在納控的業(yè)務(wù)類型方面，結(jié)合湖南省生產(chǎn)實(shí)際情況和業(yè)務(wù)部門意見，湖南公司選擇繼電保護(hù)、安穩(wěn)控制、調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)以及調(diào)度電話四類電網(wǎng)調(diào)度生產(chǎn)業(yè)務(wù)作為試點(diǎn)對象。

基于上述原則開展業(yè)務(wù)梳理，形成業(yè)務(wù)通道清單，共計(jì)業(yè)務(wù)通道793條，其中由三級網(wǎng)承載544條，由四級網(wǎng)跨級承載249條，詳見表1。

表1 納控業(yè)務(wù)通道情況 條

2.2 數(shù)據(jù)治理

設(shè)備、光纜、業(yè)務(wù)通道等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性是功能應(yīng)用的基礎(chǔ)，湖南公司針對梳理出的業(yè)務(wù)通道清單進(jìn)行數(shù)據(jù)復(fù)核和治理。

2.2.1 本級業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)治理

對清單內(nèi)全程由三級網(wǎng)傳輸設(shè)備承載的業(yè)務(wù)進(jìn)行數(shù)據(jù)復(fù)核，共計(jì)保護(hù)穩(wěn)控業(yè)務(wù)通道263條、調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)業(yè)務(wù)通道159條、調(diào)度電話業(yè)務(wù)通道122條。將運(yùn)維資料、三級網(wǎng)傳輸網(wǎng)管與系統(tǒng)臺賬逐條核對，確認(rèn)系統(tǒng)能夠展現(xiàn)通道的完整路由，做到圖實(shí)一致。

2.2.2 跨級業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)治理

對清單內(nèi)由四級網(wǎng)傳輸設(shè)備承載的業(yè)務(wù)通道進(jìn)行梳理，共計(jì)保護(hù)穩(wěn)控業(yè)務(wù)通道119條、調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)業(yè)務(wù)通道129條、調(diào)度電話業(yè)務(wù)通道1條。將運(yùn)維資料、四級網(wǎng)傳輸網(wǎng)管與系統(tǒng)臺賬逐條核對，確認(rèn)系統(tǒng)能夠展現(xiàn)通道的完整路由，做到圖實(shí)一致。

2.3 告警白名單治理

通信傳輸系統(tǒng)的告警種類繁多，不同品牌、不同型號、不同版本設(shè)備的告警名稱差異性較大，TMS系統(tǒng)通過告警白名單來識別哪些告警會(huì)對業(yè)務(wù)通道造成影響。

湖南公司針對省內(nèi)“四大品牌”設(shè)備的型號和系統(tǒng)版本情況，梳理出告警白名單，其中品牌A告警19項(xiàng)，品牌B告警26項(xiàng)，品牌C告警14項(xiàng)，品牌D告警14項(xiàng)。

3 功能驗(yàn)證及應(yīng)用

3.1 功能驗(yàn)證

在功能部署和應(yīng)用準(zhǔn)備工作完成后，湖南公司通過應(yīng)用驗(yàn)證功能的可用性和準(zhǔn)確性，并對發(fā)現(xiàn)的問題閉環(huán)整改。驗(yàn)證流程如圖5所示。

圖5 告警影響業(yè)務(wù)情況驗(yàn)證流程

功能驗(yàn)證分為模擬驗(yàn)證和實(shí)際應(yīng)用驗(yàn)證兩個(gè)階段開展。

1)模擬驗(yàn)證階段。通過在TMS測試環(huán)境中使用模擬告警觸發(fā)工具生成模擬告警，對告警推送、影響業(yè)務(wù)分析功能的及時(shí)性和正確性進(jìn)行驗(yàn)證，將發(fā)現(xiàn)的問題形成問題清單，由推進(jìn)小組進(jìn)行閉環(huán)管控。

2)實(shí)際應(yīng)用驗(yàn)證階段。在模擬驗(yàn)證準(zhǔn)確率達(dá)到90%后開展實(shí)際應(yīng)用驗(yàn)證工作，即在生產(chǎn)系統(tǒng)中針對計(jì)劃檢修和實(shí)際故障進(jìn)行應(yīng)用驗(yàn)證。

當(dāng)在故障或者檢修情況下產(chǎn)生告警時(shí)，調(diào)度員將功能推送分析的業(yè)務(wù)影響和實(shí)際業(yè)務(wù)影響進(jìn)行對比驗(yàn)證，梳理問題清單反饋給推進(jìn)工作小組進(jìn)行閉環(huán)管理。

3.2 應(yīng)用情況

推進(jìn)小組以周為單位對測試情況進(jìn)行匯總分析，結(jié)果見表2和圖6。

表2 周測試情況表

圖6 周測試情況分析

從以上可以看出，經(jīng)過10周的功能應(yīng)用和完善迭代，重要業(yè)務(wù)集中監(jiān)視功能在湖南三、四級網(wǎng)的應(yīng)用準(zhǔn)確率顯著提升。

4 結(jié)語

本文針對當(dāng)前電力通信網(wǎng)面臨的交叉承載業(yè)務(wù)無法集中監(jiān)視的問題，介紹了一種基于TMS的重要業(yè)務(wù)集中監(jiān)視方法及其在湖南三、四級網(wǎng)的應(yīng)用情況。該方法可以將實(shí)時(shí)告警的業(yè)務(wù)影響情況進(jìn)行實(shí)時(shí)展示，節(jié)省了人工核查告警信息后再去網(wǎng)管查詢受影響業(yè)務(wù)的時(shí)間，提高了故障處置效率。通過監(jiān)控對象梳理、數(shù)據(jù)治理、白名單梳理和應(yīng)用驗(yàn)證完善，湖南省三、四級網(wǎng)四大品牌設(shè)備承載的省級繼電保護(hù)、安穩(wěn)控制、調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)和調(diào)度電話業(yè)務(wù)集中監(jiān)視準(zhǔn)確率達(dá)到了97.82%，極大提高了業(yè)務(wù)監(jiān)控水平和安全管控能力。