基于EPOCHS的數(shù)字化電力通信光傳輸網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化改造

盧嘉斌

摘要：將EPOCHS仿真軟件應(yīng)用電力通信網(wǎng)絡(luò)中，能夠有效克服存在的弊端，使電力通信網(wǎng)絡(luò)效果得到顯著增強(qiáng)。基于此，本文將對(duì)EPOCHS在電力傳輸網(wǎng)絡(luò)中的優(yōu)化仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析與研究。

關(guān)鍵詞：EPOCHS仿真軟件;電力通信;數(shù)字化

中圖分類號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2018）11-0036-02

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，社會(huì)生產(chǎn)與人們生活均離不開電力支持，對(duì)電力需求量逐漸增加，產(chǎn)生了一系列電網(wǎng)安全、通信管理問題。電力通信網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)電網(wǎng)建設(shè)、社會(huì)發(fā)展來說具有重要作用。在光纖通信理論指導(dǎo)下，將EPOCHS仿真軟件應(yīng)用到電力通信當(dāng)中，能夠有效降低電網(wǎng)故障的發(fā)生幾率，使大電網(wǎng)的運(yùn)行變得更加安全穩(wěn)定。

1 電力通信光傳輸網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用問題

由于電力通信光傳輸網(wǎng)絡(luò)具有損耗低、容量大、環(huán)保性強(qiáng)等特征，在電力領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但是，其功能不夠完善，在應(yīng)用中對(duì)技術(shù)水平要求嚴(yán)格，導(dǎo)致電力通信的穩(wěn)定性、安全性無法得到切實(shí)保障，在應(yīng)用中主要存在以下問題。

（1）設(shè)備配置參數(shù)問題。在硬件建設(shè)與應(yīng)用過程中需要進(jìn)行相關(guān)配置，使電力通信光傳輸網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用需求得到滿足，效率得到提升。但是，光傳輸網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建環(huán)境較為落后，已經(jīng)無法充分符合當(dāng)前電力通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展訴求，使電網(wǎng)傳輸?shù)姆€(wěn)定性、安全性無法得到切實(shí)保障;（2）網(wǎng)絡(luò)問題。電網(wǎng)傳輸穩(wěn)定性與網(wǎng)絡(luò)環(huán)境聯(lián)系緊密，一旦網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的穩(wěn)定性無法得到保障，則勢必會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)中斷，產(chǎn)生相關(guān)損失。在實(shí)際應(yīng)用過程中，通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的應(yīng)用效果不夠理想，其中部分功能尚未接通，無法在電網(wǎng)中得到充分應(yīng)用。在網(wǎng)絡(luò)通信與電力通信中，均以光纖為載體，光纖質(zhì)量在很大程度上對(duì)通信效果產(chǎn)生直接影響，如若存在光纖腐蝕等情況，則勢必會(huì)影響光傳輸?shù)耐〞承?（3）光纜問題。在電力網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建中，光纖網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)較為落后，光纖產(chǎn)品受外部因素影響出現(xiàn)腐蝕等情況，影響網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性，也導(dǎo)致通信質(zhì)量被大打折扣。在電纜的布局方面，光纜數(shù)量通常超過兩條，采用不同路由進(jìn)行連接，導(dǎo)致光纜使用效率降低，產(chǎn)生嚴(yán)重的浪費(fèi)現(xiàn)象[1]。

2 電力通信光傳輸網(wǎng)絡(luò)模型的構(gòu)建

ASON光傳輸技術(shù)是將控制面板與光傳送網(wǎng)相結(jié)合，對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行智能分配，使各個(gè)網(wǎng)絡(luò)交互點(diǎn)與客戶端的數(shù)量增加，從而將數(shù)以千計(jì)的網(wǎng)絡(luò)終端聯(lián)系起來，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化的網(wǎng)絡(luò)交互。在電力系統(tǒng)不斷發(fā)展的背景下，電力網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也越發(fā)多樣，對(duì)電力通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化改造已經(jīng)成為大勢所趨。

ASON光傳輸技術(shù)主要包括光傳輸網(wǎng)、光信號(hào)控制網(wǎng)絡(luò)兩個(gè)部分，在本文的研究中基于基本傳輸網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行CP傳輸端口、傳輸信號(hào)、傳輸協(xié)議等多方面設(shè)計(jì)，使通信網(wǎng)絡(luò)能夠得到智能化、數(shù)字化的故障診斷與修復(fù)。與信息網(wǎng)絡(luò)相同，電力傳輸網(wǎng)絡(luò)同樣能夠構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，使網(wǎng)絡(luò)整體更加連貫、統(tǒng)一，對(duì)資源進(jìn)行管理、共享與優(yōu)化。在ASON中進(jìn)行CP多方面設(shè)計(jì)以后，信號(hào)從接口處完成信息傳輸，使電力協(xié)議與信號(hào)經(jīng)過光傳輸網(wǎng)線得以交換，一旦出現(xiàn)故障問題，則信號(hào)檢測技術(shù)將自動(dòng)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，并利用繼電器立即切斷線路，避免出現(xiàn)更大的電力安全事故。

在ASON網(wǎng)絡(luò)管理中采用ASON網(wǎng)管系統(tǒng)進(jìn)行管理，使光傳輸網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢得以充分發(fā)揮，在ASON與網(wǎng)管系統(tǒng)相互結(jié)合之下，使整個(gè)光傳輸網(wǎng)的運(yùn)行變得更加通常。電力網(wǎng)絡(luò)具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，隨著光纖技術(shù)網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)也變得更加復(fù)雜，電力網(wǎng)絡(luò)的安全性得到更加切實(shí)的保障，能夠有效降低網(wǎng)絡(luò)故障的發(fā)生概率。對(duì)光傳輸功率的預(yù)算以光系統(tǒng)損耗、色散限制理論為依據(jù)，在損害方面可以通過以下公式來表示：

式中，Ym代表的是完全損耗時(shí)發(fā)光功率;Yn代表的是無安全損耗時(shí)接收敏感度;Yc代表的是光通速率;代表的是光損耗系數(shù);代表的是光敏感度;kp代表的使接口位置產(chǎn)生的損耗;Lp代表的是光纜的最大通信效率;色散限制用公式可表示為：

式中，S代表的是色散限制距離;P代表的是最大色散;K代表的是色散系數(shù)[2]。

3 EPOCHS仿真軟件在電力光傳輸網(wǎng)絡(luò)中的實(shí)驗(yàn)分析

EPOCHS仿真軟件具有較強(qiáng)的專業(yè)性，能夠在電力通信系統(tǒng)中得到有效應(yīng)用，針對(duì)電力通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真模擬，遵循斷電保護(hù)的原則，設(shè)置科學(xué)合理的保護(hù)時(shí)間間隔，根據(jù)時(shí)間間隔對(duì)分子物理網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行劃分，以軟件所需參數(shù)為依據(jù)，對(duì)計(jì)算參數(shù)進(jìn)行匯總，具體為：損耗系數(shù)P-61中，完全損耗時(shí)發(fā)光功率為-1、無安全損耗時(shí)接收敏感度為-25、光通速率為-2、接口損耗為0.25、光纜的最大通信效率為0.52;損耗系數(shù)P-62中，完全損耗時(shí)發(fā)光功率為-1、無安全損耗時(shí)接收敏感度為-27、光通速率為-1、接口損耗為0.38、光纜的最大通信效率為0.45;損耗系數(shù)P-61中，完全損耗時(shí)發(fā)光功率為-2、無安全損耗時(shí)接收敏感度為-31、光通速率為-3、接口損耗為0.32、光纜的最大通信效率為0.56;

從EPOCHS平臺(tái)的仿真流程中能夠看出，電力信息經(jīng)過A-agent模塊將信息傳送到通信端口，由端口處將光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)中的信息傳遞到用戶端與B-agent中，一旦用戶端出現(xiàn)故障問題，則B-agent將自動(dòng)對(duì)其進(jìn)行檢測，使故障信息經(jīng)過A-agent傳輸?shù)诫娏ο到y(tǒng)當(dāng)中，對(duì)其進(jìn)行斷電保護(hù)操作。在EPOCHS仿真平臺(tái)當(dāng)中，主要通過代碼的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，代碼由A-agent與B-agent兩部分構(gòu)成，其中前者主要作用在于完成電力通信，通過前者來帶動(dòng)后者，一旦線路出現(xiàn)故障問題，后者將自動(dòng)檢測后進(jìn)行斷電處理。A-agent與B-agent的代碼如下：

Ant A-Agent

Int EPOCHS Agent

{

protecred：

Single Line K out;

Int Linr_K calt_type;

Reback_Agent_Ink*inside_start_agent;

Line_Direction_Ink*insider_dir_inf;

Public：

B_Agent（..）;

Return restart_line_close（..）;

Return restart_protection_open（..）;

}

當(dāng)電力線路出出現(xiàn)短路情況時(shí)，保護(hù)電路繼電器將會(huì)立即斷開對(duì)線路進(jìn)行保護(hù)，從仿真模擬結(jié)果中能夠看出，光纖電力通信的時(shí)延較小，誤差較小，具有較強(qiáng)的步長特征。通過EPOCHS仿真軟件的應(yīng)用，對(duì)無光纖傳輸線路進(jìn)行模擬，發(fā)現(xiàn)線路最大時(shí)延為0.142ms，有光纖線路的最大時(shí)延為0.095ms，這意味著光纖電力通信中延時(shí)的特性較短，穩(wěn)定性較強(qiáng)[3]。

4 結(jié)語

綜上所述，本文針對(duì)數(shù)字化光傳輸網(wǎng)絡(luò)電力通信技術(shù)進(jìn)行研究，首先對(duì)電力光傳輸應(yīng)用中在參數(shù)、網(wǎng)絡(luò)、電纜方面存在的問題進(jìn)行分析，并構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，列出表示公式，對(duì)其中各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行分析，然后借助EPOCHS仿真軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，通過故障信號(hào)診斷、時(shí)延特性等對(duì)光傳輸網(wǎng)絡(luò)的安全性進(jìn)行分析，為電力通信網(wǎng)絡(luò)的多樣化、智能化、復(fù)雜化發(fā)展提供更加科學(xué)有力的參考依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1]劉俊峰.基于電力系統(tǒng)光傳輸網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化改造的分析[J].通訊世界，2017（06）：197-198.

[2]黃忠勝，童曉陽，王曉茹，等.基于EPOCHS的數(shù)字化變電站通信仿真分析[J].電氣應(yīng)用，2010，29（13）：20-24.

[3]黎明.研究電力通信光傳輸網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化改造方法[J].通訊世界，2017（22）：262-263.

Optimization and Reform of Digital Power Communication Optical Transmission Network Based on EPOCHS

LU Jia-bin

（Supervision Center of Shanxi Press， Publication， Radio and Television Bureau， Taiyuan? Shanxi? 030001）

Abstract：Applying EPOCHS simulation software to power communication network can effectively overcome the shortcomings and enhance the effect of power communication network. Based on this， this paper will analyze and study the optimization simulation experiment of EPOCHS in power transmission network.

Key words：EPOCHS simulation software; power communication; digitization