为应对气候保护的迫切需求，实现可再生能源并网发电的快速发展，能源系统必须更加灵活、更加智慧。这一趋势对于能源密集型工业企业尤为重要。数字化能为这一趋势提供解决方案：「微电网」可将工业企业的用电负载与发电机联网，生成一系列可被测量、控制、监测和调节的数据。

       过去，变电站发生问题时，经常需要派维修工人去现场拧一下开关，而不是由中央控制室做远程修复。现在，电网能够自动感知到问题，自动修复或绕过问题线路。基于CrossNMS的电力网络监护系统将为我国的电力网络的智能运转保驾护航。 通过该系统可建立供电网络仿真模型，模拟配电网络运行，监测故障，实现无人值班模式。系统在配电发生故障时，能在最快的时间内切除故障，保护一次设备，缩小停电范围；对于发生故障的部分，能协助运行人员分析故障原因，快速查找和排除故障，尽量缩短停电时间；对于有备用电源或者备用设备的场合，发生故障时还能在极短的时间内有选择性的自动使用备用电源或者设备，提高系统供电可靠性。

       为了保证网管系统能较好适应电力通信网的特点，满足电力通信网的管理要求，基于CrossNMS的电力网络监护系统设计成冗余结构，兼容多机种、多种操作系统，并保证系统运行的可靠性；电力网络监护系统充分考虑了系统分期建设的要求，并考虑了不同档次的网管系统的需求。电力网络监护系统采用IP级的网络，实现系统中各硬件平台之间的互联，利用现有的各种管理数据网络的路由，组织四通八达的网管系统网络。

基于CrossNMS的电力网络管理系统包括以下各个层次：

　　网元数据采集层：网元(设备)的数据接入、数据采集系统。

　　网元管理层：直接管理单个的网元(设备)，同时支持上级的网络管理层。这一层主要是面向设备、单条电路，是网络管理系统的基础内容。其直接的结果实现设备的维护系统。

　　网络管理层：在网元管理的基础上增加对网元之间的关系、网络组成的管理。主要功能包括：从网络的观点、互联关系的角度协调网元(设备)之间的关系；创建、中止和修改网络的能力；分析网络的性能、利用率等参数。网络管理层的另一个重要的功能是支持上层的服务管理。

　　服务管理层：管理网络运行者与网络用户之间的接口，如物理或逻辑通道的管理。管理的内容包括用户接口的提供及通道的组织；接口性能数据的记录统计；服务的记录和费用的管理。

　　业务管理层：对通信调度管理人员关于运行等事项所需的一些决策、计划进行管理。对运行人员关于网络的一些判断的管理。这一层管理往往与通信企业的管理信息系统密切相关。其功能包括：日志记录，派工维护记录，停役、维护计划，网络发展规划等。

　　基于CrossNMS的电力网络管理系统是全网络的，对于面向用户服务的规模较大的通信网络，管理的重点涵盖了网络、服务、业务等层次的管理。

项目背景

为及时发现和快速处理电力二次系统的运行异常和故障，保障电网安全运行，国网某电力公司建立了一套统一的自动化一体化集中监控系统，满足全市电网精细化管理需求，为电力企业安全运营保驾护航。平台采用致力于提升二次系统运行效率的监控技术，对下辖的三个地区及其各子网络的设备和二次系统运行工况实现全面感知，提供故障快速反馈和处理机制，可提升网络数据综合分析能力、自动化运维能力和自动化指挥处置水平。

一体化运行指挥平台对市区供电公司“配网一张图”系统的监测接入功能、配网主站系统网络安全监测接入功能、调度自动化主站系统和设备的监测信息接入功能进行了完善和健全，全面提升配电网运行管控效率，支撑市区供电公司配电网的安全运行，完全满足国调一体化运行指挥平台的高要求。

长河网络的CrossNMS平台对该电力公司网络中的凝思操作系统、浪潮/曙光服务器、h3c/华为网络设备以及深信服/启明星辰的安全设备等各类型、各品牌国产化设备实现统一监控运维，助力电网调控“数字新基建”做大、做实、做强。

电网运维监控面临的严峻挑战

1）设备资产状态无法实时感知，影响IT优化管理
设备资产通过调控云进行统一管理。调控云资产信息主要包括资产设备的类型、配置等静态信息，及设备资产流程管理信息。但在资产管理过程中，缺乏有效手段了解这些设备资产的实时状态，无法判断哪些资产在正常运行，哪些资产出现问题需要维护，导致运维人员无法有效优化设备资产。

2）故障无法快速定位，故障处理速度缓慢
关键业务如果出现问题，若要快速排查故障原因，就需要了解相关联的网络设备及性能状况，比如网络报文是否正常、系统资源有无瓶颈、数据库是否正常、业务数据有无延迟、客户请求端状态如何等等。如果故障无法快速定位，故障处理速度必然缓慢。

3）网络环境复杂，难以从全局视角实现统一监管
市调中心要管理三个地调中心，如何实现全市统一管理？每个地调中心有一区、二区、三区和变电站，如何实现各地调集中管理?一二区和三区物理隔离，一区有主网和配网，物理隔离如何解决?如果不解决这些问题，就无法实现统一监管。

4）国产化升级，监控需求复杂化
该项目需对 IT 设备进行国产化升级，广泛采用国产化操作系统、服务器以及虚拟设备等，这些国产化设备目前在市场缺乏有效的统一监控解决方案。只有将该电力公司使用的凝思操作系统、浪潮/曙光服务器、h3c/华为网络设备以及深信服/启明星辰的安全设备等各类型、各品牌国产化设备进行统一监控运维，才能有效支持电力国产化升级。

5）缺乏底层设备状态和告警数据
电网部署了三维可视化系统，实现机房、机柜、设备资产、机柜配线等多维度可视化，但没有底层设备的实时状态数据，无法达到真正的管理效果。

CrossNMS系统广泛应用于以下系统中：

1.配电自动化监控系统

2.变电站自动化监控系统

3.智能抄表系统方案

4.输电线路在线监测

5.光伏发电监控系统

6.风力发电监控系统

CrossNMS系统涵盖了智能变电站网络交换机的管理需求，包括：

    1.根据IEEE802.1p标准，可通过以太网报文头增加优先级序号进行QoS服务、质量标识，由交换机按照流量分配原则或权重设置进行优先转发。

    2.虚拟局域网VLAN技术和多播过滤技术可进行通信区域的划分有效防止广播风暴，并实现安全隔离。

    3.VLAN技术分别基于端口、基于MAC地址和基于协议等IEEE802.1p主流标准。通用的多播技术分静态和动态两种，静态多播主要基于多播MAC地址

        表，动态多播主要有GMRP和IGMPsnooping两种协议。

    4.基于交换机的标准网络冗余技术主要是IEEE802.1D生成树STP协议和IEEE802.1W快速生成树协议RSTP。IEEE802.1D协议生成树的收敛时间未60s，

        而IEEE802.1W对其进行了改进收敛时间约为1-10s，目前正普遍达到100ms。

    5.开放的SNMP协议能够支持监控交换机端口、划分VLAN、设置Trunk端口等管理功能。

    6.PTP精准时钟协议，IEEE１５８８使用硬件和软件配合的方式能够达到亚微米级的时间同步精度。工业以太网交换机需要特别支持End-to-End，Peer-to-Peer透明时钟技术。