電力系統(tǒng)調(diào)度機(jī)組網(wǎng)方案分析

王藝旋

（南陽(yáng)供電公司，河南 南陽(yáng)473000）

1 概 述

隨著國(guó)內(nèi)高電壓、大容量、遠(yuǎn)距離輸電網(wǎng)的逐步擴(kuò)大，各種自動(dòng)化系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、信息管理系統(tǒng)、安全自動(dòng)控制系統(tǒng)、調(diào)度指揮系統(tǒng)等電網(wǎng)監(jiān)視、控制、調(diào)節(jié)、管理系統(tǒng)得到快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，這些系統(tǒng)所依托的電力調(diào)度通信網(wǎng)及其交換平臺(tái)在電網(wǎng)中的地位和作用更加重要。

2 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)介紹

2.1 電力調(diào)度通信網(wǎng)的作用

電力系統(tǒng)調(diào)度通信網(wǎng)主要傳輸和交換操作命令，處理事故及日常維護(hù)檢修命令等信息。通信網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行是電網(wǎng)安全運(yùn)行的前提條件，所以電力系統(tǒng)對(duì)調(diào)度通信網(wǎng)的要求很高，要求通信電路必須穩(wěn)定可靠，每個(gè)調(diào)度對(duì)象至少有兩種以上獨(dú)立通信通道，以保證在任何情況下均有電路可用。

電力調(diào)度通信網(wǎng)由用戶終端、交換系統(tǒng)和傳輸系統(tǒng)組成，實(shí)現(xiàn)電話或數(shù)據(jù)通信的網(wǎng)絡(luò)基本組成形式，如圖1所示。

終端設(shè)備把符號(hào)、文字、聲音等信息變換成便于傳輸?shù)碾娦盘?hào)，或把電信號(hào)還原成符號(hào)、文字、聲音等信息。傳輸系統(tǒng)把由用戶終端提供的電信號(hào)從一點(diǎn)傳送到另一點(diǎn)或多點(diǎn)，包括PCM數(shù)字微波機(jī)、光纖通信設(shè)備、電力線載波機(jī)、擴(kuò)頻通訊等。交換系統(tǒng)指在電路間變換語(yǔ)言、數(shù)據(jù)或數(shù)字信號(hào)的設(shè)備。

圖1 電力調(diào)度通信網(wǎng)基本組成形式

2.2 通信網(wǎng)的結(jié)構(gòu)及種類(lèi)

通信網(wǎng)的結(jié)構(gòu)有星形網(wǎng)、環(huán)形網(wǎng)、復(fù)合形網(wǎng)及網(wǎng)形網(wǎng)。

①星形網(wǎng)（如圖2所示）

星形網(wǎng)以某自動(dòng)交換局1為中心局，通過(guò)局間中繼或電路與其它局連接起來(lái)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。由圖2可見(jiàn)，有N個(gè)局則有（N－1）個(gè)直達(dá)路由，每個(gè)局可根據(jù)需要設(shè)置若干條中繼。所有局間呼叫必須經(jīng)中心局轉(zhuǎn)接，此種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)電路利用率高、經(jīng)濟(jì)，但不能直接接續(xù)，中心系統(tǒng)一旦損壞，整個(gè)系統(tǒng)便趨于癱瘓。

②環(huán)形網(wǎng)（如圖3所示）

圖2 星形網(wǎng)

圖3 環(huán)形網(wǎng)

環(huán)形網(wǎng)是把交換局依次連接起來(lái)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。這種結(jié)構(gòu)每個(gè)局都有兩個(gè)中繼局向。每進(jìn)行一次呼叫有時(shí)要經(jīng)過(guò)幾次轉(zhuǎn)接，影響電路質(zhì)量。并且任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)出了故障都會(huì)造成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的中斷。

③復(fù)合形網(wǎng)（如圖4所示）

復(fù)合形網(wǎng)是在星形網(wǎng)的基礎(chǔ)上，在話務(wù)量較多的交換局間設(shè)置直達(dá)路由構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，在沒(méi)有設(shè)置直達(dá)路由的交換局間仍需經(jīng)過(guò)中心局轉(zhuǎn)接。復(fù)合網(wǎng)綜合了星形和環(huán)形網(wǎng)的特點(diǎn)，比星形和環(huán)形網(wǎng)更靈活。

④網(wǎng)形網(wǎng)（如圖5所示）

圖4 復(fù)合形網(wǎng)

圖5 網(wǎng)形網(wǎng)

網(wǎng)形網(wǎng)是在每一個(gè)交換局間都有設(shè)置直達(dá)路由所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。每一個(gè)交換局有N－1條直達(dá)路由，此種網(wǎng)絡(luò)電路利用率不高，是一種很不經(jīng)濟(jì)的通信網(wǎng)絡(luò)，但由于直達(dá)路由多，便于迂回轉(zhuǎn)接，靈活性大，可靠性高。

3 河南省電力公司調(diào)度通信網(wǎng)組網(wǎng)方案及網(wǎng)絡(luò)實(shí)施

3.1 組網(wǎng)原則

河南電力調(diào)度交換網(wǎng)實(shí)行統(tǒng)一信令、統(tǒng)一編號(hào)、統(tǒng)一組網(wǎng)、分級(jí)管理。

調(diào)度交換網(wǎng)與行政交換網(wǎng)以2 M數(shù)字中繼方式連接，呼叫采取限制措施，僅允許從調(diào)度交換網(wǎng)呼入行政交換網(wǎng)。

3.2 組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

河南電力調(diào)度交換系統(tǒng)為雙機(jī)同組調(diào)度模式，交換主機(jī)采用1＋1雙主機(jī)運(yùn)行模式，組建省調(diào)與18個(gè)地市局的調(diào)度交換網(wǎng)，采用雙機(jī)雙路由的星型和環(huán)型混合網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，按三級(jí)匯接交換方式進(jìn)行組網(wǎng)。交換節(jié)點(diǎn)分為省調(diào)交換中心、地調(diào)匯接中心和終端交換站。地調(diào)匯接中心通過(guò)兩個(gè)2 M數(shù)字中繼和省調(diào)交換中心互聯(lián)。河南電力調(diào)度交換網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫疽鈭D如圖6所示。

圖6 河南電力調(diào)度交換網(wǎng)拓?fù)鋱D

3.3 交換節(jié)點(diǎn)設(shè)備配置和組網(wǎng)方案

3.3.1 省調(diào)交換中心

省調(diào)交換中心配置兩套調(diào)度交換設(shè)備，兩套調(diào)度交換設(shè)備聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，組成A、B雙機(jī)冗余系統(tǒng)。

3.3.2 地調(diào)匯接中心

地調(diào)匯接中心配置兩套調(diào)度交換設(shè)備，兩套調(diào)度交換設(shè)備聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，組成A、B雙機(jī)冗余系統(tǒng)。地調(diào)匯接中心A、B機(jī)分別通過(guò)2 M數(shù)字中繼匯接至省調(diào)交換中心A、B機(jī)，即省調(diào)的A機(jī)與地調(diào)A機(jī)相連，省調(diào)的B機(jī)與地調(diào)B機(jī)相連，同時(shí)省調(diào)（地調(diào)）的A、B間雙機(jī)互連；省調(diào)與每一個(gè)地調(diào)都組成一個(gè)環(huán)形網(wǎng)，全網(wǎng)采用Q信令組網(wǎng)，具備路由迂回及路由預(yù)測(cè)功能。

3.3.3 終端交換站

①500 k V廠站按照華中網(wǎng)調(diào)度組網(wǎng)要求通過(guò)2 M數(shù)字中繼接入河南省調(diào)交換中心和另一個(gè)匯接點(diǎn)（豫北地區(qū)接入獲嘉變，豫南地區(qū)接入鄭州變）。

②220 k V變電站

集控站：以兩個(gè)2 M數(shù)字中繼分別接入地調(diào)匯接中心的A、B機(jī)；設(shè)置一路專(zhuān)線電話，以2線方式接入地調(diào)匯接中心。

變電站：站內(nèi)交換設(shè)備滿足2 M數(shù)字中繼組網(wǎng)功能要求，以2 M數(shù)字中繼方式接入地調(diào)匯接中心；不滿足要求的，以2線方式接入地調(diào)匯接中心。

③省調(diào)直調(diào)電廠：交換設(shè)備以兩個(gè)2 M數(shù)字中繼方式接入地調(diào)匯接中心的A、B機(jī)，設(shè)置一路專(zhuān)線電話，以2線方式接入省調(diào)匯接中心；不滿足要求的，暫以2線方式接入省調(diào)交換中心和地調(diào)匯接中心。

3.4 網(wǎng)絡(luò)實(shí)施

3.4.1 中繼路由安全性

調(diào)度交換網(wǎng)的中繼路由設(shè)置應(yīng)遵循N－1的安全性原則，即當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中任一路由阻塞或某一臺(tái)交換設(shè)備故障時(shí)，調(diào)度中心至任意調(diào)度站點(diǎn)的指揮通信不中斷。

3.4.2 出局路由數(shù)量

任意兩個(gè)交換節(jié)點(diǎn)間的呼叫，可供選擇的出局路由數(shù)量不應(yīng)超過(guò)3個(gè)。

3.4.3 省調(diào)至地調(diào)（雙向）路由選擇

①省調(diào)至地調(diào)的第一路由為直達(dá)路由，其全程交換節(jié)點(diǎn)不超過(guò)2個(gè)，路由為：省調(diào)A機(jī)－地調(diào)A機(jī)，或省調(diào)B機(jī)－地調(diào)B機(jī)，兩個(gè)路由優(yōu)先級(jí)相同。

②省調(diào)至地調(diào)的第二路由為迂回路由，其全程交換節(jié)點(diǎn)不超過(guò)3個(gè)，路由為：省調(diào)A機(jī)－省調(diào)B機(jī)－地調(diào)B機(jī)，或省調(diào)B機(jī)－省調(diào)A機(jī)－地調(diào)A機(jī)，兩個(gè)路由優(yōu)先級(jí)相同。

3.4.4 省調(diào)至直調(diào)廠站（雙向）路由選擇

①省調(diào)至直調(diào)廠站的第一路由，其全程交換節(jié)點(diǎn)不超過(guò)3個(gè)，路由為：省調(diào)A機(jī)－地調(diào)A機(jī)－直調(diào)廠站，或者省調(diào)B機(jī)－地調(diào)B機(jī)－直調(diào)廠站，兩個(gè)路由優(yōu)先級(jí)相同。

②省調(diào)至直調(diào)廠站的第二路由全程交換節(jié)點(diǎn)不超過(guò)4個(gè)，路由為：省調(diào)A機(jī)－省調(diào)B機(jī)－地調(diào)B機(jī)－直調(diào)廠站，或者省調(diào)B機(jī)－省調(diào)A機(jī)－地調(diào)A機(jī)－直調(diào)廠站，兩個(gè)路由優(yōu)先級(jí)相同。

③省調(diào)至直調(diào)廠站的第三路由（即網(wǎng)絡(luò)同時(shí)出現(xiàn)兩處中繼路由故障）全程交換節(jié)點(diǎn)不超過(guò)5個(gè)，路由為：省調(diào)A機(jī)－省調(diào)B機(jī)－地調(diào)B機(jī)－地調(diào)A機(jī)－直調(diào)廠站，或者省調(diào)B機(jī)－省調(diào)A機(jī)－地調(diào)A機(jī)－地調(diào)B機(jī)－直調(diào)廠站，兩個(gè)路由優(yōu)先等級(jí)相同。

3.4.5 中繼路由通道選擇

省調(diào)A機(jī)至地調(diào)A機(jī)中繼路由選用省網(wǎng)華為／ECI光傳輸網(wǎng)通道，省調(diào)B機(jī)至地調(diào)B機(jī)中繼路由選用省網(wǎng)NOKIA／Marconi光傳輸網(wǎng)通道，地調(diào)A機(jī)至直調(diào)廠站中繼路由選用省網(wǎng)華為／ECI光傳輸網(wǎng)通道，地調(diào)B機(jī)至直調(diào)廠站路由選擇地區(qū)光傳輸網(wǎng)通道。

3.4.6 專(zhuān)線路由通道選擇

省調(diào)至直調(diào)電廠專(zhuān)線電話路由選用經(jīng)省網(wǎng)華為／ECI設(shè)備承載的PCM；地調(diào)A機(jī)至直調(diào)廠站的專(zhuān)線電話路由選用經(jīng)省網(wǎng)華為／ECI設(shè)備承載的PCM，地調(diào)B機(jī)至直調(diào)廠站的專(zhuān)線電話路由選用經(jīng)地區(qū)傳輸網(wǎng)設(shè)備承載的PCM。

3.5 禁止呼叫回頭

采用路由預(yù)測(cè)功能的任意交換節(jié)點(diǎn)出局呼叫不允許返回本交換節(jié)點(diǎn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

實(shí)踐證明，河南省電力公司的A、B機(jī)分級(jí)組網(wǎng)方式具有高可靠性。調(diào)度交換機(jī)除主控部分冗余、電路板有備份外，通過(guò)軟件還做到了交換設(shè)備之間網(wǎng)絡(luò)級(jí)可靠，此外還有故障點(diǎn)網(wǎng)管快速定位，即軟件故障時(shí)，系統(tǒng)具有自恢復(fù)功能；并且實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一信令，統(tǒng)一編號(hào)，統(tǒng)一管理，具有業(yè)務(wù)下放方便，設(shè)備維護(hù)集中統(tǒng)一等優(yōu)點(diǎn)，完全適應(yīng)現(xiàn)階段的電力調(diào)度需要。省調(diào)、地調(diào)及獲嘉變等樞紐站組成的河南省電力調(diào)度網(wǎng)，已于2009年底順利開(kāi)通運(yùn)行，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)合理，效果良好，實(shí)現(xiàn)了安全可靠運(yùn)行，為確保電力生產(chǎn)及電力調(diào)度自動(dòng)化做出了貢獻(xiàn)。

［1］ 田新成，尹秀艷.東北電力調(diào)度交換網(wǎng)數(shù)字組網(wǎng)探討［J］.電力系統(tǒng)通信，2007，28（177）：38－39.

［2］ 蘇貴波，唐力立，姚啟俊，勾 暢.大慶電業(yè)局程控調(diào)度機(jī)組網(wǎng)方式探討與實(shí)施［EB／OL］.百度文庫(kù)，2010.