张振忠

（身份证号：3504811980****0010）

0 引 言

随着社会的发展与进步，电力作为生产、生活中的重要能源，其电力系统架构技术水平正在发生日新月异的变化，电力系统运行要求也在不断提升。从图1电力系统数据流向图可以清楚看到，电力系统需要从不同运行需求维度，利用、干预、监控电力在线数据，而电力通信网络及数据采集是实现电力系统数据流安全、可靠、有效运转的基础。

1 电力通信网络的优势特点和发展要求

1.1 电力通信网络优势概述

介于电力通信网在安全性、可靠性、平稳运行性等诸多方面都有着严苛要求，目前世界上的大多数国家都是按照自行实用特点构建专用的电力系统通信网络，便于数据的采集、归纳、整理和对比分析。电力系统在发展通信网络方面具有天然优势。由于电力光缆具有很强的抗破坏性，技术也愈加成熟，城市中的电力架杆或地下管道铺设都为通信数据采集提供了重要基础。，利用输电线路敷设地线缠绕光缆（GWWOP）、自承式光缆（ADSS）、地线复合光缆（OPGW）等电力特殊光缆，可迅速形成长途通信能力[1]。

1.2 电力通信网络的发展要求

（1）主站通信网络应采用双向100/1 000M光/电接口接入。

（2）电力运行参数、环境监控、设备状态监测、安防监控数据应通过相应智能监控终端汇总处理后上传至主站，每套智能监控终端只提供一个IP地址，上行链路带宽不少于10M。

（3）电力运维各种数据应用业务功能应优先选用电力光纤承载数据采集，并配置独立的工业以太网交换机，如电网自动化、计量自动化业务监控单元不能与智能运维辅助监控业务单元的交换机混用。不具备电力光纤的运行环境可以采用公网有线和无线通信通道。

（4）主站与子站智能监控终端之间的网络通信应采用VLAN，并需实现正反物理隔离。

（5）电力通信网络应按数据应用业务不同，分区采用标准的接口和协议进行规范化、统一管理。通信规约应采用符合DL/T 634《远动设备及系统》标准的101和104通信规约以及MQTT、CoAP、HTTP、RTSP等标准协议。各个区采用不同通信协议，可以有效屏隔跨区带来的干扰。而在同一区内，标准握手方式利于数据传输应用。（6）具有WiFi热点和接入功能，并满足数据安全传输要求，为实现移动运维了提供基础。

图1 电力系统数据流向图

2 电力数据采集要求和发展

2.1 电力数据采集的要求

电力系统需要对电力运行参数、环境、安防、电气设备状态进行监测及数据采集分析，才能实时、有效反映电力系统的运行情况，通过联动控制来确保其安全、可靠运行，防止因电力运行潮流变化、环境变化、非授权作业以及设备状态老化等引起的不确定、不可控情况，提高电力系统稳定运行管控品质。电力运行情况应含有电压、电流、频率、谐波、功率等潮流数据，才能实现负载监测和有效调度；电力运行环境部分应含有温湿度、氧气浓度、火灾情况、水位粉尘等环境相关数据，而环境的好坏直接影响电力设备的运行情况；电力安防部分应含有电子围栏监测、红外入侵、门禁管理、视频监测等安防报警，进而实现电力安全作业和电力专家远程服务；电气设备状态部分应含有开关、手车、保护压板的位置温升监测、局放监测、噪声振动及其他异常报警信息，只有有效掌握设备的实时运行工况，才能更早地发现设备存在的隐患、缺陷，进而有计划地进行消缺，提高设备运行性能。

2.2 电力数据采集的发展

电力系统对数据采集要求不仅体现在增量设备上，庞大的存量在线运行设备更是需要进行数据采集分析，进而提高运维的实效性。若对在线运行设备安装数据采集感应终端，很大程度上需迫使对设备停电予以解决，而停电将直接影响供电可靠性。所以无接触式无源数据采集单元和机器人巡检数据采集是发展趋势和方向。机器人数据采集相对人工作业有着明显优势：可提高巡检频次，按60 min/次巡检，一天可巡检24次，区域全覆盖，效率高，24 h全天候作业；可在强磁场、有害气体、粉尘严重的电力运行环境内，完成设备运行期间的巡检数据采集任务；标准化作业，保证数据的准确性和真实性，完成数据分析和传输，自动生成报表，数据存储及时可追溯，避免了人为主观因素的影响。

3 电力通信和数据采集应用设计策略

3.1 设计需求及设计框架解析

电力通信需要与电力网络建设同步，以确保电力网络的覆盖结构完善和完整。由于电力通信网络内容和包含的业务繁多，所以与各类设备厂家大有关联。不同的厂家生产的设备多种多样，可利用的传输介质也千差万别[2]。因此，需要根据不同的对象采用统一的网络监管采集措施。目前，网络种类可分为数据传输网、管理业务网和后台支撑网3大类。另外，设备资源划分更加细致。在进行电力通信和数据采集应用设计时，需要结合自身的实际需求和当地电力系统特点进行分析，考虑未来发展趋势和经济实用性等方面进行选择。

3.2 电力通信网络数据采集业务功能设计方式

电力通信网络数据采集业务主要通过接口实现数据传输。在电力通信综合网管平台中，不同的子系统之间的数据传输也需要采集适配器帮助运行。因此，在它的功能设计上，需重点分析和处理网络中的各类数据，并将所有数据按照不同的管理模式录入系统数据库。电力通信网络数据采集业务还要考虑跨隔离装置通信的相关功能。假如在子系统采集过程中出现数据采集不正确或数据偏差，那么将威胁整个网络框架的安全性。所以，要在数据传输过程中安装正反双向隔离装置，提高数据的安全传输级别。数据的完整性直接关系网络数据的整合，但是不同的数据资源需要根据自身特点进行不同的处理才能实现统一。数据采集业务是对整个电力通信系统的重要服务环节，加强采集过程的控制力度和监管力度，才能保障数据采集的安全性和可靠性[3]。

4 电力通信和数据采集设计及应用策略

4.1 电力通信和数据采集框架的结合

每一个不同的监控信息都需要独立的MIB站点，这需要由网络设备管理系统进行统一分配，并承担相关的网络管理的命令输送、回馈收集以及数据信息的相关储存功能，同时比对和分析所有数据，从而实现对电力通信网络的监管。网络设备与电力通信网络平台之间的沟通与联络由管理站负责，管理站出现的问题则由MIB站点解决，并由MIB标记和识别被检测对象。电力通信网络平台与平台管理系统之间的沟通与联络需要统一进行管理，因此需要统一对应的MIB对象。各方通过唯一的MIB对象，互相识别身份和信息[4]。因此，在系统的设计架构上配置数据库和信息数据库，要通过接口与WEB服务器进行通信，然后通过中间处理模块、采集策略模块以及采集模块进行信息处理。电力通信管理平台则需要定期进行检查并报送结果，实现对网络设备的监督与管理。

4.2 底层采集模块的设计与应用方式

由于网络节点的不同，在采集底层数据的过程中，需要使用不同的信道类通信采集方式。底层采集模块运行框架首先是读取数据采集引擎策略数据库内的信息，然后根据模型节点完成初始化，继而选择不同的信道。目前，采集的信道主要有SNMP信道和IPMI信道两种。配置数据库首先要读取模型节点并完成节点的初始化，再依照不同的协议选择SNMP信道或IPMI信道。不同的信道中有不同的协议，工作节点会按照相关的信息和命令完成对应的采集工作。因此，在设计中要注意底层采集模块的设计与应用范围，而选择合适的信道是其关键所在[5]。

4.3 数据采集引擎的设计与应用措施

采集节点不能是单一的命令形式。由于数据采集系统本身的复杂性和信息的庞杂性，因此需要建立更加完善的采集策略。首先要基于时间调度进行采集工作，当采集引擎模块启动后，从底层模块和配置数据库两个角度同时运行工作。但是，如果说采集引擎发生了变化或者产生了新的目标，那么就会产生新的目标对象，需要采集引擎再次生成底层模块可以利用的对象，相应启动数据采集引擎策略数据库，将对象把控在工作区有利于数据采集的精准度，并未采集引擎控制底层服务做好准备。

5 结 论

综上所述，数据采集业务是电力通信网络中不可或缺的环节，也直接关系到电力通信网络的安全平稳运行，尤其对于各类不同信息化数据的分类处理，更需要秉承科学严谨的态度。加强电力通信中系统集中化管理，也是当前电力通信发展的必然趋势。为实现电力通信网络的快速、高效发展，要将采集数据框架尽可能设计得更加便于操作和控制，并同时保证数据采集的质量和准确性，为我国相关产业提供安全稳定的输送电服务，并做好技术后援与支持。