基于智能電網(wǎng)背景的電力通信網(wǎng)優(yōu)化研究

任衛(wèi)輝

（貴州電網(wǎng)畢節(jié)供電局，貴州 畢節(jié) 551700）

基于智能電網(wǎng)背景的電力通信網(wǎng)優(yōu)化研究

任衛(wèi)輝

（貴州電網(wǎng)畢節(jié)供電局，貴州 畢節(jié) 551700）

智能電網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)，在提高電網(wǎng)安全性、穩(wěn)定性的同時(shí)，也給智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)技術(shù)帶來(lái)了挑戰(zhàn)，其中電力通信就是一個(gè)重要方面。智能電網(wǎng)的構(gòu)建要求革新相對(duì)應(yīng)的信息通信技術(shù)，優(yōu)化和改善傳統(tǒng)電力通信網(wǎng)絡(luò)。結(jié)合某城市電力通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)際情況，基于智能電網(wǎng)發(fā)展需求和背景提出相應(yīng)的優(yōu)化方案和措施。

智能電網(wǎng)；電力通信網(wǎng)；優(yōu)化

在智能電網(wǎng)建設(shè)技術(shù)體系中，信息通信技術(shù)是不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)之一，整個(gè)電網(wǎng)的信息交互需要信息通信技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，是保證電網(wǎng)安全、穩(wěn)定高效運(yùn)行的基礎(chǔ)?？梢哉f(shuō)，信息通信技術(shù)直接決定著智能電網(wǎng)建設(shè)進(jìn)度和整體水平。智能電網(wǎng)建設(shè)給電力通信技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)，也帶來(lái)了新的機(jī)遇，促進(jìn)電力通信技術(shù)的發(fā)展，本文主要結(jié)合某城市電網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化實(shí)例進(jìn)行分析。

1 電力通信網(wǎng)存在的問(wèn)題

1.1 面臨的形勢(shì)

基于某城市電網(wǎng)的快速發(fā)展和電力生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、管理規(guī)模的不斷擴(kuò)大，雖然經(jīng)過(guò)多年的建設(shè)、升級(jí)和改造，該城市電力通信網(wǎng)絡(luò)已實(shí)現(xiàn)了通信方式的多樣性以及通信功能的完整性，但仍然難以滿足智能電網(wǎng)各項(xiàng)業(yè)務(wù)發(fā)展需求。

（1）通信網(wǎng)帶寬要求提高。隨著配電自動(dòng)化、營(yíng)銷自動(dòng)化、分布式能源、電動(dòng)汽車充電站等業(yè)務(wù)種類的增多，直接導(dǎo)致數(shù)據(jù)類業(yè)務(wù)成為智能電網(wǎng)發(fā)展的主流，逐漸向動(dòng)態(tài)帶寬分配、大顆粒IP等業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)變。電力通信網(wǎng)帶寬不僅要滿足這種新的大量信息交互需求，還要滿足傳統(tǒng)生產(chǎn)調(diào)度業(yè)務(wù)需求，這給通信網(wǎng)帶寬提出更高的要求。 （2）通信網(wǎng)可靠性要求提高。電力通信網(wǎng)是服務(wù)于電力系統(tǒng)的，是影響電力系統(tǒng)安全、可靠運(yùn)行的重要因素，智能電網(wǎng)相對(duì)于傳統(tǒng)電網(wǎng)而言，其對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性、可靠性和安全性級(jí)別要求更高。

1.2 存在的問(wèn)題

經(jīng)過(guò)筆者的調(diào)查統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)目前該城市電力通信網(wǎng)中存在著諸多問(wèn)題，難以滿足智能電網(wǎng)發(fā)展需求，具體表現(xiàn)于以下幾個(gè)方面。

（1）設(shè)備老化。早期所建的市級(jí)骨干傳輸網(wǎng)設(shè)備已運(yùn)行多年，且大部分站點(diǎn)的傳輸設(shè)備存在著運(yùn)行不穩(wěn)定的情況，數(shù)據(jù)網(wǎng)路由器、電源、終端接入等設(shè)備也運(yùn)行多年，整體設(shè)備老化較為嚴(yán)重。（2）網(wǎng)絡(luò)資源不足。隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大以及各種新業(yè)務(wù)接入對(duì)帶寬需求的增長(zhǎng)，樞紐節(jié)點(diǎn)和縣供電公司通信網(wǎng)絡(luò)資源不足，無(wú)法實(shí)現(xiàn)故障情況下通信系統(tǒng)快速自愈，需對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)。（3）農(nóng)網(wǎng)接入問(wèn)題。農(nóng)網(wǎng)多數(shù)站點(diǎn)為單通道樹(shù)狀支線級(jí)聯(lián)接入，設(shè)備單路由運(yùn)行，故障情況下也不能自愈。且部分建成的縣級(jí)通信網(wǎng)光纜路由較差，外力破壞中斷現(xiàn)象時(shí)常發(fā)生。（4）網(wǎng)管資源滯后。通信網(wǎng)快速發(fā)展背景下，網(wǎng)資源管理系統(tǒng)建設(shè)相對(duì)滯后，通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行與管理效率得不到提高。（5）10kV通信接入網(wǎng)問(wèn)題。10kV通信接入網(wǎng)采用EPON通信方式，基于一次網(wǎng)架結(jié)構(gòu)組建的通信網(wǎng)大多未采用手拉手保護(hù)組網(wǎng)方式，無(wú)法實(shí)現(xiàn)通道自愈保護(hù)。且10kV通信接入網(wǎng)和用電信息采集通信網(wǎng)未能實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一規(guī)劃和資源共享。（6）容災(zāi)系統(tǒng)的建設(shè)問(wèn)題。缺乏與電網(wǎng)備用調(diào)度體系及信息災(zāi)備體系相匹配的通信容災(zāi)系統(tǒng)，需構(gòu)建逐級(jí)雙匯聚、雙上聯(lián)的高可靠通信網(wǎng)絡(luò)容災(zāi)體系架構(gòu)。

如上所述， 隨著該城市智能電網(wǎng)的快速建設(shè)，電力信息通信業(yè)務(wù)不斷增加，包括配電自動(dòng)化、調(diào)度自動(dòng)化等業(yè)務(wù)的大量接入和信息化應(yīng)用對(duì)電力通信網(wǎng)提出了更高的要求。因此，需要對(duì)電力通信網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化，以適應(yīng)未來(lái)智能電網(wǎng)發(fā)展需求。

2 電力通信網(wǎng)優(yōu)化策略

為了滿足該城市電網(wǎng)安全生產(chǎn)以及各項(xiàng)業(yè)務(wù)通信網(wǎng)絡(luò)可靠性的需求，從而支撐智能電網(wǎng)建設(shè)，需在遵循整體規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、適度超前、經(jīng)濟(jì)安全等多項(xiàng)技術(shù)原則，采用以下策略對(duì)電力通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化。

2.1 通信光纜優(yōu)化

在原有電力通信網(wǎng)光纖系統(tǒng)之上，擬于建設(shè)100%覆蓋率光纖通信網(wǎng)絡(luò)，主要涉及220kV光纜線路、110kV光纜線路以及10kV光纜線路。10kV及以上線路光纜建設(shè)時(shí)，應(yīng)與一次網(wǎng)架同步建設(shè)。城市電纜規(guī)劃、設(shè)計(jì)及施工時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范執(zhí)行。光纜應(yīng)以O(shè)PGW和ADSS為主，且骨干通信網(wǎng)環(huán)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)光纜、地調(diào)和縣調(diào)出局光纜芯數(shù)以48芯為主，支線、終端節(jié)點(diǎn)光纜芯數(shù)以24芯為主，10kV線路光纜芯數(shù)不宜小于24芯。各級(jí)調(diào)度機(jī)構(gòu)和通信樞紐站光纜應(yīng)具備至少兩個(gè)路由，且不能同溝道共豎井。

2.2 電力通信傳輸網(wǎng)優(yōu)化

（1）骨干傳輸網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化。對(duì)骨干傳輸網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，將現(xiàn)有10G/2.5G(1+1)四纖復(fù)用段環(huán)網(wǎng)改造成由地調(diào)和220kV及以上站點(diǎn)組成的具有ASON(智能化全自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)：實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源管理按需分配，具有路由設(shè)置、端到端業(yè)務(wù)調(diào)度和自動(dòng)恢復(fù)功能)功能的）10G/2.5G網(wǎng)狀網(wǎng)結(jié)構(gòu)，現(xiàn)有骨干型設(shè)備配置必要的光口板和以太網(wǎng)板卡；110kV變以622M(1+O)二纖環(huán)網(wǎng)，接入ASON平面節(jié)點(diǎn)。220kV及以上新建站點(diǎn)傳輸設(shè)備采用10G帶寬互聯(lián)。以縣調(diào)為中心、縣調(diào)第二匯聚點(diǎn)和縣域內(nèi)核心110kV或35kV樞紐站為節(jié)點(diǎn)，構(gòu)建和完善縣域2.5G四纖復(fù)用段環(huán)網(wǎng)，雙路由就近接入10G環(huán)網(wǎng)，條件不具備的采用(1+1)就近接入10G環(huán)網(wǎng)。為配電自動(dòng)化110kV接入站點(diǎn)配置接入機(jī)架式OLT設(shè)備一套，接入站點(diǎn)以及經(jīng)過(guò)站點(diǎn)到達(dá)主站的通道升級(jí)為622M帶寬，配電主站、大供中心站配置必要的設(shè)備以及板卡。（2）骨干傳輸網(wǎng)ASON網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。原有骨干光傳輸四纖復(fù)用段自愈保護(hù)環(huán)，在N-2條件下，將無(wú)法保證信息的有效傳輸。隨著電網(wǎng)發(fā)展和調(diào)度系統(tǒng)地縣一體化建設(shè)的推進(jìn)，系統(tǒng)新業(yè)務(wù)逐年增加，原有網(wǎng)架可靠性、傳輸帶寬已無(wú)法適應(yīng)系統(tǒng)各類業(yè)務(wù)的要求，因此對(duì)骨干網(wǎng)進(jìn)行ASON網(wǎng)絡(luò)升級(jí)改造是必要的。骨干傳輸網(wǎng)按DW-A單平面架構(gòu)，通過(guò)地市公司及地市第二匯聚點(diǎn)兩點(diǎn)接入省級(jí)骨干通信網(wǎng)。地市骨干傳輸網(wǎng)采用SDH技術(shù)體制，核心及匯聚站點(diǎn)設(shè)備雙重化配置，滿足生產(chǎn)控制類業(yè)務(wù)和管理信息類業(yè)務(wù)傳送需求。覆蓋地市公司、地市第二匯聚點(diǎn)、所屬縣公司、地調(diào)直調(diào)發(fā)電廠和35干伏及以上變電站、供電所及營(yíng)業(yè)廳等。地縣骨干通信網(wǎng)同步網(wǎng)建設(shè)應(yīng)根據(jù)省公司統(tǒng)一規(guī)劃，完善同步網(wǎng)整體架構(gòu)、優(yōu)化時(shí)鐘源設(shè)置，優(yōu)化地面?zhèn)鬏旀溌贰?/p>

2.3 電力通信業(yè)務(wù)網(wǎng)優(yōu)化

（1）通信數(shù)據(jù)容災(zāi)系統(tǒng)優(yōu)化。骨干網(wǎng)通信數(shù)據(jù)網(wǎng)承載地區(qū)視頻監(jiān)控、MIS、通信網(wǎng)管、電能量采集、電源監(jiān)控等系統(tǒng)主要平臺(tái)，路由器均以運(yùn)行多年，一但失效所承載的業(yè)務(wù)將全部中斷，所以有必要建設(shè)通信數(shù)據(jù)網(wǎng)容災(zāi)系統(tǒng)，構(gòu)建逐級(jí)雙匯聚、雙上聯(lián)的高可靠通信網(wǎng)絡(luò)容災(zāi)體系架構(gòu)，確保在主調(diào)節(jié)點(diǎn)失效情況下通信業(yè)務(wù)及對(duì)通信網(wǎng)的管控能力不受影響。通信數(shù)據(jù)容災(zāi)系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中，地調(diào)、各縣調(diào)以及其各自第二匯聚點(diǎn)分別部署數(shù)據(jù)網(wǎng)設(shè)備，110kV、35kV、集控中心、操作隊(duì)、供電所、營(yíng)業(yè)站、駐城單位部署數(shù)據(jù)網(wǎng)設(shè)備。（2）通信數(shù)據(jù)網(wǎng)建設(shè)。數(shù)據(jù)網(wǎng)建設(shè)基于三層MPLS VPN技術(shù)的廣域網(wǎng)。采用IPv4/IPv6技術(shù)體制，全網(wǎng)逐步由IPv4向IPv6過(guò)渡。地區(qū)通信數(shù)據(jù)網(wǎng)覆蓋地市公司、地市第二匯聚點(diǎn)、縣公司、供電所、營(yíng)業(yè)廳、地市及以下直調(diào)廠站。堅(jiān)持安全分區(qū)、網(wǎng)絡(luò)專用、橫向隔離、縱向認(rèn)證的原則，符合電力二次系統(tǒng)安全防護(hù)規(guī)定，生產(chǎn)控制大區(qū)和管理信息大區(qū)應(yīng)實(shí)現(xiàn)物理隔離。（3）調(diào)度交換網(wǎng)建設(shè)。調(diào)度電話交換網(wǎng)現(xiàn)階段采用電路交換技術(shù)體制，在充分發(fā)揮現(xiàn)有設(shè)備和系統(tǒng)作用的基礎(chǔ)上，按照漸進(jìn)、共存、互補(bǔ)的原則逐步由電路交換向IP交換演進(jìn)行政交換網(wǎng)與調(diào)度交換網(wǎng)原則上相互獨(dú)立，行政交換網(wǎng)可兼作調(diào)度交換網(wǎng)的備用，調(diào)度交換網(wǎng)用戶可呼叫行政交換網(wǎng)用戶，行政交換網(wǎng)不允許進(jìn)入調(diào)度交換網(wǎng)。調(diào)度、行政合一的方式時(shí)應(yīng)采用虛擬分區(qū)隔離。（4）網(wǎng)管系統(tǒng)的設(shè)置。傳輸設(shè)備、數(shù)據(jù)網(wǎng)設(shè)備應(yīng)具備對(duì)設(shè)備的網(wǎng)管功能，并提供北向接口，統(tǒng)一接入SG-TMS。（5）終端通信接入網(wǎng)的設(shè)置。①配電自動(dòng)化通信網(wǎng)采用光纖網(wǎng)絡(luò)通信方式，以及SDH+EPON技術(shù)。②A類、B類、C類供電區(qū)域?qū)崿F(xiàn)“三遙”配電終端，采用EPON光纖通信方式；對(duì)于A類、B類供電區(qū)域具有“三遙”終端且選用光纖通信方式的中壓線路中，光纜經(jīng)過(guò)的“二遙”終端宜選用光纖通信方式；不具備光纜敷設(shè)的“兩遙”終端，配置無(wú)線網(wǎng)卡，通過(guò)GPRS無(wú)線公網(wǎng)，利用VPN專線直接接入配電主站系統(tǒng)。③C類、D類區(qū)域“兩遙”配電終端采用無(wú)線通信方式。④“一遙”配電終端采用無(wú)線通信方式。⑤電動(dòng)汽車充電站和接入10kV分布式電源采用光纖通信方式。

3 結(jié)語(yǔ)

電力通信網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)劣主要體現(xiàn)于對(duì)數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)臅r(shí)效性、精準(zhǔn)性、穩(wěn)定性，進(jìn)而保證電力系統(tǒng)的可靠、安全運(yùn)行，智能電網(wǎng)背景下的電力通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化不僅可以保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，還可以降低生產(chǎn)、運(yùn)營(yíng)、管理成本，進(jìn)而提高電力企業(yè)的綜合效益。

[1]蘇斌.智能電網(wǎng)時(shí)代電力信息通信技術(shù)的應(yīng)用和研究[D].華北電力大學(xué)，2015.

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1671-0711（2016）12（下）-0113-02