电力通信标准体系 篇1
为提高电力通信网络运行可靠性, 应从网架结构、运行方式、设备及线路、运行环境等方面深入排查安全隐患及薄弱环节, 以保证业务安全为出发点, 优化网架结构, 确保重要调度站点至上级调度通信具备独立双通道、可靠性高。要完善容灾体系, 建立核心节点容灾备份网络, 优化网络结构, 实现核心节点光纤双路由, 主、备调度多路由接入, 全部调度对象100%可靠连接, 确保在主调节点失效后重要业务不中断, 增强通信网管控能力, 构建坚强、可靠、完备、自愈的通信网络结构。
2 综合应用多种通信方式
电力系统通信目前以光纤为主, 从通信应急方面考虑, 应同步建立应急无线通信网络。无线通信具有部署迅速、不受地面限制等特点, 能与高速、宽带、可靠的光纤通信形成补充, 满足电网容灾保障需求。无线通信一般由无线基站、无线终端及应用管理服务器等组成。在优化通信运行方式、合理配置资源同时, 要积极与各电信运营商合作, 通过资源互换、置换等方式, 实现优势资源互补, 互为备用, 为电力应急抢险提供便捷的通信支撑, 提升通信网的抗风险能力。
3 建设卫星通信系统
卫星通信具有覆盖面积大、灵活性强、信道质量高、通信容量大、移动性好等优点, 但存在发射和控制技术复杂、传播时延大、受外太空影响大等问题, 且地面站建设及信道租用费用较高, 通信资源受卫星通信运营公司制约。故考虑在电力宽带通信环境下, 建成宽带卫星接入系统, 确保切合实际、经济可靠。卫星通信可帮助在公网移动信号无覆盖的地区和瘫痪的紧急情况下实现信息采集与语音通话。
4 建设移动应急通信站
在处理应急事件时, 需要强大、独立的现场指挥平台。移动通信站是电力抗灾现场抢险、保电通信保障的主要手段, 通常包括卫星通信、集群通信、无线视频通信、无线网络等通信手段。应急指挥车能够将事件现场音视频迅速反馈到指挥中心, 常作为应急指挥中心派驻现场应急救援的最高指挥场所, 具有快速机动、广泛通信和一定抗毁能力, 对实施现场紧急救援指挥工作起着不可缺少的重要作用。专业车载无线集群通信指挥系统具有快速的无线多用户接通能力和完善的指挥调度功能, 能够为紧急事件处理提供快捷语音通信和专业指挥调度。3G、4G移动通信系统具有成本低、覆盖广等特点, 可在非自然灾害、3G覆盖区域内进行应用, 降低抢险通信成本。
5 建设应急指挥平台
应急指挥平台包括应急指挥中心、应急指挥系统、应急通信系统、应急信息系统等。应急指挥中心通过各种接入方式将现有的应用系统整合起来, 形成一个综合各种功能、能够很好满足应急指挥需要的基础平台, 通常包括大屏幕显示、电视电话会议、视频监控、调度电话等, 通过电力各业务系统应用, 接入气象灾害、新闻等外部信息, 从而实现应急管理和应急处置相关信息的汇集和展示。应急指挥系统在现有通信、网络、应用、信息等基础上, 整合各类数据与业务, 形成动态实时的指挥调度系统, 能够在任何时间、地点快速建立起事发地点与总部的应急通信通道, 满足通信调度指挥需求。
6 西安地区应急通信体系建设情况
电力通信标准体系 篇2
智能电网承载并推动第3次工业革命[1], 其中电力用户用电信息采集系统是智能电网的重要组成部分, 也是智能用电服务环节的技术基础。作为用电信息采集系统中最重要的下行通信方式 (集中器与终端、电表之间的通信) 之一[2], 低压电力线载波通信利用现有广泛分布的电力线作为通信介质, 不需铺设专用通信网, 节约成本, 且电力线物理强度高, 不易破坏, 后期维护量小。但由于电力线不是专用的通信介质, 存在严重的噪声、信号衰减、干扰、受负载特性影响和时变性等问题[3,4,5,6], 导致信号传输不稳定。组网算法的优劣直接关系到组网的速度以及对现场严酷环境的适应性, 进而影响到整个集中抄表系统的效率和可靠性[7,8]。因此, 电力线载波通信系统中组网方案的研究显得尤为重要。
文献[9]针对低压电力线载波静态和动态2种组网方式进行对比, 指出动态组网的现场适用性和绝对优势。文献[10-11]提出了一种基于通信信号“信噪比”的简单且具有较高可靠性的自动组网方法, 能够有效减小节点之间的“通信距离”, 并能找到多条通信路径, 但其假设网络的信道质量不变, 不符合现场实际情况, 可靠性问题值得考虑, 且主节点要对下属所有从节点进行至少一次的轮询, 组网时间过长。文献[12]提出了一种基于人工蜘蛛网的电力线载波通信组网模型, 与传统的树形电力线载波通信网络模型相比, 在非中心节点发生故障的情况下, 避免了对整个网络内所有节点进行重新组网, 提高了通信效率。但对中心节点的依赖程度过高, 一旦中心节点故障, 将造成整个网络的大范围重组, 影响系统的可靠性。文献[13-14]提出可动态识别低压配电网信道质量的类蚁群算法, 为建立控制类网络提供了一种简单有效的组网方法, 具有分布式计算、并列运行的优点, 但在电力网络这种动态集中式网络中应用存在一定的局限性, 同时存在盲目控索性的问题, 浪费资源, 组网时间会随着结点数量增加而增加, 对带宽也有一定的要求, 并且只考虑了跳数并未考虑信道的特性, 导致寻优出来的路径不一定是最优的路径。
PRIME (powerline intelligent metering evolution) 标准[15]是一个基于正交频分复用 (OFDM) 技术, 应用于CENELEC-A频带 (3~95kHz) 范围内的开放型窄带高速电力线载波通信技术[16]。文献[17-19]实施、测试、分析并验证了PRIME标准在自动抄表领域的现场应用, 证明其满足用电信息采集系统对本地通信采集成功率、速率、抗干扰性和可靠性的要求[20]。由于PRIME标准采用的低压电力线载波通信自动组网方案灵活性强、可动态维护, 能够适应多变的载波信道环境, 且充分考虑路由的跳数、信号电平和信噪比来选择最优路径, 能够实现电表的主动注册, 组网时间较短。
本文结合低压配电网电力线通信网络拓扑、特征和组网特点, 以及PRIME中定义的媒体访问控制 (MAC) 层帧结构、帧类型, 重点归纳、分析和总结PRIME标准中定义的电力线载波通信组网初始化算法、维护与重构算法, 分析路由表的形成、维护过程。为满足工程实践要求, 通过采用电力线载波通信芯片ST7590T, 应用PRIME标准, 在南京某厂区搭建96节点的现场测试环境, 实例分析该通信组网方案的初始化和网络重构过程, 并针对现场环境中可能出现的通信信道干扰强、衰减大和增减电表等状况, 验证该方案的灵活性、抗毁性和现场可应用性。
1 低压配电网电力线通信网络拓扑与特征
要对载波通信的组网方案进行研究, 就必须在深刻认识该方案所采用的逻辑拓扑结构的基础上, 分析电力线通信网络的特点。
1.1 低压配电网通信逻辑拓扑结构
工业与民用低压配电网的接线方式是由负荷的容量、等级和分布情况来决定的, 目前主要有放射式、树干式和环形式3种基本接线方式。而从通信角度讲, 认为低压配电网是基于树形的混合拓扑结构[14]。所以, PRIME标准采用树形的通信逻辑拓扑结构, 其逻辑拓扑图如图1所示。其中, 椭圆代表集中器Base Node (BN) , 一般接在配电变压器的二次侧出口处, 位于树形结构的根节点处, 对整个网络的资源和连接进行管理;矩形代表载波电表Server Node (SN) , 分布于低压配电网的各个位置;Level代表SN在树形结构中的层次深度。SN又具有3种状态, 分别为Disconnected, Terminal, Switch, 其状态转换如图2所示。未注册上的电表被称为Disconnected, 它的主要功能是搜寻一个在自己通信范围内的网络并试图注册成为该网络的一员;Disconnected状态的电表通过Register过程即可注册变为Terminal, 位于树形结构的叶节点处, 可与BN建立连接进行数据通信;Terminal电表又可通过Promotion过程升级为中继节点Switch, 位于树形结构的分支节点处;除了末端的电表节点, 其他电表节点均为Switch, 保存其下游所有SN的地址信息 (LSID) 组成的路由表, 具有中继转发载波信号的功能。直接与BN相连的SN可直接接收到BN发射的载波信号, 而其他的SN可通过一个或多个Switch与BN交互。具体过程可参考文献[15]。
为了能够接收来自A, B, C三相的电表 (包括单相和三相电表) 发出的载波信号, 也让集中器发射的载波信号能够被各相线上的电表所探知, 集中器采用三相载波模块, 其发射和接收模块同时耦合到A, B, C三相。而单相电表只需采用单相载波模块即可。
1.2 低压电力线通信网络的特点
由于低压电力线原本是用来传递工频电能量, 而不是专用的通信介质, 其上存在严重的噪声、干扰、衰减, 并且易受到负载特性的影响而造成信道环境的时变性。要克服这些严峻的问题, 在设计组网方案的时候就应该充分考虑低压电力线通信网络的下列特点。
1) 在一个配电台区的供电范围内, 节点之间的链接强度会随着低压配电网的负载和干扰而具有时变性。比如:当前时刻, 某一SN可通过其直接中继Switch而与BN通信, 但下一时刻, 同样的Switch可能就接收不到来自相同SN的载波信号。
2) 在现场应用中, 会出现增减电表的情况, 再加上信道的时变性, 造成路由的可变性, 甚至可能出现因程序升级而造成集中器重启的现象。这就需要电力线通信网络必须具备一定的重新构造被中断的网络拓扑的能力, 用以保持该网络通信的可靠性和健壮性。
基于上述低压电力线通信网络特点的考虑, 本文分析并验证了基于PRIME标准的低压电力线载波通信网络的自动组网方案。
2 载波通信自动组网算法
在用电信息采集系统中, 集中器BN与终端电表SN的通信方式为主从半双工通信方式, BN处于主导地位, 任何电表数据的抄读 (除了电表事件的主动上送) 都是由BN发起, SN配合响应。为了建立整个载波通信网络内节点的链接, 必须先建立BN到部分SN (在BN的直接通信范围内) 间的通信链接, 再选取其中部分节点作为中继节点Switch进行通信距离的延伸 (BN和Switch保存路由表) , 才有可能将所有的SN连入电力通信网, 完成组网的初始化过程。组网的维护和重构过程即由于部分SN的不可用而对相应的路由表进行修改, 形成一个可动态改变网络拓扑的载波通信网络。所以, 必须在充分考虑电力通信网络对实时性、可靠性、健壮性和鲁棒性要求的基础上, 解决动态路由中继的选取、维护及重构等一系列问题。
在低压电力线载波通信网络中, 载波信号的信噪比与线路的衰减、负载情况和信道干扰噪声等因素有关。信号信噪比越大, 抗干扰能力越强, 通信成功率越高;反之, 通信成功率越低。通信速率与选取路由的跳数有关, 路径的跳数越多, 即同一条信息帧所占用的信道时间越长, 通信速率越低;反之, 通信速率越高。而PRIME标准提供给用户相关参数信息 (包括信噪比、信号电平、路由跳数及心跳发送频率等) , 由用户根据自己对低压载波通信网络的需求进行参数的合理化设置。
2.1 MAC层帧结构及组网相关帧说明
PRIME标准定义了低压电力线载波通信的物理层、MAC层和汇聚层的内容, 组网过程是在MAC层中实现, 为便于读者对下述组网过程的理解, 有必要先对PRIME标准MAC层的帧结构、组网过程中使用到的帧类型和MAC地址进行简要说明。
1个MAC帧包含1个或多个信标 (Beacon) 、1个共享竞争时期 (SCP) 、0个或1个无竞争时期 (CFP) , 其结构如图3所示。Beacon是由BN或Switch在固定的时隙发出, BN在每个MAC帧的Beacon0时隙处都会发射Beacon, 而Switch发射Beacon的频率和所在时隙的位置是由BN在其升级为Switch时分配的 (在本文中Switch发射Beacon的频率均为每32个MAC帧发射一次) 。每个MAC帧在电力线上的持续时间为定值618 ms, 即BN每隔618 ms在Beacon0时隙处发射一个Beacon;Switch每隔3 090ms在BN分配的时隙处发射Beacon。Beacon中含有该Switch与BN之间链路的质量参数 (BCN.QLTY) 以及所在树形结构的层次深度参数 (BCN.LEVEL) 。
在PRIME标准的MAC层中, 共有3种帧类型:通用MAC帧, 又可分为数据包和控制包 (以下列出的REG, PRO, ALV属于控制包) , 在SCP或CFP时期发送;Promotion Needed PDU (PNPDU) 在MAC帧结构的任一时期可发送;Beacon可在Beacon0至Beacon5时期发送。在组网过程中使用到的帧类型及其部分功能说明如下。
1) PNPDU:处于Disconnected状态的SN, 在超过macMinSwitchSearchTime (16~32s) 时间内, 未接收到任何Switch发射的Beacon时, 由其发出用以主动搜寻可直接通信范围内的Terminal, 并触发该Terminal升级。
2) REG:由处于Disconnected状态的SN在接收到来自可直接通信范围内的Switch或BN发出的Beacon时发起, 实现注册管理的功能, 并由BN给其分配一个独特的LNID, 它的SID即为其上层直接中继的LSID。
3) PRO:当接受到来自处于Disconnected状态的SN发送的PNPDU时, 向BN发起升级请求, 成为将该SN接入网络的直接中继。升级成功后, BN会给该Switch分配一个独特的LSID。
4) Beacon:由BN或Switch在固定时隙发出, 提供Disconnected状态的SN可选的中继, 并实现其中继范围内SN的同步机制 (SN在连续Nmiss-beacon=5次没有接收到来自其上层直接中继发送的Beacon则认为其掉线, 立即转为Disconnected状态) 。
5) ALV:由BN发起, 每隔一定时间发送给每个已经注册到网络上的SN。若SN (包括Switch和Terminal) 超过ALV.TIME时间内未收到来自BN的ALV_B, 则认为自己已经掉线, 将直接变为Disconnected状态;若该SN的上层中继超过ALV.TIME时间未收到来自该SN的ALV_S, 则认为该SN已经掉线, 将其从自己的路由表中删除。
值得注意的是, 只有BN或Switch才有有效的LSID, 但每个SN都有一个SID (即其上层直接中继的LSID) 。
2.2 组网初始化算法
组网的整体思路为:先由BN通知其直接通信范围内的SN进行注册, 未收到通知的SN选择已经注册的SN作为中继进行注册。组网初始化过程即为中继路由表的形成过程, BN或Switch存有其中继范围内所有Switch的LSID, 即为路由表。只有当信息帧的源地址或目的地址 (分别对应上行通信和下行通信) 的SID与该Switch路由表中的LSID相匹配或与其本身的LSID相同时, 该Switch才会在解析该信息帧后进行转发。组网的具体过程如下。
步骤1:系统初始为所有的SN处于Disconnected状态。
步骤2:BN每隔0.618s发送一个Beacon;Switch每隔3.09s发送一次Beacon。
步骤3:收到Beacon的SN (处于Disconnected状态) 通过接收到的Beacon的BCN.QLTY和BCN.LEVEL及信噪比、信号电平等相关参数, 根据用户对通信实时性、可靠性、健壮性的需求, 从中选取一个合适的BN或Switch作为自己的上层直接中继, 进而发起注册请求帧REG, 注册成功后即变为Terminal, 并得到BN分配的LNID, 而该Terminal的SID即为其上层直接中继的LSID。
步骤4:超过macMinSwitchSearchTime时间仍未收到任何Beacon的Disconnected状态的节点, 主动发送PNPDU (包含参数PNH.PNA, 即其本身的EUI-48地址) , 搜寻可直接通信范围内的Terminal, 以触发其转变为Switch。
步骤5:收到PNPDU的Terminal发送PRO_REQ_S请求帧给BN, BN从中根据PRO.RQ, PRO.PNA, PRO.COST等相关参数选取Terminal (发出PRO_REQ_S的PRO.PNA相同) 中的一个转变为Switch。该Switch发送确认帧PRO_ACK给BN, 所有的Switch判断该PRO_ACK的PKT.SID是否与其路由表或本身的LSID相匹配, 若匹配, 则将PRO_ACK中携带的PRO.NSID参数加入到该Switch的路由表中, 转至步骤2。
由于以上组网初始化过程不断循环, 每循环一次, 就至少增加一个中继节点, 实质上就是BN通过一层层的中继节点不断向外扩展最终形成一个网络的过程。且该算法提供SN主动注册的功能, 充分考虑到新增电表或是电表掉线后重新加入的情况, 满足工程应用的需求。图4所示即为一个简单的11节点组网之后形成的路由表及其逻辑拓扑结构。
2.3 网络维护与重构算法
电力线上存在严重的噪声、干扰、衰减, 并且易受负载特性的影响, 造成信道环境的时变性。已经注册入网的SN (Terminal或Switch) 随时可能由于信道环境的变化而不能与BN进行正常的数据交互。若是Switch受到信道环境的影响, 甚至会造成其中继范围内所有的SN均不能正常与BN通信, 严重影响载波通信网络的可靠性和健壮性。所以, 必须在组网过程中, 添加网络维护和重构算法, 便于及时发现不能与BN正常通信的SN, 从而采取相应的动作令其重新注册到网络, 并修改相应的路由表, 形成一个可动态改变网络拓扑的载波通信网络。
SN在以下2种情况下将认为其处于Disconnected状态, 并发生重新注册行为。
1) 在PRIME标准约定的ALV.TIME时间内, 收不到来自BN的Keep-Alive心跳包ALV_B。
2) 连续Nmiss-beacon=5次丢失来自BN或Switch的BCN包。
对于第1种情况, BN对ALV.TIME的设定随SN数量的增加而增加, 最短为32s, 最长达4 096s (约68.3 min) 。这是由于当SN的数量很大, 而ALV.TIME的设定值过小时, 需要BN频繁地进行ALV轮询来配合实现可靠性的提高, 导致ALV帧占用信道的时间比例过大而造成数据吞吐量的严重下降。对于第2种情况, 取决于SN所在的Level。如果直接连到BN, 则认为其Disconnected所需要的时间为3.09 (=5×0.618) s;如果通过一个Switch连到BN, 则为98.88 (=5×32×0.618) s (对应BCN_S在每个SuperFrame中出现一次) ;如果SN的Level更深, 则时间随之变长。
大多数情况下, 即使SN数量较多但Level不会太深, 因此发生第2种情况所需的时间应该远小于第1种情况。具体的网络维护和重构算法过程如下。
步骤1:按照上述的2个条件判断该SN是否处于Disconnected状态。若是, 则按照2.2节的算法重新注册入网。
步骤2:当满足2个条件的SN为Switch时, 停止发送Beacon并转为Disconnected状态重新注册。此时, 该old Switch中继范围内下层节点由于收不到该Beacon而认为其满足2个条件, 进而执行以上网络重构过程。按照Level的层次不断循环, 直到该old Switch中继范围内的所有SN均认为其Disconnected重新注册为止。
步骤3:对于重新注册的SN, 其上层任何中继 (不仅是直接中继) 若超过ALV.TIME时间仍未收到来自该SN (靠SID和LNID判断) 的心跳帧ALV_S, 则将其路由表中与该SID匹配的LSID删除。
步骤4:若某一中继节点通过步骤3删除路由表中的某一选项造成路由表为空表时, 该Switch应向BN发送PRO_DEM_S请求, 在接收到来自BN的PRO_DEM_B后, 降级为Terminal。其上层所有中继节点在转发完来自BN的PRO_DEM_B后, 将与PRO.NSID对应的LSID从路由表中删除。
由此可见, 基于PRIME标准的低压电力线载波通信组网方案, 原理较为简单, 适用于大范围工程应用。可实现电表的主动注册, 而并非由集中器依次轮询, 缩短了组网时间, 提高了通信效率。针对现场应用中可能出现的增减电表、信道干扰、信道衰减、负载特性变化等情况, 能够及时发现与集中器连接性很弱的电表, 令其重新注册, 并维护、修改相应的路由表, 增强网络的可靠性和健壮性, 形成了一个可动态改变网络拓扑的载波通信网络。
3 实验与分析
为检验方案的有效性, 建立一个与实际系统相同的网络拓扑。本文在南京某一厂区搭建现场环境, 在该厂区的配电房内安装一台集中器, 在厂区内三栋楼的照明用电线路上共计接入96块单相载波电表。现场电表分布如图5所示。
电力线载波芯片是载波模块的关键, 本文采用意法半导体公司推出的电力线载波芯片ST7590T。ST7590T采用TQFP 100封装格式, 基于PRIME标准, 集成了针对不同的调制方法和物理层服务管理功能优化的数字信号处理器 (DSP) 、用于系统监控和协议栈管理的工业用数字8位微控制器内核、全功能模拟收发前端和一个滤波功能可设置的功率放大器, 并提供了UART/SPI接口与主控芯片通信、I2C/SPI接口与外部存储通信。
3.1 组网初始化耗时分析
为了不让电表不断接入的过程影响组网时间的统计, 本文先将所有的载波电表接入低压配电网后, 再将集中器接入配电房的配电变压器二次侧出口处。从集中器正常启动时刻作为计量组网初始化所需时间的起始时刻。集中器启动时刻为09:50, 经过35min后96块载波电表全部上线, 每隔1 min统计一次, 注册入网的电表个数随时间的变化曲线如图6所示。
组网完成后树形结构中各Level的电表个数如表1所示。
由图6可知, 测试台区的电表是分批次上线的, 只有当Level为n (n=0, 1, 2, …) 的电表上线后, Level为n+1的电表才有可能通过Level为n的电表作为中继注册入网。Level越大的电表注册所需的时间越长:一方面, 是由于注册过程需要的控制帧被转发的次数越来越多;另一方面, 是由于Level越大, 与它们共享电力信道的电表 (已上线) 越多, 竞争越激烈, 注册控制帧越不容易被发送。
3.2 网络重构耗时分析
由于信道环境是时变的, 某一载波电表可能会由于信道衰减、噪声、干扰或者负载特性等原因, 不能正常与集中器进行数据交互, 持续一段时间后将被迫掉线进而重新注册。为了分析PRIME标准中采用的组网方案对上述情况的应对效果, 这里选取对网络重构影响更大的中继电表 (Switch) A, 其中继范围内有11块电表, 人为令其断电并马上恢复, 分析它掉线后重新注册对网络的影响。
根据集中器中监测的数据得知, 电表A下级的11块电表在8min内全部下线, 然后在13min内通过其他的中继电表全部重新注册入网。
另外, 为了模拟现场新加电表的情况, 在1号厂房的2楼新接入一块载波电表, 经88s后上线。
由以上实验可知, 基于PRIME标准的载波通信组网方案, 能够针对现场的恶劣通信环境, 在较短的时间内重构被影响电表节点的网络路由。相比组网初始化后的网络, 重构后的网络对电力信道环境具有更强的适应性, 满足用电信息采集系统对本地通信网络“可靠性”和“健壮性”的要求。
4 结语
基于PRIME标准的低压电力线载波通信组网方案简单、有效, 能够在较短时间内完成初始化组网过程, 适用于大范围工程应用。它能够针对电力线信道噪声、衰减、干扰和负载特性变化等因素, 及时修改网络路由, 形成一个可动态改变网络拓扑的载波通信网络, 提高了网络通信的可靠性。同时, 提供了一个开放的架构, 用户可通过合理化的参数设置, 满足速率、可靠性等需求。该方法为窄带高速电力线载波通信的网络组网提供了一种有效的、值得借鉴的技术实现方案。
摘要：在阐述低压配电网电力线载波通信网络拓扑和特征的基础上, 结合PRIME标准中媒体访问控制 (MAC) 层的帧结构、类型, 深入归纳、分析和总结了PRIME标准中的电力线载波通信组网初始化算法、网络维护与重构算法。通过采用电力线载波芯片ST7590T, 应用PRIME标准协议, 在某一厂区搭建96节点的现场测试环境, 实例分析该组网方案的初始化和网络重构过程, 并针对现场可能出现的状况, 验证了该组网方案的灵活性、抗毁性和现场可应用性。
聚焦上海电力应急通信体系建设 篇3
近年来，上海市电力公司针对企业应急通信现状，推出了上海电力应急指挥平台系统的组成方案：以卫星通信为主要传输手段，利用3G（GPRS、CDMA等）、无线宽带通信、微波通信、集群通信、短波通信等多种通信方式，实现优越的机动性能、快速的开通能力、先进的通信手段、多样的接入方式、灵活的传输选择、标准模块化设计、强大的扩展能力、完备的外部接口，最终将各类应急无线通信手段与视频会议、数据交换、局域网络等原有系统有机整合，建设以现代通信技术为基础的综合应急指挥平台。卫星应急遥信
2006年3月，根据《上海市电力公司无线通信发展规划》，上海电力抢修移动指挥中心在市区供电公司建成并投入使用，该中心基于VSAT（地面基站双跳差转）卫星通信系统，包括一个基站、一个车载指挥中心。
2008年，根据公司调通中心《上海电力卫星移动应急通信指挥平台应用研究报告》结论，改用与国家电网公司卫星通信体制一致的、基于全面网络管理的动态单跳单路单载波（D—SCPC）Vipersat卫星系统，并先后增加了市南（后迁至检修公司）、浦东、超高压、检修公司、公司本部等四个基地站、四个车载台、一个便携台，统一了卫星制式，增加了带宽、缩短了信号转发时延。系统建成后立即投入了实际演练应用。
电力应急抢修移动指挥车利用卫星通信平台，通过现场微波图像传输系统、车载视频会议系统和车载计算机信息网络系统，为指挥中心实时提供电网数据、信息、图像。该系统曾在500kV黄渡站、220kV金山化工区站、110kV自忠地下变电站和35kV陆翔站等站进行试用，并参加每年的应急演练，如2011年江海站反事故演练、2012年闸北电厂黑起动演练、信通公司反事故演练等，具备高可靠性、实用性和可维护性。
上海市电力公司通过演练，提高了各级电力系统人员采用卫星机动应急通信系统进行实时图像、数据通信的能力，熟悉启动使用卫星机动应急通信系统流程应对突发事件。使用视频、数据、语音等各种功能解决现场通信问题，提高应急通信系统运行水平。
“动中通”大型移动应急指挥中心
为了克服已有卫星指挥车到点需停车对星、车辆行进中无法通信的缺点，上海市电力公司启动了“动中通”卫星通信指挥车建设。在国网上海市电力公司安全监察质量部的统筹指挥下，无线通信专业人员了解卫星通信技术发展最新进展，经过数次深入现场测试和对比，率先提出用“动中通”卫星通信技术配置公司大型卫星指挥车。经过一年多的努力，完成了公司海事卫星电话应急系统和公司大型卫星指挥车的建设工作，完善了公司应急保障体系。
根据项目总体规划，“动中通”应急指挥车的通信系统可以实现诸多功能：通过车载动中通卫星天线，实现与全国应急宽带VSAT网的互联，实现现场指挥车与部/省指挥调度中心的互联；配备WLAN AP实现应急现场的宽带无线覆盖，实现宽带数据传输；数字集群车载台，能有效地与数字集群网络通信：组建车内局域网，实现车内设备互联；组建视频会议系统，保证现场情况能及时有效地通过视频会议与指挥中心通信：预留相应接口，支持微波、E1、光传输等方式与其他网络互联。
配置COFDM无线图像音频传输系统、3G单兵图像音频传输系统、海事卫星电话等通讯设备，以便将视频数据图片回传至指挥车和指挥中心；配备海事卫星电话，可实现应急现场的语音通信。2014年春节除夕，车长12米，高4米的“动中通”大型卫星指挥车已在上海外滩灯光秀现场发挥了综合通信指挥作用，所传卫星画面图像清晰稳定。在3G公网受密集人流用户影响无法正常工作时，所配的鹰王眼专频无线视频系统还是能将远在3公里外变电站内的图像清晰地传到大型卫星指挥车上。
集群应急通信
自1996年起，上海市电力公司原市区、市南等供电公司，下属各供电分公司，电缆输配电公司等十余个运行施工单位，都购置了大量国脉集群通信电话，用于调度操作、变电、线路、电缆检修施工、用电客服等通信联络，平均每个供电分公司拥有上百台集群对讲机。
随着无线通信技术的发展，国家无线电管理政策要求：自2003年起，原国脉模拟集群系统更换成IDEN数字集群系统，各单位的模拟集群电话更换成为数字集群电话。公司以此为契机，与国脉公司签订了VPN虚拟专网协议，统一了上海市电力公司系统各单位数字集群电话的编组方案，并使加入虚拟专网的单位享受统一的包月优惠月租。
集群通信电话比普通对讲机通信距离远（除崇明部分区域外，几乎覆盖全市），可动态分组、群呼、达到“一呼百应”的效果，不仅适合施工、检修、校验、调试联络通信，也适合用作大型活动（如世博变电站、特高压变电站典基、华新储能站启动、世博会保障通信等公司本部或全公司的大型活动），更是突发、重大事件应急通信的主要手段。
根据需求不同，集群应急电话的使用情况差异较大，市区区域的供电分公司使用数多达200～300台，多用于运行、检修、用电等部门，而郊县区域供电分公司使用数目较少，多用于调度操作。该套系统目前是各供电公司除公网移动电话之外的主要无线通信手段。除了平时各单位正常使用、自行组织演联外，还结合公司生产系统和调度系统，进行全公司范围的演练。
通过演练，上海市电力公司各级系统人员提高了采用集群应急通信系统进行应急指挥联络的能力，熟悉使用800MHz集群通信应急编组，满足了公司系统应急指挥通信的需求。
根据上海电信国脉的统一布置，从2013年下半年起，原IDEN集群系统的用户开始全部切换到TETRA集群系统。
海事卫星电话系统
2012年起，上海市电力公司为部分重要供电单位配置了海事卫星电话系统固定台和手持机，以应对突发事件，并编制了相应的使用管理规定，定期进行呼通试验或使用演联。
EXPLORER 700海事卫星收发信机为新一代海事卫星移动宽带通讯终端，具有轻巧的天线和良好的环境适应性能，可作为单用户或多用户终端高效使用，提供互联网接入、电子邮件、传真、电话、视频会议、IP数据业务、企业网接入等，具备最高达492kbps带宽的接入。
EXPLORER 700可在亚洲、非洲和中东地区使用，通过新一代Inmarsat-4卫星覆盖印度洋地区。三颗卫星无缝隙全球覆盖。同时支持话音和数据通信；支持32kbps、64kbps、128kbps、256kbps IP数据业务：配备标准的LAN、USB、蓝牙和电话/传真接口；内置DHCP/NAT无线路由器；兼容ISDN：内置Web网址，可管理电话簿，信息和电话，可通过设置满足各种应用；该系统由太阳能电池板直接供电；
具备可分离的轻巧天线和主机，主机与天线的距离最远可达70米：该便携式系统结构坚固耐用；具有防潮、防尘、天气和温度适应性设计；可以快速展开或拆卸。
IsatPhone Pro海事卫星手持机具备卫星电话、语音邮件、文本、电子邮件、GPS位置数据等功能；通过Inmarsat I-4同步卫星网络，进行覆盖全球的无缝服务；语音质量清晰：网络连接可靠；电池可维持8小时通话或loo小时待机；该手持机使用简单，具有直观的GSM风格界面，高分辨率彩色显示屏，以及方便带手套操作的大键盘设计；且内置GPS功能。
3G视频与短信通知
近年来，各供电公司、检修公司等单位还利用移动、联通、电信等已有3G网络，购置头徽式、车载式视频语音通信装置，在电力生产、运行、保电等活动中广泛使用，将现场视频、图像、语音传回生产指挥中心或应急指挥中心。
上海电力系统已有许多单位租用移动、联通、电信公网的短信平台，用作生产、演联组织人员的群发、单发，将任务通知到每个相关人员。对一些规模不大的小型单位，部门对消息时间不十分严格的话，可利用微信群（40用户以下）组成通知应答系统。
综合指挥应急通信系统平台建设
多种手段各显特长。系统平时语音以集群为主，视频以专网会议电视为主，辅之以3G。突发事件时，语音传输启用海事卫星电话，视频、数据传输等启用卫星应急指挥车。
多种通道互为备用。平时固定通信以电力专网内线通道光纤、微波等为主，集群通道作为语音备用通道和移动作业主用通道。海事卫星通道作为高一级的语音或移动作业（室外现场）通道。3G用作移动视频主用通道，卫星通信应急指挥车作为高一级的视频通道。
多层接入资源共享。生产现场或突发事件现场的语音、视频信号，经网络平台能与各级生产指挥调度进行交互共享。
话数结合一机二用。海事卫星电话的固定台、应急卫星车的卫信通信设备、3G视频语音终端等均能实现语音与视频的打包调制，共路传送。
视会兼容综合调度。经过综合数据平台和视频音频数字交换控制平台相联，利用已建的会议电视、会议电话系统，使会议系统已有的MCU都能作为应急指挥系统终端接入。实现各应急指挥分中心本区域的应急指挥调度。
统一平台高效组织。建设统一的应急通信接入控制平台，做到全公司应急资源装备共享，实现全天侯应急装备监控和突发事件指挥调度：建立健全应急指挥、应急通信的各项规章制度和管理机制。
通信电力机务员国家职业标准 篇4
1.职业慨况
1.1职业名称：通信电力机务员。
1.2职业定义：从事通信系统供电设备、空调设备的安。装、调测、检修、维护以及障碍处理工作的人员。
1.3职业等级：本职业共设五个等级：分别为国家职业资格五级（初级）、国家职业资格四级（中级）、国家职业资格三级（高级）、国家职业资格二级（技师级）、国家职业资格一级（高级技师)。
1.4职业环境：室内为主。
1.5职业能力特征：身体健康，特别要求血压正常、心脏功能良好。具有一定的分析、判断、理解、表达和人际交往能力。
1.6基本文化程度：高中毕业（或同等学历）。
1.7培训要求：
1.7.l培训期限：全日制职业学校教育，根据其培养目标和教学计划确定。晋级培训期限：初级不少于210标准学时；中级不少于180标准学时；高级不少于150标准学时；技师、高级技师不少于120标准学时。
1.7.2培训教师：担任通信电力机务员理论知识培训的教师应具备一定的通信基础知识和较高的电工原理知识、通信电源维护专业知识，具备本专业讲师（或同等职称）以上专业技术职务，持有教师资格证书。（1）担任培训初、中级人员技能操作的教师，可以是持有本职业高级资格证书后，在本职业连续工作2年以上或具有相应中级专业技术职务以上资格者。（2）担任培训高级人员技能操作的教师，可以是持有本职业技师资格证书后，在本职业连续工作2年以上或具有相应高级专业技术职务资格者。技师、高级技师的培训，一般应由省级以上通信教育培训机构负责。
1.7.3培训场地设备：具有可容纳20名以上学员的教室；有相应的教学设备、教具、微机和相应的教学软件；具有组合电源设备。蓄电池组、空调设备、柴油发电机组、多种规格的导线和万用表、杂音计、地阻仪、兆欧表、示波器等电工仪表以及空调维修专用仪表、电工工具、消防器材等。
1.8鉴定要求
1.8.1鉴定对象：从事或准备从事本职业的人员。
1.8.2申报条件
——国家职业资格五级／初级（具备下述条件之一者）
(1)经本职业初级正规培训，达到规定标准学时，并取得毕（结）业证书；
(2)从事本职业连续工作3年以上。
——国家职业资格四级／中级（具备下述条件之一者）
（l）取得本职业初级职业资格证书后，连续从事本职业工作3年以上，经本职业中级正规培训达到规定标准学时数，并取得毕（结）业证书；
（2）取得本职业初级职业资格证书后，连续从事本职业工作满5年；
（3）取得经劳动保障行政部门审核认定的，以中级技能为培养目标的中等以上职业学校本职业（专业）毕业生；
（4）连续从事本职业工作8年以上
——国家职业资格三级／高级（具备下述条件之一者）
（1）取得本职业中级职业资格证书后，连续从事本职业工作4年以上，经本职业高级正规培训达到规定标准学时数，并取得毕（结）业证书；
（2）取得本职业中级职业资格证书后，连续从事本职业工作满7年；（3）取得高级技工学校或经劳动保障行政部门审核认定的，以高级技能为培养目标的高等职业学校本职业（专业）毕业生；
（4）取得本职业中级职业资格证书的大专以上毕业生，在本职业连续工作2年以上或经本职业高级正规培训达到规定标准学时数，并取得毕（结）业证书。
——国家职业资格二级／技师（具备下述条件之一者）
(1)取得本职业高级职业资格证书后，连续从事本职业工作5年以上，经本职业技师资格正规培训达到规定标准学时数，并取得毕（结）业证书；
(2）取得本职业高级职业资格证书的高级技工学校本职业（专业）毕业生，连续从事本职业工作满5年；
（3）取得本职业高级职业资格证书后，连续从事本职业工作满8年。
——国家职业资格一级／高级技师（具备下述条件之一）
（l）取得本职业技师职业资格证书后，连续从事本职业工作3年以上，经本职业高级技师资格正规培训达到规定标准学时数，并取得毕（结）业证书；
(2）取得本职业技师职业资格证书后，连续从事本职业工作满5年。
1.8.3鉴定方式：本职业鉴定分为理论知识考试和技能操作考核。理论知识考试采取闭卷笔试方式；技能考核根据实际需要，采取操作、口试、笔试相结合的方式。两门考试均采用百分制，成绩皆达60分以上者为合格。
技师和高级技师尚须通过综合评审。
1.8.4考评人员与考生的配比：理论知识考试按15一20名考生配1名考评员且不少于2名；技能操作考核按5—8名考生配1名考评员且不少于3名。
1.8.5鉴定时间：理论知识考试时间为120—180分钟；技能操作考核时限为60一120分钟。
1.8.6鉴定场所设备：理论知识考试在标准教室内；技能考核根据操作项目，在配备有相应的设备、材料以及相关工具、仪表，能模拟电力机务维护或施工的场所。
2.基本要求
2.1职业道德
2.1.1职业道德基本知识
2.1.2职业守则
（1）爱岗敬业，忠于职守；
（2）勤奋进取，精通技术；
（3）团结协作，确保通信畅通；
（4）遵守纪律，严守秘密；
（5）吃苦耐劳，文明生产。
2.2基础知识
2.2.1法规及企业规章制度知识
（1）电信法规；
（2）电力相关法规；
（3）劳动法规：劳动合同、劳动纪律、岗位规范
（4）企业及本职业相关规章制度。
2.2.2电力机务基础知识
（l）电工原理知识；
（2）电子电路基础知识；
（3）热力学基础知识；（4）流体力学基础知识。
2.2.3电力机务专业知识
（1）交流供电系统知识；
（2）直流供电系统知识；
（3）高频开关电源知识；
（4）油机发电机组知识；
（5）蓄电池知识；
（6）机房空调知识；
（7）UPS知识；
（8）集中监控知识。
2.2.4专业规程知识
（1）电信电源维护规程；
（2）电信机房空调维护规程；
（3）设备运行维护技术指标；
（4）电源、空调设备的设计、施工、验收规程
（5）本地区供电部门相关规程、规范。
2.2.5安全知识
（1）安全生产操作规程；
（2）安全用电知识；
（3）防火防爆知识；
（4）有毒气体预防知识；
（5）机房保密知识。
2.2.6其他知识
（1）通信网基础知识；
（2）计算机基础知识；
（3）专业英语基础知识；
（4）机械阅图基础知识；
（5）工程概、预算基础知识。
3.工作要求
本标准对初级、中级、高级、技师、高级技师各级别的技能要求及相关知识依次递进，高级别包括了低级别的要求。
3.l国家职业资格五级（初级）
职业功能：
一、值班巡检
工作内容：
（一）设备巡视
技能要求：
1.能正确读准各种仪表指示数值
2.能理解各类告警指示的含义并采取相应措施
相关知识： 1.电压、电流、电功的定义和单位
2.供电质量指标
（二）倒换操作
技能要求：
1.能对各种自动保护开关进行复位操作
2.能更换各种熔断器
3.能够进行停、送电操作；能进行切换高、低压双电源操作
4.能正确开、停柴油发电机组
5.能正确填写倒闸操作票
6.能进行机房空调的主、备用倒换
相关知识：
1.自动保护开关的基本原理
2.熔断器的选择依据
3.高压成套设备功能；双电源连锁（机械和电气）基本原理
4.发电机组的构造和基本原理
5.两种操作票的适用范围
（三）设备排障
技能要求：
1.能排除油机启动系统简单故障
2.能排除机房空调风机系统故障
3.能判断整流设备故障范围
相关知识：
1.油机功率与启动电池容量关系
2.风机调速原理
3.高频开关电源的结构、功能
职业功能：
二、设备维护
工作内容：
（一）设备清洁调整
技能要求：
1.能更换柴油机三滤及表面清洁
2.能更换机房空调空滤及设备表面清洁
3.能清洁、更换整流设备、冷却风机、滤网；风机注油
4.能对蓄电池组全面清洁
5.能对熔断器、刀闸、开关等电器及配电设备进行表面清洁
相关知识：
1.柴油、机油型号及使用范围
2.各类机房的温度、湿度指标
3.高频开关电源的维护周期
4.蓄电池容量的概念
5.常用电器设备的维护周期和更新周期
（二）维护测试
技能要求：
1.能测量供电设备主要部件的温升或压降；能测量各蓄电池、馈电母线、熔断器、电缆及软连接接头压降
2.能测量接地电阻和中性电流
3.能测量电力电流和设备绝缘
4.能测量杂音电压
相关知识：
1.万用表的基本原理和使用方法
2.蓄电池浮充和均充电压标准
3.常用电缆和设备的绝缘等级及绝缘指标
4.等效杂音的定义及指标；杂音形成的主要原因
职业功能：
三、日常管理
工作内容：
（一）填写资料
技能要求：
1.能及时、准确记录设备和系统障碍现象
2.能按时执行维护作业计划、书写工作写实和包机小结
3.能记录、整理、统计各种运行记录和原始资料
4.能填写机历薄；分析运行记录；掌握设备状态
相关知识：
1.电力室应建立的技术资料、记录种类和要求
2.包机人所包设备的电路图和主要电气参数；所包设备与其他设备之间的关系
3.障碍处理流程和障碍报告制度
4.写作知识
（二）计算机操作保养
技能要求：
1.能正确连接、启动、关闭计算机
2.能正确使用打印机
3.能正确使用UPS 4.能正确使用杀毒程序
5.能对计算机进行一般保养
相关知识：
1.计算机基础知识
2.打印机操作须知
3.UPS基础知识
4.预防计算机病毒的一般方法
（三）安全生产
技能要求：
1.能正确使用和维护电气火灾灭火器材
2.能做到防火、防爆、防静电、防小动物等工作要求
3.能掌握安全用电的操作方法
4.对触电人员能正确实施急救
5.能按规定做好交接班 6.能执行保守通信秘密的制度
相关知识：
1.电气火灾的特点和预防措施
2.机房防火的基本要求
3.触电急救方法
4.交接班制度
5.通信保密规定
3.l国家职业资格四级（中级）
职业功能：
一、值班巡检
工作内容：
（一）设备巡视
技能要求：
1.能进行交、直流屏，高频开关电源等设备告警点的增、删、改
2.能对机房空调参数进行设定、修改
相关知识：
1.告警电路的基本原理
2.机房空调恒温、恒温控制原理
（二）倒换操作
技能要求：
1.能对整流模块进行增、减更换
2.能对蓄电池进行扩容、更新
相关知识：
1.开关电源的技术指标和容量配置
2.阀控电池的保证容量计算
（三）设备排障
技能要求：
1.能排除油机燃油和润滑系统故障
2.能确认蓄电池组中的落后电池
3.能排除制冷系统的一般故障
4.能判定集中监控系统的故障范围
相关知识：
1.柴油机PT泵的基本原理
2.蓄电池反极现象的危害和产生原因
3.电磁阀的作用和控制过程
4.电源、空调和环境集中监控系统的拓扑结构和系统配置标准
职业功能：
二、设备维护
工作内容：
（一）设备清洁调整
技能要求：
1.能清洁油机供油系统各部件
2.能清洗机房空调冷凝器、蒸发器
3.能带电清洁低压配电设备内部灰尘
相关知识：
1.内燃机的六大机构、系统的构成和基本原理
2.冷凝器、蒸发器与制冷工况的关系
3.常用低压绝缘措施
（二）维护测试
技能要求：
1.能准确测量接地电阻
2.能对空调系统抽真空、用高低压表测试系统压力
3.能测试发电机组的负荷能力
4.能对蓄电池组进行核对性容量试验
5.能对UPS逆变容量进行测试
相关知识：
1.接地和防雷系统知识
2.制冷系统真空度、系统工况与制冷量的关系
3.影响发电机组容量的主要因素
4.核对性容量试验计算方法
5.逆变容量与蓄电池容量的关系
职业功能：
三、日常管理
工作内容：
（一）填写资料
技能要求：
1.能准确填写各种测试记录
2.能根据蓄电池放电记录分析容量变化趋势
3.能根据各种记录对供电系统进行质量分析
相关知识：
1.设备完好标准
2.影响蓄电池容量、寿命的各种因素
3.质量检查和验收标准
（二）计算机操作保养
技能要求：
1.能运用计算机管理系统
2.能进行计算机主机、外设的安装
3.能进行监控参数的设定、控制
4.能进行资料存、取操作 5.能制作网线并安装
相关知识：
1.计算机软件、硬件常识
2.计算机、打印机维护常识
3.文件、图表输入方法
4.计算机配套UPS的容量选择
（三）安全生产
技能要求：
1.能及时发现事故隐患，并对事故隐患采取相应措施
2.能安装漏电保护器
3.能进行工作地、保护地、防雷地地线的制作、安装
相关知识：
1.事故隐患常识及防护方法
2.漏电保持器基本工作原理
3.综合接地规范和分散接地规范
4.防雷常识
3.l国家职业资格三级（高级）
职业功能：
一、值班巡检
工作内容：
（一）设备巡视
技能要求：
1.能根据现场采集的数据，判断设备运行状态
2.能根据监控系统提示，准确判断供电系统中的疑难故障
3.能对供电系统中各种保护进行定值调整
相关知识：
1.电源、空调设备的电气性能、运行参数、容量指标
2.传感器安装位置、特征量的采集
3.各种自动开关的工作原理、保护时限和机械性能
（二）调度操作
技能要求：
1.能对集中监控系统进行增、减配置
2.能对供电系统中的线路进行扩容、改造、更新
3.能根据节能运行原则，及时调整空调参数
4.能根据负荷情况，合理配置电池容量、整流模块数量以及供电方式
相关知识：
1.监控系统各单元模块的功能 2.交、直流电力线负荷计算
3.空调节能运行方法、制冷工况优化
4.线路和设备配置原则、并列运行条件、方法以及操作注意事项
（三）设备排障
技能要求：
1.能排除发电机和控制屏故障
2.能排除机房空调风机系统复杂故障和加湿回路故障
3.能排除高频开关电源主回路故障
相关知识：
1.发电机和控制屏工作原理
2.压控风机调速控制电路和加湿电路工作原理
3.高频开关电源逆变电路、驱动电路、时钟电路等单元电路的工作原理
职业功能：
二、设备维护
工作内容：
（一）设备清洁调整
技能要求：
1.能清洁油机润滑系统各部件
2.能更换、清洁机房空调加湿系统元件
3.能清洁、更换整流元件、滤波元件、显示元件和各单元电路板
4.能对蓄电池组连接装置进行清洁，保持接触良好、松紧合适
5.能对熔断器、刀闸、开关等大电流电路接点进行清洁，保持位置准确、接触良好
相关知识：
1.柴油机增压器工作原理
2.机房空调常用加湿方法
3.高频开关电源原理图
4.阀控蓄电池维护要点
5.常用电器设备过负荷动作原理和维护周期、更新周期
（二）维护测试
技能要求：
1.能进行在线蓄电池容量试验
2.能进行机房空调管路试压
3.能测量供电系统和供电设备相关点的电压波形
4.能对系统杂音电压进行分析
相关知识：
1.影响蓄电池容量的各种因素
2.空调管路安装规范
3.供电系统谐波的产生和抑制知识
4.各种频谱杂音的形成原因及解决方法
职业功能：
三、日常管理
工作内容：
（一）填写资料
技能要求：
1.能通过障碍现象，分析、判断障碍原因
2.能整理、建立各种档案资料
3.能编制常用维护表格
4.能组织交接班活动
相关知识：
1.高阻配电与低阻配电知识
2.文字档案管理常识
3.制作图表的一般知识
（二）计算机操作保养
技能要求：
1.能进行操作系统安装
2.能进行监控软件安装
3.能对监控参数进行增、删、改
4.能制作、安装PS232、RS485等连接线
5.能解决计算机运行中常见的异常现象
6.能指导初、中级人员对计算机进行保养
相关知识：
1.计算机应用知识
2.计算机应用软件开发常识
3.数理统计的基本方法
4.RS232等常用接口的物理定义
5.大型UPS的使用常识
（三）安全生产
技能要求：
1.能参与生产事故分析
2.能提出机房安全建设、改造方案
3.能掌握安全用具的检查方法
4.能指导初、中级人员执行安全操作规程
相关知识：
1.事故调查、分析方法
2.机房防火建设规范
3.安全用具检验周期和检验标准
4.安全生产管理知识
附录：理论要求
理论要求以初级、中级、高级、技师、高级技师等分为五级，高级别包括了低级别的要求。
1.国家职业资格五级（初级）
类别：基础知识
知识要求：电工基础、电子电路基础、热力学基础
鉴定内容
1.电的基本概念及表示符号
2.直流电路和单相交流电路的计算
3.电磁感应的基本原理及其应用
4.整流、滤波、放大、振荡电路的基本工作原理
5.晶体管串、并联稳压电路工作原理
6.三端稳压器、复合管工作原理及其应用
7.变压器、交直流电机基本工作原理
8.比热的概念和热力学第一第二定律
类别：专业知识
知识要求：
（一）交直流供电系统知识
鉴定内容
1.通信电源系统组成2.交直流配电系统的构造
3.高压成套设备的组成
4.直流供电系统中杂音的概念及产生的原因
5.双电源的概念及双电源联锁的基本原理
6.接地的概念和常用接地方式
7.交流稳压器的基本原理
（二）高频开关电源知识
鉴定内容
1.开关整流器的分类与构成2.智能型开关电源的构造
3.开关电源基本工作原理
（三）油机发电机组知识
鉴定内容
1.内燃机的分类、结构和型号
2.柴油机的基本工作原理
3.柴油发电机组维护要点
4.发电机的构造和基本工作原理
（四）蓄电池知识
鉴定内容
1.蓄电池的分类、结构和型号
2.蓄电池在通信电源中的作用 3.蓄电池的容量和放电率的概念
4.定性分析影响蓄电池实际放电容量的因素
5.恒压充电终了的判定
（五）机房空调知识
鉴定内容
1.冷和热、热和热量的概念
2.氟制冷系统的构造和组成3.恒温恒湿的概念和参数设定
4.送、回风道系统的组成（六）UPS知识
鉴定内容
1.UPS的概念
2.UPS的开机、停机操作
（七）集中监控知识
鉴定内容
1.电源和机房环境集中监控的概念和作用
2.集中监控网络的组成类别：相关知识
鉴定内容
1.电信网的基本概念
2.微机的结构，组成和操作系统的概念
3.通信电源日常维护初级英语
4.安全常识
2.国家职业资格四级（中级）
类别：基础知识
知识要求：电工基础、电子电路基础、热力学基础
鉴定内容
l.电功、电功率的概念和计算
2.差动放大电路和集成运放
3.晶体管串联型稳压电源
4.脉冲信号、二进制、逻辑电路的基本知识
5.物质的三种状态变化规律；压强与真空度、蒸发与凝结、过冷与过热的概念及其应用
6.三相电路的结构特点、连接方式、线电压和相电压、线电流和相电流的计算
7.视在功率、有功功率、无功功率的概念
类别：专业知识
知识要求：
（一）交直流供电系统知识
鉴定内容
1.常用低压电器的功能、工作原理、电器符号及其应用
2.供电系统的技术指标
3.直流供电系统中的杂音指标及测量
4.接地系统的构成和测量
（二）高频开关电源知识
鉴定内容
l.开关整流器的技术指标和容量配置
2.开关整流模块功率变换电路的组成3.监控模块的接口
4.监控模块的管理功能
（三）油机发电机组知识
鉴定内容
1.柴油机的两大机构和四大系统的工作原理
2.PT型燃油系统的特点
3.电子调速器的概念、分类、组成
4.发电机的绕组连接方式和发电机的主要技术参数
（四）蓄电池知识
鉴定内容
1.阀控电池的基本工作原理
2.阀控电池运行方式和维护要点
3.蓄电池的保证容量计算、分析
4.恒压充电方法和充电限流设定
（五）机房空调知识
鉴定内容
1.机房空调设备的技术指标、安全运行、维护要点
2.活塞式和涡旋式制冷压缩机的工作原理
3.电极加湿器和红外加湿器的组成、工作原理
4.风冷凝器及压控风机系统的构造和工作原理
5.风道系统的布置及其工作原理
（六）UPS知识
鉴定内容
UPS的构成及维护要点
（七）集中监控知识
鉴定内容 1.监控系统的拓扑结构，各监控子系统的概念和组成2.常用传感器的功能
类别：相关知识
鉴定内容
1.常用的数据通信传输方式
2.局域网的构成
3.通信电源专业英语知识
3.国家职业资格三级（高级）
类别：基础知识
知识要求：电工基础、电子电路基础、热力学基础
鉴定内容
1.复杂交、直流电路的计算
2.交流电的三种表示方法
3.向量表示方法和功率计算
4.功率因数的概念和提高功率因数的方法及计算
5.常用典型集成电路应用
6.推挽式和桥式变换电路工作原理
7.电磁场的基本知识
8.焓的概念和定性分析制冷过程中的物态变化
类别：专业知识
知识要求：
（一）交直流供电系统知识
鉴定内容
1.供电系统扩容、更新主结线方案的选择和容量配置、计算
2.高阳配电和低阻配电的概念
3.通信系统防雷要求
4.直流供电系统带电割接方案的制定及安全操作要点
5.工程竣工验收方法和竣工资料的建立
（二）高频开关电源知识
鉴定内容
1.功率因数校正电路的基本原理
2.开关电源系统的扩容设计
（三）油机发电机组知识
鉴定内容
1.PT型喷油器和电子调速器的工作原理 2.涡轮增压器的原理及增压器的润滑
3.发电机组励磁系统工作原理，相复励磁、三相谐波励磁、无刷励磁等三种方式技术性能分析比较
4.机组常见故障分析
（四）蓄电池知识
鉴定内容
1.蓄电池容量试验和核对性容量试验的计算
2.蓄电池温度补偿原理和维护要点
3.监控模块充电限流和整流模块充电限流计算
4.蓄电池常见故障分析
（五）机房空调知识
鉴定内容
1.机房空调设备容量配置，扩容、更新方案选择
2.室内风机风量调节的几种方法
3.室外风机速度调整的基本原理和常用的几种控制方法
4.电磁阀和气、液分离器的作用
（六）UPS知识
鉴定内容
UPS常见故障分析
（七）集中监控知识
鉴定内容
1.监控系统的拓扑结构性能分析
2.数据采集原理
3.常用传感器结构、工作原理和安全运行要点
类别：相关知识
鉴定内容
1.TCP／IP协议的内容、作用
2.协议转换器的基本工作原理
3.常用数据库的结构和基本工作原理
电力通信标准体系 篇5
目前我国的电力信息通信主要是由骨干通信网和终端通信接入网两个领域分管, 骨干通信网主要由三个部分支撑着, 包括了传输网、业务网及支撑网。传输网的覆盖面积广, 几乎把全国都囊括进去, 骨干网采用了多种通信方式, 如光通信、微波传递、卫星通信、电力线载波等[1], 这些方式中, 主要是以光通信为主, 因为光通信网络具有信息传递容量大, 损耗低的特点。光通信网络主要是按行政管理区划来进行划分, 通常分为四级, 对应国家四个行政区, 国家就属于国家电网总部, 各个区域则好比国网分部, 每个省级行政区则是省电力公司, 市县一级就为市县电力公司。电网的铺设一般是按照电压等级来进行, 带宽容量随着铺设的电压等级依次扩大。业务网是由许多面向特定业务、相互独立的网络组成, 如行政电话交换网、调度电话交换网等。支撑网由时间同步、网管系统等构成。相对骨干通信网而言, 终端接入网是根据特定的业务需要自行建设, 因此显得相对薄弱。虽然自动化业务随着经济社会的发展正在逐渐普及, 终端电力光缆的资源也日趋丰富, 但电力通信网的薄弱环节却依然还是深入户侧的最后一公里。
二、互联网与能源融合下电力信息通信架构体系的发展模式
2.1合理整合分配层级输送系统。国家电网通过对人、财、物的集约化管理来促进业务的向上扁平化发展, 使得信息系统的二级部署的数据流量向一、二级骨干网汇集。因此, 根据未来的通信需求, 我国的电力信息通信架构将向更高等级的骨干网及终端接入网这两级分化[2]。由于可见, 合理整合分配层级输送系统是电力信息通信架构体系发展的一种必然趋势。在末端运用多种通信手段来对自组网、骨干传输及数据网络资源进行合理的动态分配, 将变成进行网络扁平化管理的一项重要措施。
2.2融合内网外网综合资源。随着经济社会发展的需要, 电力专网与公共网络也就是内网与外网资源的融合将会逐渐提上日程。一方面, 由于电力营销业务的兴起, 使得内网与外网的信息交互手段已满足不了用户的需求, 他们使用起来并不像理想中那么简便, 从而制约了业务的拓展。在另一方面, 电力的生产经营越来越依赖于电信运营商的移动网络信息系统, 但电网的光通信网络传输系统又是社会各行各业所急需的信息通信通道。所以, 根据内外网通信资源的优势互补情况, 如何更好地融合内外网的综合资源, 让电力专网不在只是传统意义上的物理通道, 而是可以通过多种安全手段来实现资源的合理配置将成为我国电力信息通信架构体系今后发展的方向。
2.3优化设备配置方案。目前电网业务主要是采用集中调度控制方式来对电网资源进行合理运营, 但智能决策和控制缺乏需求[3]。能源互联网的架构体系建成后, 每个单元都将形成特有的决策主体。对于特定的一些电力设备, 我们可以把决策及控制的主体稍加变化, 使得调控中心既可以是集中的, 又可以分散在各个网络的节点。能源供需沟通、交易撮合、控制潮流等业务会产生供需信息、交易信息等多样化的数据, 这些数据的传输协议与物理拓扑迥异, 但却一起承载于同一种通信网络上, 并产生交互影响。因此, 在电力通信网的末端设备接入网上, 将会出现一种新的通信设备与各类设备相互融合的新格局, 进而产生一个全新的电力信息通信架构体系。
三、结语
互联网与能源融合将会通过先进的信息通信技术, 将电网、电力消费及电力企业的联系变得更加紧密, 可以承载更多的能源互联网管理数据, 从而对各项大数据进行分析处理, 进而为用户提供更多类型的能源供应互联应用模式。
摘要：随着社会科技的发展, 互联网与能源融合已经成为了当前能源领域研究的一个重点。本文在深入探究我国国内电力信息通信架构体系现状的基础上, 对互联网与能源融合背景下电力信息通信架构体系的发展模式进行了探究。
关键词：能源互联网,电力信息通信,架构体系
参考文献
[1]杨方, 白翠粉, 张义斌.能源互联网的价值与实现架构研究[J].中国电机工程学报, 2015, 14:3495-3502.
[2]李迪, 耿亮, 佟大力, 郑培昊.互联网与能源融合背景下电力信息通信领域的发展趋势和方向[J].电力信息与通信技术, 2015, 07:1-7.
电力通信标准体系 篇6
自大数据概念提出以来,受到了信息服务提供商、政府和国际组织等的广泛关注,相关投入和研究快速增加,纷纷通过内部研发、收购、技术整合等一系列手段布局“大数据”战略,以期统一管理和高效处理已有的海量结构化、半结构化、非结构化数据。2015 年9 月,国务院发布《促进大数据发展行动纲要》,指出“大数据是以容量大、类型多、存取速度快、应用价值高为主要特征的数据集合,正快速发展为对数量巨大、来源分散、格式多样的数据进行采集、存储和关联分析,从中发现新知识、创造新价值、提升新能力的新一代信息技术和服务业态”[1]。大数据技术应用的关键不是“大”和“数据”,其核心价值是将数据视作与人、财、物一样的企业核心资产,让资产创造价值。
为适应大数据与“互联网+”融合创新应用的需求,国家电网公司于2015 年初正式提出了“全球能源互联网”的发展战略,即以特高压电网为骨干网架(通道)输送清洁能源、建设全球互联泛在的坚强智能电网为目标,将应用大数据、云计算、物联网、移动互联、智能穿戴、计算机视觉等技术,增强输变电设备状态的智能感知与实时评价、设备精准定位、故障自动预警等能力,优化大电网分布部署与集中协调的控制模式[2]。全球能源互联网将运用大数据技术,对多元能源数据(如燃气网数据、热力网数据、发电厂数据、电网数据等)和经济、气候等外部数据进行快速、及时、准确地分析,提升能源供应的效率,实现互联网与风能、太阳能、地热能等可再生能源的融合和全球能源互享[3]。
全球能源互联网环境下的电力大数据更强调多元数据处理的多样性、复杂性和实时性[4]。要实现大数据技术在全球能源互联网行业的广泛应用,需要设计一整套覆盖基础设施、信息采集、数据集成、分布式存储、高性能计算、数据探索、可视化展现、一体化搜索、智能信息处理、安全治理、多维交互的大数据混合体系架构,以成熟先进的大数据产品及开源软件框架相结合的方式,搭配传统数据处理组件,形成数据、平台、存储、计算、分析、可视化的完整生态链,提出恰当的数据管理规范和应用标准,规范大数据在系统中的流动和处理过程,形成面向电力大数据技术研究、产品研发、试点建设的大数据标准体系。
1 大数据研究现状
1.1 电力大数据概述
随着坚强智能电网的建设,电力行业已产生大规模海量的专业数据,例如:电网规划方面,已有GB级电网计划类数据和规划信息数据,随着配网规划业务的急速扩张,将逐渐积累TB级数据;电网建设方面,目前每年产生约1 TB结构化和4 TB非结构化的建设管理数据;电网运行方面,目前每年产生约150 TB电压、电流等电网运行数据;电网检修方面,生产设备每年不仅产生TB级的状态数据量,而且还产生PB级的视频数据;电力营销方面,每年新增约100 TB营销用电采集数据,随着用户规模持续扩大,系统数据量将进一步增加;电力客服方面,目前产生TB级客户档案及交易数据,日增约4 GB客服音频数据。这些体量巨大、处理速度快、数据类型多样、价值密度低和复杂的数据共同组成电力行业大数据集[5]。
通过对大数据4V特征的深入理解,结合电力行业实际业务与数据现状,国家电网公司研究并提出“电力大数据”的内涵。电力大数据是指通过传感器、智能设备、视频监控设备、音频通信设备、移动终端等各种信息获取渠道收集到的,海量的,结构化、半结构化、非结构化的,且相互间存在关联关系的电力业务数据集合[5]。电力大数据应用的关键不是“大”,也不是“数据”。“大”是一个相对的概念,不是必须“大”到某个量级的数据量才是大数据。“大”主要体现在2 个方面:一是数据集“大”到一定程度,可全面表现数据所描述的对象的特征或某种规律;二是数据的规模和复杂程度“大”到传统数据工具无法处理分析,需要运用大数据技术。电力大数据以大数据平台和数据资产管理为基础,通过新的多元数据集成、多类型数据存储、高性能计算和多维分析挖掘技术,实现跨专业、跨部门、快捷便利、个性定制的内外部数据关联分析,满足电力企业在电网生产、经营管理、优质服务3 方面的管理提升和业务创新需求[6]。
1.2 大数据基础体系架构
以往的国内外大数据研究趋势主要侧重于应用,而非基础架构,但越来越多的研究机构认识到,大数据研究中基础架构是至关重要的,因为它会影响其他关键技术的性能。任何大数据的基础设施架构,本质上需要平衡成本和效率,以满足特定的业务需求。总的来说,大数据基础体系架构大致可分为3 个层次:第一层为数据智能,包括数据仓库、实时的数据处理等,为大数据技术的应用层;第二层为软件基础架构,包括大规模分布式存储、分布式计算,可对应云计算的平台即服务(Platform as a Service,Paa S)和软件即服务(Software as a Service,Saa S)层;第三层为数据中心、网络、服务器等硬件基础设施,可对应云计算的基础设施即服务(Infrastructure as a Service,Iaa S)层。其中,软件基础架构和底层硬件可统称为数据中心计算,而软件基础架构、数据智能和数据展示则被看作大数据技术,提供大数据服务。
当前,部分业界厂商和研究机构也在积极开展大数据基础体系架构研究,如Juniper公司基于Hadoop的可扩展大数据体系架构,并在其新一代产品ONE QFABRIC SYSTEM中得以应用;IMEX Research研究机构也针对大数据开展下一代体系架构研究,作为后续大数据研究的基础[7]。
1.3 电力大数据标准
根据大数据应用的本质,大数据的相关标准往往分布在数据的采集、数据的传输、数据的存储和管理、数据的分析挖掘等方面。由于大数据的多样化特征,针对不同行业,大数据的相关标准也会有较大不同。针对电力行业目前的业务应用及发展现状,电力大数据的相关标准体系现状如下。
1)大数据采集相关标准。主要是用电信息采集相关的一些标准和视频监控数据采集相关的一些标准。其中用电信息采集相关的标准包括IEC标准4 项、国家标准13 项、行业标准3 项、国家电网公司企业标准2 项。
2)大数据传输相关标准。IEEE标准协会制定并通过了一系列智能电网通信标准项目,为大数据应用提供了有效支撑。
3)大数据的存储和管理相关标准。以非结构化数据管理相关标准、分布式存储相关标准、存储虚拟化相关标准为主。
4)大数据分析挖掘相关标准。主要包含数据挖掘流程规范、模型表示标准、数据描述等相关标准[8]。
2 基础体系架构
2.1 面向全球能源互联网的电力大数据总体架构
为了分析电力大数据的体系架构,需要从数据全寿命生命周期出发,沿着“数据→信息→知识→应用”的路线分析大数据平台的主要功能构成。电力大数据的分析流程主要包含数据集成、数据存储、数据计算、业务应用4 个阶段,在该流程中融合数据治理、分布式存储、高性能混合计算、数据探索、一体化搜索、可视化展现、智能信息处理、安全治理等信息技术实现数据分析、处理、安全防护的基础平台支撑,通过全球能源互联网多领域交叉融合研究,建立智能化的建模分析及数据使用模式,支撑全球能源互联网业务应用和场景需求,总体架构如图1 所示。
1)数据源层。通过整合多元能源数据和人口、经济、环境等其他内外部数据,形成由关系型数据库、二维表等结构化数据,文本、图片、音频、视频、日志、报表等非结构化数据、历史/ 准实时数据以及电网GIS数据共同构成的数据海洋,是大数据分析与应用的数据基础和来源。
2)数据管理层。基于SG-CIM模型,对数据源层的数据进行模型统一,通过消息总线接入、关系数据库导入以及文件导入3 种数据接入的方式,实现数据存储与集成管理[9]。消息总线接入重点解决流式数据和日志数据的接入,关系数据库导入主要用来完成结构化数据从关系数据库到大数据平台的数据迁移,文件导入则用于对传感器数据、社交媒体数据以及文档、图像、视频等新型大数据文件的向上传输。
3)数据计算层。融合传统的批数据处理体系和面向大数据的新型计算方法,通过数据的实时计算、海量数据的批计算,以及流数据的合并、快速的流计算处理,构建高性能、自适应的数据计算框架;整合现有成熟的数据分析挖掘算法,形成可定制、可调配的分析模型组件库,有效支持并行化计算[10]。
4)数据应用层。引入多租户模式,提供各类数据访问的控制方式及图形化的编程框架,为输变电智能化、智能配用电、智能调度控制、广域新能源功率预测及负荷预测、广域电网灾害监测与预警等典型电力大数据应用提供决策支撑,服务于全球能源互联网和三集五大两中心体系的建设。
2.2 电力大数据平台功能架构
电力大数据功能架构设计可用于规范和定义电力大数据平台在运行时的整体功能流程及技术选型,该平台可整合电力行业不同领域的数据,形成统一的数据资源池,构建具备开放性、可扩展性、个性化、安全可靠、成熟先进的大数据分析服务体系,并具备面向社会的公共服务能力。围绕大数据分析应用生态圈,从底层基础设施、数据集成、数据处理、数据分析、数据可视化5 个层面以及运维与安全2 个保障功能,应用先进技术、工具、算法、产品,构建电力大数据分析与应用平台功能架构(见图2)。
1)数据集成。通过改进现有数据抽取、转换、加载(Extract Transform Load,ETL)、文件适配器等采集技术,融合分布式高速高可靠数据爬取或采集等新型采集技术,完成现有数据中心数据、业务数据、终端数据等海量多样化数据的解析、转换与转载。
2)数据存储。结合业界成熟的分布式文件系统(Hadoop Distributed File System,HDFS)、No SQL、去冗余等高效低成本的存储技术,改进传统的关系数据库、数据仓库存储技术,实现海量多类型数据的存储,建立相应的关联索引,进行管理和调用服务;结构化数据采用行式数据库进行存储,非结构化数据采用HDFS进行存储,半结构化数据采用列式数据库或键值数据库进行存储,实时性高、计算性能要求高的数据采用内存数据库或实时数据库进行存储[11]。
3)数据计算。通过改进已有查询计算、批处理计算、内存计算技术,融合实时流计算、并行计算等新型计算技术,支撑大数据分析挖掘应用。
4)数据分析。通过提升改造现有智能分析决策平台的分布式能力,融合、集成开源分析挖掘工具和分布式算法库,实现大数据分析建模、挖掘、展现支撑业务系统实时、离线的分析挖掘应用。
5)数据可视。通过大数据图形化、图像化以及动画化等展现技术,完成报告、查询、分析、预警、搜索、数据开放、服务等接口/ 门户形式为公司大数据应用提供服务。平台服务接口包括原非结构化数据中心服务接口。
6)安全。解决从大数据环境下的数据采集、存储、分析、应用等过程中产生的诸如身份验证、用户授权和输入检验等大量安全问题;由于在数据分析、挖掘过程中涉及企业各业务的核心数据,防止数据泄露、控制访问权限等安全措施在大数据应用中尤为关键[12]。
7)运维。通过大数据平台服务集群进行集中式监视、管理,对大数据平台功能采用配置式扩展等技术,解决大规模服务集群软、硬件的管理难题,并能动态配置调整大数据平台的系统功能。
2.3 电力大数据平台技术架构
电力大数据核心平台基于Hadoop、Spark、Stream框架的高度融合、深度优化,实现高性能计算,具有高可用性,其技术架构如图3 所示。
数据整合方面,主要采用Hadoop体系中的Flume、Sqoop、Kafka等独立组件;数据存储方面,在低成本硬件(x86)、磁盘的基础上,采用包括分布式文件系统、分布式关系型数据库、No SQL数据库、实时数据库、内存数据库等业界典型系统;数据分析方面,集成Tableau、Pluto、R语言环境,实现数据的统计分析以及数据挖掘能力;监控管理方面,利用Ganglia,实现集群监控、服务监控、节点监控、性能监控、告警监控等管理服务[13];可视化展现方面,基于GIS、Flash、Echart、HTML5 等构建可视化展示模块。
2.4 电力大数据平台部署架构
在基础设施部署架构及容量规划方面,电力大数据平台集群主要由数据存储服务器、接口服务器、集群管理服务器和应用服务器组成,支持存储与计算混合式架构以及广域分布的集群部署与管理。每个省集群由共30 台x86 服务器和1 台小型机组成,其中核心数据集群由25 台服务器构成;剩余5 台服务器中,3 台服务器组成消息总线集群,部署包括Kafka消息队列集群以及文件传输协议(File Transfer Protocol,FTP)传输入库集群,1 台服务器作为集群登录跳转以及Rstudio Server服务节点,还有1 台服务器作为ODBC/JDBC服务以及Web HTTP/REST服务节点。小型机作为关系型数据库以及时间序列数据库节点,部署架构如图4 所示。
3 电力大数据标准体系
通过分析国内外大数据相关标准,并结合电力大数据技术、产品和应用需求,形成电力大数据标准规范18 项,重点涵盖基础概念、数据采集、存储、计算、分析、展示、质量控制、安全防护、数据服务等方面,适用于全球能源互联网环境下电力大数据平台建设和相关标准编制,电力大数据标准体系见表1所列。
1)基础标准。电力大数据术语规定电力大数据相关的基础术语、定义,保证对电力大数据相关概念理解的一致性;从数据生存周期的角度,提出电力大数据技术参考模型,指导电力大数据模型搭建[14]。
2)数据采集与转换标准。规定电力大数据平台上所采集数据的基本内容和属性结构,主要数据要素的采集方法和技术要求,适用于电力大数据各类信息的采集、处理、更新和转换全过程,指导大数据平台的数据采集与转换功能的实现和运行维护。
3)数据传输标准。规定智能电网通信的传输模式和传输协议,满足全球能源互联网大容量数据传输的高实时性和高可靠性要求[14]。
4)数据存储与管理标准。规范内外部数据源的多类型数据存储,满足全数据类型海量规模存储和多样计算快速查询读取需求。
5)数据处理与分析标准。规定电力大数据的商务智能分析工具和可视化工具的技术及功能的规范,用于大数据计算处理分析过程中的各项技术指标决策。
6)数据质量标准。规定大数据平台上数据的质量控制方法和成果验收要求,基于对数据采集、存储、处理、展示全过程的监控,详细规定数据从采集、处理到入库全过程质量控制要求和评价指标。
7)数据安全标准。规定大数据平台的物理安全防护、通信安全防护、系统安全防护、数据安全防护、访问控制、应用容错、容灾等安全指标和规范,规定对用户隐私数据的保护措施和要求,规范突发安全问题的应急措施和要求。
8)数据服务标准。规定大数据平台上数据的与外部系统之间的交互接口规范,包括文件服务(如消息队列、文件采集、文件操作、文件管理)及数据服务(如数据抽取、数据访问、数据调度、数据管理、多语言编程)等接口规范。
4 应用场景
4.1 实时分析应用
在输电监测与状态评估业务中,涉及线路台账、在线监测、试验检测、日常巡视、直升机或无人机巡视和卫星遥感等数据,电力大数据实时分析框架如图5所示,实时获取输电监测与状态的流数据,利用分布式存储系统的高吞吐,实现海量监测与状态数据的同步存储[15];利用事先定义好的业务规则和数据处理逻辑,结合数据检索技术对监测与状态数据进行快速检索处理;利用流计算技术,实时处理流监测与状态数据,根据流计算结果,实现实时评估和趋势预测,对输电线路健康安全状态进行正确评价,指导输电线路状态检修决策,准确识别输电线路故障,实现异常状态报警,对恶劣自然条件下输电线路气象灾害安全进行预警,为自然灾害防治提供决策支撑[16]。
4.2 离线分析应用
针对配电网规划、运行过程中产生的海量异构、多态的数据,具有多时空、多来源、混杂和不确定性的特点,分析配电网规划数据的种类和格式多样性,建立统一的大数据存储接口,实现配电网规划离线数据的一体化分布式快速存储。电力大数据离线分析框架如图6 所示。
在离线数据一体化存储的基础上,建立数据分析接口,提供对配电网规划数据统计处理任务的支撑,并进一步满足配电网规划计算分析、配电网风险评估及预警等高级应用系统的数据要求,为管理层合理调整负荷、调节运行方式、制定电价政策等决策提供科学合理的依据[17]。
5 结语
全球能源互联网的建设将产生爆炸式的信息数据,大数据技术的运用对于更好地管理和运行全球能源互联网具有极其重要的现实意义,旨在突破全球能源企业之间、业务之间的数据壁垒,促进能源生产和企业业务变革,提升全球能源互联网智能化水平。本文提出分层可扩展的面向全球能源互联网的电力大数据基础体系结构,构建功能架构、技术架构和部署架构模型;结合数据全周期管理,从基础、技术、产品、应用等方面综合考虑提出电力大数据标准体系;根据平台提供的混合计算功能,结合不同业务场景和计算任务特性,形成电力大数据实时与离线分析框架,支撑未来能源互联时代的精细化能量管理。
摘要：在充分研究调研大数据应用现状、智能电网大数据发展趋势的基础上,文章从数据源、数据管理、数据计算和数据应用等4个层面提出一套适用于全球能源互联网的电力大数据基础体系架构,并从功能、技术和部署的角度进行阐述,另外制定了电力大数据相关管理规范和应用标准体系,建立了电力大数据实时分析与离线分析场景的应用框架,支撑全球能源互联网环境下的电力大数据分析和决策。