浅谈电力数据通信网络故障与处理王佳星

发表时间:2020/6/30   来源:《当代电力文化》2020年第4期   作者:王佳星
[导读] 电力数据通信网络十分复杂且广泛,存在的故障问题较多。
        摘要:电力数据通信网络十分复杂且广泛,存在的故障问题较多。为了实现电力系统内的正常管理、监测、维修等运行工作,我们对电力数据网络的问题进行了探讨,并研究了如何处理电力数据网络,以保证其可靠性。
        关键词:电力数据网络;故障;解决方案
        引言
        全球信息化时代推动了通信网络发展,其中在电力网中的应用,促使了电力网络通信的进步。同时,网络在电力网中的作用也显得格外重要,一旦通信发生问题,电力网的工作会受到严重的影响,从而阻碍大部分的电网通信行业的正常运行,还会影响正常的生产和生活。所以,提高对电力通信网络的管理质量,加强对其技术的提升,增强其运行的稳定性,减少故障的发生,才能保证其功能可以够得到有效的发挥。
        1电力数据网络特点及应用
        经过多年的建设与发展,我国电力系统已经基本形成了分级电力数据网络。电力数据网络从硬件组成与传输协议上看,与通常所说的因特网是一致的,其参考模型分为7层:物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。根据这一特点,凡是符合因特网技术标准的组网方式和应用业务,都可移植到电力数据网络上来,因特网出现的网络漏洞也可能会在电力数据网络中出现,因特网适用的安全策略在电力数据网络中也值得借鉴和研究。大部分数据采集与监控/能量管理系统/调度管理系统(SCADA/EMS/DMS)和管理信息系统(MIS)都是基于局域网的,同一电力企业的实时系统与非实时系统间则通过网关相连,交换信息,各局域网经过路由器与上一级数据网形成互联。电力企业除了与电力数据网络相连外,还通过当地电信网络与公网相连,以满足信息共享的需要,部分企业还配置了电话拨号接入。
        2数据网故障分布
        2.1传输的质量较差
        电力通信网络中,最重要的就是要保证信息传递的及时性和精确性,才能为整个电力网的工作决策提供准确的数据。而网络系统的安全和稳定以及设备的性能和质量,直接影响了信息传输的质量。但是,许多电力企业在实际运行中,会忽视这些影响因素,工作上不能做到环环相扣,责任心不强,就会造通信网络系统的建立上留下许多的隐患,使得后期在传输上出现速度缓慢、数据不精确等质量问题。
        2.2可靠性较差
        电力已经成为了当前社会发展和建设中的主要能源,而且随着经济的发展,电力需求量逐渐增大,配网的运行压力也急剧增加。在科技的推动下,电网系统的运作都是靠网络通信来维持,才能实现自动化和智能化的建设。但是,由于我国在电力通信网络的研究上起步较晚,所以对于系统的维护和技术的应用还不太成熟,加上庞大的电网系统规模,使得网络的可靠性还存在一些问题。
        2.3干线的传输容量不足
        目前,很多电力SDH干线传输网中,传输系统采用的规格主要是2.5Gb/s、10Gb/s,用于承载语音、继电保护以及调度自动化等方面的实时业务与信息管理、视频等方面的非实时数据业务。但是在当前的智能化电网和无线专网等新增业务不断出现的现状下,很多传输网自身在传输容量上受到的限制较多,使得其自身的承载能力较差,在新业务适应方面的能力严重不足。电网在快速地发展,不管是电网生产业务,还是管理业务,在带宽方面的需求也在不断的提升,尤其是大颗粒业务方面的需求变得日益多元化,使得带宽问题成为制约发展的主要技术瓶颈。
        3优化数据网络的方法
        3.1优化协议配置
        骨干汇聚节点与地区综合网核心节点全局路由采用OPSF(属于area0),县公司骨干汇聚节点与接入汇聚节点单独设置OSPF区域(由各局自行统一规划)。骨干汇聚节点作为核心的BGP反射客户端,同时作为接入汇聚节点、接入层节点和终端节点的BGP反射器。

接入层站点宜采用纤芯直连手拉手串联接入两个接入汇聚点,形成环网结构,接口采用千兆以太网光口,接入环上的站点数原则上不超过5个。接入层站点与接入汇聚节点同属于一个OSPF区域,作为骨干汇聚节点的BGP反射客户端。
        3.2规划与设计
        网络规模大以及节点多是电力数据网络所具备的,所以,需要提出更合理的规划与设计。现阶段,多自域、分层、分级是电力数据网络所采用的主要结构设计,主要有独立的国家骨干网和升级数据网组成,其中包含了接入层、骨干层和核心层。数据网络设计的时候,可靠性、实时性、网络拓扑、业务等方面的设计需要充分考虑到。
        3.3加强SDH的网络拓扑结构的优化和完善
        SDH网络中,采取光纤相互连接的方式,将多个网络节点进行组合。网络拓扑是基于网络形状的,即网络节点与传输线路之间的几何排列能有效地将网络物理连接反映出来。常见的拓扑结构有链形、树形、星形、网孔形及环形等。链形、环形以及环链组合的拓扑结构比较复杂,在电力SDH通信网络中的应用较为广泛。
        3.4建立科学的电力通信网络体系
        科学合理的体系需要对不同地区的通信系统进行区别设计。首先要根据各区域的情况,分析电力通信的运行状况,包括速度、覆盖面、使用频率等,都是影响其稳定运行的因素。对这些数据进行科学的分析以后,再建立相应的管理体系,确保缩小区域之间的通信差距;然后,要建立比较完善的监管和评估机制,定期的对网络通信的情况进行评价,针对一些良好的设计和问题都要报告和讨论,不断的优化技术和方案。还要对这些故障进行规律性的研究,不同地区和通信系统的故障分析,做好相应的记录,以便后续的研发和优化。最后,要加强对应急方案的建立,根据以往的数据以及网络系统本身,对可能出现的故障进行分析,并制定相应的方案,以此来减少故障发生时带来的损失。
        3.5技术措施
        规划数据网络技术体系和电力系统安全防护体系。应根据电力生产业务对数据网络安全性、可靠性、实时性方面的特殊要求,并遵照国家对涉密单位网络安全方面的有关规定。根据网络的规模、目的、服务对象、实时程度、安全级别等综合考虑,确定最基本的网络技术措施。
        从应用和连接方式来看,企业内部网络有两类:一类是与公网完全隔离,在链路层上建立的网络,称为专用网络;另一类是连接于公网、并利用公网作为通道的企业内部网。第一类网络除了面临来自物理层面的安全问题外,还面临内部的计算机犯罪问题,如违规或越权使用某些业务、查看修改机密文件或数据库,以及从内部发起的对计算机系统或网络的恶意攻击。第二类网络除了具有上述安全问题外,还要承受来自公网的攻击和威胁。由于公网上黑客、病毒盛行,网络安全的攻击与反攻击比较集中地体现在公网上。
        结语
        上文中已经提出了电力系统数据网络中常见的一些故障问题,并针对性的提出了解决方法,以及后续的优化方案。当然如何进一步的进行深度优化,以及在发展过程中可能碰到的一些新的问题的解决,还需要电力人对其实际运行情况继续跟进,同时不断的进行分析总结,消除潜在隐患,提高公司效益,保障通信网络安全。
        参考文献
        [1]李俊娥,罗剑波,刘开培,周洞汝.电力系统数据网络安全性设计[J].电力系统自动化,2013,11(02):56-60.
        [2]辛耀中,胡红升,卢长燕,樊若雷.中国电力数据网络建设和运行中应注意的四个关系[J].电力系统自动化,2011,10(01):1-5.
        [3]谢敏.电力系统数据网络安全中容侵技术的应用实践[J].信息通信,2014,11(03):90.
        [4]李俊娥,罗剑波.电力系统数据网络安全性设计[J].电力系统自动化2003,27(11):56-60.
       
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