面向新型电力系统的应急通信装备的研究及应用——以国网宁夏电力有限公司信息通信公司为例

李 潇，王福生，谭潇文，王建磊

（国网宁夏电力有限公司信息通信公司，宁夏 银川 750000）

1 研究背景和研究意义

1.1 研究背景

目前，国网宁夏电力应急通信系统由1辆动中通卫星通信车、4套便携站、2套宽带无线自组网设备组成。随着近年来灾害种类增多、发生频率增高、造成的损失日益增加，应急通信保障的难度也日益增大。电力应急通信只有不断地进行技术创新和设备升级，实现设备间的互联互通和信息共享，才能提高电力应急救援能力。按照新型电力系统建设要求，为推进设备精益运维工程，充分考虑“断路、断电、断网”极端情况下的应急指挥通信需要，我们必须进一步将更多的新技术引入到突发事故应急通信保障工作中，综合利用人防、物防、技防等手段，提高应急通信保障救援质量，解决后方指挥中心难以实时全面获取现场态势、现场人员沟通协作不畅、人员及作业安全监控能力不足、装备笨重携带不便等问题，以提升应急处置能力为目标建成一支“训练有素、装备精良、能力全面、响应敏捷”的通信快速反应保障队伍，为电网各项抢险救灾、重要活动保障等应急场景提供有力的通信保障[1]。

1.2 研究目的和意义

建立技术更新及应用机制。进一步将更多的新技术引入到突发事故应急救援工作中，推动卫星电话以及无线通信技术的应用，真正保障应急通信的质量。利用北斗导航系统全球覆盖的优势，精准定位突发自然灾害发生位置，第一时间锁定信号盲区，方便应急队伍进行快速抢险恢复通信。利用无人机技术探查搜寻受灾情况，在可控的安全范围内寻找最佳通信基站修复位置，避免次生灾害的发生，确保人员和物资的安全；部署性能更佳、容量更大的大带宽、低延迟特性的4G或5G基站，利用无线通信技术传输方便快捷的特点，使音频、视频信号第一时间传递到指挥中心，确保按时按需地调配人员物资，部署保障计划，利用电力快速抢通技术快速排除障碍，以最快速度保障电力恢复。以上设备备品、备件、种类繁多，需研究快速部署搭建方法，解决此难题[2]。

2 当前电力系统应急通信装备中存在的问题

（1）通信抢修能力不足。在公网受损的电力抢修过程中，无法为抢修队伍提供有效的通信支撑。在应急状态下，如果灾害或异常情况导致通信站整体失效，现有的应急通信系统无法恢复业务实现正常通信，缺少必要的应急抢修手段。

（2）无法支撑多点会议。现有的应急指挥系统只能回传单个抢修现场音视频信号，对双向会议交流支撑弱。单点应急会议质量低，无法支撑多点应急会议。车载会议系统声音、图像质量较低，仅能满足最基本的应急会商，无法适应重要现场会议保障需求，无法满足临时会场会议转播需求。

（3）系统性故障应对措施欠缺。对地震、火灾、机房失电等整个通信站失效的系统性故障缺乏有效应对措施。依赖卫星通信完成系统通信接入，难以满足大带宽、高可靠性、低时延等各异的应急通信需求，以及各种地形环境和恶劣极端天气等条件下的通信需求。同时，无法满足应急抢修人员对语音、数据通信、定位信息的需求。

（4）专业团队力量单薄。缺乏常态化人员轮训和应急状态下人员调动机制。目前公司负责应急通信系统管理的专职人员不足，保障队伍管理制度不够完善。同时，定期应急通信培训工作周期较长，人员应急保障技能和反应敏捷度有待提升，应急保障队伍缺乏调动性和流动性。

3 面向新型电力系统的应急通信装备研究

为及时吸取河南特大暴雨抗洪抢险应急处置经验教训，有针对性解决应急技术支撑保障能力不足的问题，国网宁夏电力有限公司信息通信公司进一步聚焦应急业务需求，自主研发了一套通信快速反应保障装备，为应对典型突发事件提供应急通信保障，支撑电力行业新一代应急指挥系统的建设，实现“快接、快通、快联、快视”的新一代通信应急模式[3]。

3.1 快放野战光缆抢修车

利用皮卡车作为承载平台，配置2组1.2 km野战光缆并固定在后备箱，可实现2.4 km光纤快速接入，且配置多类型接头。通过车载方式实现野战光缆快速展放，也可人工携带展放，支持野外作业和其他抢修任务，补强现有应急通信系统就近接入能力。利用车载光传输系统实现光路快速开通，重要业务快速抢通恢复，提高抢修效率。

3.2 快联多通道组网装备

快联多通道组网设备包括多网融合应急指挥终端、Wi-Fi 6、5G专网路由器、交换机、窄带自组网设备及对讲机等。可通过多种方式满足不同应用场景下的应急通信需求，提供一定范围内的信号覆盖、单兵通信、临时会议通道等功能，灵活开展最优通信接入。快联多通道组网设备可实现1～3 km数据传输，应急救援现场15 km范围内的对讲机音频信号覆盖，能够为应急通信系统提供快捷的音视频回传通道，及时传递信息，辅助远程指挥救援[4]。

3.3 快视便携会议设备

快视便携会议系统包括设备航空箱、显示航空箱、音箱航空箱、线缆航空箱。快视便携会议系统组网方便，可由车载运输，2人即可完成设备搬运部署，30分钟内完成会议快速组建，可提供高质量临时会议环境。配合5G专网、卫星便携站，可实现野外多点应急会议接入。能够将救援现场的音视频回传至应急指挥中心，为更好地做出应急决策提供辅助作用。

3.4 快通应急车载通信机房

快通应急车载通信机房包括便携应急抢修电源、光通信子站、IP电话等。打造车载光传输系统，可在野外提供交直流可靠供电，提供全接口、高速率通道开通，便于各种环境快速部署。在通信设备出现单点故障或通信站整体失效的情况下，利用野战光缆快速恢复生产业务，提高变电站或通信站应急抢修能力，大幅缩短通信中断时长。可在基建变电站现场部署代替临时通信机房，利用野战光缆开通临时业务调试通道；也可在变电站整站业务割接时，作为临时通信设备，保障电力通信业务安全稳定运行。

4 应用场景

4.1 救援现场会议搭建

当救援现场具备通信接入点时，由野战光缆和MESH提供两条互备的中继通道，经过附近的通信接入点接入视频会议网络，利用两套“快视”设备组成两套互相冗余的高质量会商会议。当临时会议场所不具备通信接入点时，可利用卫星通道经过国网地面站接入应急会议网络，5G切片专网利用公网会议平台完成音视频互通，并经省公司23楼应急指挥中心转播，形成两套互相独立的会议路由，完成两套互相冗余的会议接入（见图1）。

图1 救援现场会议搭建

4.2 通信应急救援支援

当发生自然灾害或特殊事件导致公网失效时，应急基干队员接到应急救援通知后，可派出动中通、会商车前往救援地开展通信应急支援。动中通可通过卫星通道与应急指挥中心建立通信连接，实现音视频回传。会商车与动中通可通过Mesh实现近距离通信连接，实现音视频传输，提供会商决策。可通过窄带自组网设备与数字对讲机实现近距离通信。通过无人机及单兵设备实现动中通或会商车附近3～5 km范围内的实时画面回传。通过Wi-Fi 6或5G设备实现抢修现场近距离信号覆盖，保障抢修人员通信畅通（见图2）。

图2 通信应急支援

4.3 变电站通信救援

在通信站内单套通信电源发生故障且无法修复时，便携式通信电源可快速部署至通信机房，短时替代故障电源，有效缩短对业务影响时间及影响范围；在通信站1套通信电源失效且现场无法快速完成故障抢修时，同步使用便携电源接入直流分配屏，确保站内失电的单电源设备15分钟内快速恢复，大幅缩短通信电源抢修期间设备中断时间，同时不影响另外一套通信电源运行的独立性[5]。在通信站内单套传输系统发生故障且无法修复时，便携式传输系统可快速部署至通信机房，替代故障设备，完成影响业务快速抢通，确保传输设备更换期间业务双设备运行，提高抢修期间的业务运行可靠性（见图3）。

图3 变电站通信救援

5 应用效果

在与其他单位开展的风灾、地震、设备故障等各种应急演练中，我们利用“快视便携会议设备”在现场快速搭建了现场指挥部，利用5G专网通道与后方应急指挥中心建立了高质量稳定可靠的音视频会议，同时利用快联多通道组网装备将现场抢修画面回传至现场指挥部及后方应急指挥中心，满足了现场应急通信及保障的需求，提高了突发事件响应速度和准确性，也充分验证了“四快”快速通信反应保障装备在各种恶劣条件下都能够发挥应有的作用，在应急通信保障救援的过程中能够保障通信渠道的畅通，可将信息准确地传递至指挥中心，能够更快速、更有效地组织救援，并及时调整救援抢修方案，提高救援效率和质量并保障应急人员的生命安全，在一定程度上降低了救援工作的风险，提高了安全系数。通过多次实战演练真正做到了在应急处置过程中“通信不断”的目标[6]。“四快”快速通信反应装备在实战中得到了有效检验，能够满足不同场景下的通信保障需求，实现了从“听得见”到“看得见、连得上、调得动”的重大变革。下一步将继续联合各地市供电公司共同建立多部门联合联动机制，探索更多场景的演练，不断推进应急新装备、新技术的应用，通过实战切实提高应急基干队员的应急突发事件处置能力及现场通信保障能力[7]。