“大運(yùn)行”模式下上海超高壓變電站通信業(yè)務(wù)組織優(yōu)化分析

趙修旻，吳國棟

（上海市電力公司 信息通信公司，上海 200122）

0 引言

根據(jù)國家電網(wǎng)公司關(guān)于“三集五大”工作的整體要求和上海市電力公司對“大運(yùn)行”工作的專項(xiàng)部署，調(diào)控中心、檢修公司和信通公司圍繞調(diào)度和運(yùn)行這兩條主線對現(xiàn)有的超高壓變電站（220kV及以上）的組織管理、運(yùn)行管理和調(diào)度管理等方面進(jìn)行深度排摸和剖析，制定了相應(yīng)的調(diào)整和優(yōu)化方案，并按時間節(jié)點(diǎn)細(xì)化落實(shí)了各階段的實(shí)施工作。

根據(jù)“大運(yùn)行”工作對超高壓變電站至各有關(guān)職能機(jī)構(gòu)的調(diào)度、自動化、信息等各方面業(yè)務(wù)的需求，著重分析通信網(wǎng)絡(luò)對業(yè)務(wù)需求變化所做出的優(yōu)化調(diào)整方案，探索“大運(yùn)行”模式下通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和建設(shè)的新特點(diǎn)和新趨勢。

1 中心站至受控站的通信業(yè)務(wù)

根據(jù)“大運(yùn)行”工作的實(shí)施方案，總共110座超高壓變電站將按照功能和區(qū)域劃分為中心站、受控站和獨(dú)立站。其中中心站為7座（天山中心站、黃渡中心站、泗涇中心站、遠(yuǎn)東中心站、楊高中心站、張橋中心站、虹楊中心站），為各區(qū)域內(nèi)的500kV變電站或220kV集控站改造而成，獨(dú)立站包括楓涇、華新、南橋、練塘等換流站或500kV樞紐站，其余為受控站。中心站為有人值守站，負(fù)責(zé)所轄區(qū)域內(nèi)所有受控站的運(yùn)行管理工作，受控站則為無人值守站，日常巡視和操作由中心站派人執(zhí)行。

以黃渡中心站為例，黃渡中心站位于500kV黃渡變電站內(nèi)，管轄范圍為上海西北區(qū)域的20座變電站，包括500kV變電站2座（黃渡、徐行），220kV老集控站3座（青浦、于田、新潭），220kV受控站15座（干練、青香、新通、大眾、星華、紀(jì)青、嘉定、海陸、新羅店、石港、匯源、靜宜、祁華、大場、雙?。?。其中，黃渡、徐行原為500kV獨(dú)立站，干練、青香、新通原為青浦集控，大眾、星華、紀(jì)青原為于田集控，嘉定、海陸、新羅店、石港、匯源、靜宜原為新潭集控，祁華、大場、雙丁為新建站，直接由黃渡中心站集控。

1.1 調(diào)度電話和自動化業(yè)務(wù)

調(diào)度電話和自動化業(yè)務(wù)為傳統(tǒng)的64K業(yè)務(wù)，由PCM網(wǎng)絡(luò)承載。受控站至老集控站原各有2路調(diào)度電話和自動化通道，現(xiàn)將調(diào)整改接至中心站，如圖1所示。

圖1 PCM業(yè)務(wù)調(diào)整示意

以靜宜站為例，為確保調(diào)試期間不影響原有集控體系的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，先將靜宜至新潭的調(diào)度電話和自動化備用通道通過64K時隙調(diào)整改接至黃渡中心站，靜宜側(cè)端口不變。此時，黃渡中心站通過備用通道與靜宜進(jìn)行調(diào)度電話和自動化通道調(diào)試，新潭仍通過主用通道連接至靜宜的調(diào)度電話和自動化。等到黃渡中心站與各受控站的各項(xiàng)調(diào)試均完成，新潭退出集控，再將靜宜至新潭的調(diào)度電話和自動化主用通道通過64K時隙調(diào)整改接至黃渡中心站，靜宜側(cè)端口不變。

調(diào)整改接至中心站方案的優(yōu)點(diǎn)：

1）調(diào)試期間受控站的運(yùn)行管理工作不受影響，中心站和老集控站的業(yè)務(wù)無縫銜接。

2）受控站側(cè)端口不變，調(diào)試人員只需在中心站進(jìn)行接線調(diào)試工作，可大幅節(jié)省調(diào)試花費(fèi)時間，提高工作效率。

3）最大限度保持PCM網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不發(fā)生大規(guī)模變動，充分利用老集控站設(shè)備的性能，通過分級匯聚減輕中心站設(shè)備的負(fù)載壓力。

4）僅在中心站新增PCM設(shè)備，其余站點(diǎn)適當(dāng)擴(kuò)容，整體投資較小，經(jīng)濟(jì)性較好。

1.2 調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)和綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)業(yè)務(wù)

電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)按照業(yè)務(wù)特點(diǎn)劃分為生產(chǎn)大區(qū)和管理大區(qū)，其中生產(chǎn)大區(qū)包括調(diào)度自動化實(shí)時數(shù)據(jù)、保護(hù)管理子站系統(tǒng)、電能計(jì)量系統(tǒng)等，由調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)承載；管理大區(qū)包括生產(chǎn)管理系統(tǒng)（PMS）、營銷管理系統(tǒng)（CIS）、企業(yè)資源管理系統(tǒng)（ERP）、MIS辦公系統(tǒng)、視頻遙視系統(tǒng)、設(shè)備在線監(jiān)測等，由綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)承載。

調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的特點(diǎn)是對數(shù)據(jù)實(shí)時性要求較強(qiáng)，帶寬需求相對較小。各受控站的接入層路由器通過傳輸網(wǎng)絡(luò)提供2Mbps通道直接匯聚至中心站的匯聚層路由器。在中心站側(cè)，路由器與傳輸設(shè)備通過155Mbps的光接口互聯(lián)，通過時隙劃分，將155Mbps劃為63個2Mbps時隙。從理論上來講，最多可以連63個受控站，但考慮到避免負(fù)載過于集中的原則，一般實(shí)際安排單光口連接不超過20個受控站為宜。

綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)的特點(diǎn)是對帶寬需求較大，對網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量要求較高。比如PMS系統(tǒng)中包含有地理信息，每次調(diào)用地圖模塊都會觸發(fā)短時大流量的數(shù)據(jù)傳輸，而且一旦出現(xiàn)誤碼就會導(dǎo)致大量錯誤包，影響系統(tǒng)正常使用。隨著變電站管理集約化水平不斷提高，視頻遙視系統(tǒng)部署的各類攝像頭數(shù)量激增，而且隨著視頻高清化的發(fā)展，單個視頻信號對傳輸帶寬的需求日益增長，從標(biāo)清信號的2Mbps直至高清信號的8Mbps。

基于綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)的上述特點(diǎn)，綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)不能像調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)那樣做一級匯聚，否則中心站的匯聚層路由器將不堪重負(fù)，而中心站的傳輸設(shè)備將面臨帶寬瓶頸。

綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)采用分級匯聚方式，中心站、500kV變電站、220kV老集控站均配置匯聚層路由器連成匯聚層網(wǎng)絡(luò)，受控站則通過傳輸網(wǎng)絡(luò)提供的以太網(wǎng)延伸通道連接至匯聚層路由器。這樣，在一個中心站區(qū)域內(nèi)，配置多臺匯聚層路由器，分擔(dān)中心站的匯聚層路由器的負(fù)載，同時多臺匯聚層路由器分別與核心層路由器連接，加強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的可靠性和冗余度。

2 中心站至各級調(diào)度的通信業(yè)務(wù)

2.1 調(diào)度電話

中心站管轄區(qū)域較大，站點(diǎn)較多，與華東網(wǎng)調(diào)、上海市調(diào)和各相關(guān)地調(diào)都有調(diào)度關(guān)系，需要開通調(diào)度電話，同時，中心站調(diào)度交換機(jī)還需要向受控站放小號，提供中心站—受控站的調(diào)度電話。根據(jù)上述需求，中心站的調(diào)度交換機(jī)配置容量一般按1024話路考慮，并向調(diào)度交換機(jī)核心層站點(diǎn)進(jìn)行2Mbps互聯(lián)。2Mbps互聯(lián)為雙歸方案，即中心站同時與核心層的兩臺調(diào)度交換機(jī)聯(lián)網(wǎng)，提供冗余路由，加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)可靠性。

2.2 自動化業(yè)務(wù)

中心站是自動化業(yè)務(wù)的第一匯聚點(diǎn)，所有相關(guān)受控站的自動化信息首先傳送至中心站。由于“大運(yùn)行”模式強(qiáng)調(diào)了調(diào)控一體化，即調(diào)度機(jī)構(gòu)的后端計(jì)算機(jī)工作站要像中心站一樣接收和處理受控站的自動化數(shù)據(jù)，這就需要通信傳輸網(wǎng)絡(luò)提供中心站至調(diào)度機(jī)構(gòu)的以太網(wǎng)延伸通道，如圖2所示。

圖2 自動化延伸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

顯然，這個以太網(wǎng)延伸通道是需要大帶寬和高可靠性的，通道質(zhì)量直接影響調(diào)控人員對變電站自動化信息的掌控。在傳輸網(wǎng)絡(luò)上，采用雙平面分別與自動化系統(tǒng)的A、B網(wǎng)絡(luò)對接，從7個中心站的一平面和二平面?zhèn)鬏斚到y(tǒng)分別開通至調(diào)控中心和檢修指揮中心各一路帶寬為155Mbps的以太網(wǎng)延伸通道，并配置子網(wǎng)連接保護(hù)提供“1＋1”的冗余度。這樣，在系統(tǒng)、設(shè)備、路由等各方面都提供了冗余保護(hù)，確保了以太網(wǎng)延伸通道的安全可靠性。

2.3 調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)及綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)業(yè)務(wù)

從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上來看，無論是調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)，還是綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)，中心站都處于網(wǎng)絡(luò)的匯聚層，通過至少兩路上聯(lián)中繼與核心層或匯聚層互聯(lián)。受到傳輸網(wǎng)絡(luò)帶寬的限制，中心站上聯(lián)目前按照“手拉手”方式部署，即大部分通過其他匯聚層站點(diǎn)與核心層站點(diǎn)連接，小部分直接與核心層站點(diǎn)連接?！笆掷帧狈绞骄哂休^高的網(wǎng)絡(luò)可靠性，但略遜于“雙歸”方式（即中心站直接與兩個核心層站點(diǎn)連接）。通過分步走的策略，先實(shí)現(xiàn)“手拉手”互聯(lián)，待傳輸網(wǎng)絡(luò)改造增容后，再逐步向“雙歸”方式調(diào)整。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)流量的測算，中心站調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的上聯(lián)帶寬按照155Mbps配置，綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)的上聯(lián)帶寬按照622Mbps配置，并保留無縫升級至1.25Gbps的備用容量，如圖3所示。

圖3 “手拉手”方式示意圖

3 發(fā)展方向

在“大運(yùn)行”模式下，調(diào)控人員和運(yùn)行人員按照集中化管理來部署，一百多個超高壓變電站中有人值守站僅有十余座，包括7個中心站、3個直流換流站和少量獨(dú)立站。2013年，原由供電公司管理的220kV陳家鎮(zhèn)、中雙港、南匯、東昌、泰日、漕溪、松江、江川、萬安等9座變電站將劃入檢修公司統(tǒng)一運(yùn)行管理，再加上規(guī)劃新建變電站，全年新增220kV變電站十余座，總體規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大。從發(fā)展的角度來看，中心站將是變電站通信業(yè)務(wù)的重要的集中點(diǎn)和匯接點(diǎn)，也必然成為通信網(wǎng)絡(luò)的重要樞紐點(diǎn)。

隨著中心站管理的受控站的數(shù)量不斷增加，中心站在通信網(wǎng)絡(luò)中的重要性日益增加，因此，通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展應(yīng)首先考慮全面加強(qiáng)中心站的通信網(wǎng)絡(luò)，包括設(shè)備數(shù)量、傳輸帶寬、交換容量、匯接能力等。應(yīng)加強(qiáng)中心站與各級調(diào)度之間的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，在光纜、傳輸、應(yīng)用等多個層面溝通互聯(lián)，同時也要對部分受控站的通信設(shè)備進(jìn)行改造，著力于提高傳輸帶寬，使各類通信業(yè)務(wù)能更平滑地接入中心站。