劉立亮,葉 磊,李道文
(國網(wǎng)宣城供電公司,安徽 宣城 242000)
地市骨干傳輸網(wǎng)是公司通信網(wǎng)的重要組成部分,在支撐公司電力生產(chǎn)和經(jīng)營管理中,發(fā)揮著重要作用。經(jīng)過多年的建設(shè)發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍不斷擴大,整體結(jié)構(gòu)已趨于穩(wěn)定,有效支撐了公司電網(wǎng)發(fā)展和經(jīng)營管理工作[1]。但是,由于通信建設(shè)項目一般都是電網(wǎng)建設(shè)配套工程,隨一次線路分期分批建設(shè),難以完全按照通信專業(yè)特點獨立開展通信網(wǎng)統(tǒng)籌建設(shè),且由于光纜隨一次線路不斷調(diào)整,造成現(xiàn)階段各級網(wǎng)絡(luò)存在網(wǎng)架整體性不強、核心網(wǎng)架穩(wěn)定性不足、局部路由設(shè)置不合理、設(shè)備重復(fù)堆疊配置、資源利用率不高、電源系統(tǒng)支撐能力不足等問題。需要對宣城地區(qū)骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)進行評估和優(yōu)化,組建市縣公司一體化通信傳輸平臺,滿足“十三五”期間宣城電網(wǎng)生產(chǎn)、公司經(jīng)營各類業(yè)務(wù)帶寬和可靠性需求。
地區(qū)骨干傳輸網(wǎng)評估和優(yōu)化,應(yīng)遵循《電力通信網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計技術(shù)導(dǎo)則》,統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)籌建設(shè),保證網(wǎng)絡(luò)傳輸順暢、業(yè)務(wù)貫通,實現(xiàn)傳輸網(wǎng)各層級間協(xié)調(diào)發(fā)展。
地區(qū)骨干傳輸網(wǎng)評估和優(yōu)化,應(yīng)依據(jù)《國家電網(wǎng)公司生產(chǎn)技術(shù)改造原則》,充分利舊。遵循“光纜共享、電路互補”的原則,不局限于資產(chǎn)歸屬,統(tǒng)籌利用各級光纜、電路資源,提高資源互濟能力,避免光纜與傳輸系統(tǒng)重復(fù)建設(shè)。
地區(qū)骨干傳輸網(wǎng)評估和優(yōu)化,應(yīng)以保障電網(wǎng)安全生產(chǎn)為首要目標(biāo),設(shè)計安全、可靠的通信網(wǎng)架,全面支撐公司信息化等各類業(yè)務(wù)發(fā)展。同時,應(yīng)制定詳細的割接方案與應(yīng)急保障措施,確保優(yōu)化過程中電網(wǎng)業(yè)務(wù)安全穩(wěn)定運行。
地區(qū)骨干傳輸網(wǎng)評估和優(yōu)化,應(yīng)避免項目過于零散,實現(xiàn)集約化。
地區(qū)骨干傳輸網(wǎng)評估和優(yōu)化,應(yīng)以業(yè)務(wù)需求為導(dǎo)向,充分考慮不同區(qū)域電網(wǎng)發(fā)展水平和業(yè)務(wù)需求差異,合理確定建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和目標(biāo)。
落實“十三五”通信網(wǎng)規(guī)劃相關(guān)政策及要求,進一步優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),消除帶寬瓶頸,提高站點設(shè)備配置合理性,增強設(shè)備管控能力,形成結(jié)構(gòu)合理、層級分明的網(wǎng)架,實現(xiàn)地、縣骨干傳輸網(wǎng)一體化,滿足“十三五”期間電網(wǎng)生產(chǎn)、公司經(jīng)營各類業(yè)務(wù)帶寬和可靠性需求[2]。具體如下:
(1)通信站點雙路由率達到70%以上;(2)220kV及以上變電站、地調(diào)、備調(diào)、縣調(diào)等重要站點的光纜進出站通道具備2個獨立廊道;(3)所有光纜區(qū)段可用余芯均≥4芯;(4)核心環(huán)、220kV及以上站點均實現(xiàn)雙設(shè)備配置;(5)傳輸網(wǎng)絡(luò)各站點成環(huán)率達到90%以上(建議不低于90%、允許光纜單路由、不包含用戶電廠、用戶變);(6)傳輸網(wǎng)絡(luò)最大環(huán)網(wǎng)節(jié)點數(shù)小于10個,所有傳輸段帶寬余量均≥40%;(7)傳輸設(shè)備品牌在2個及以下。
目前,宣城地區(qū)電網(wǎng)通信方式,主要以SDH光纖通信為主,其他通信為輔。國網(wǎng)宣城供電公司(以下簡稱宣城公司)的骨干傳輸網(wǎng)采用環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),由MSTP(基于SDH的多業(yè)務(wù)傳送平臺)設(shè)備組成,分為核心層和接入層。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要為2個2.5G光纖相交環(huán)網(wǎng)和一個城區(qū)155M光環(huán)網(wǎng),部分站以鏈路的方式接入。宣城公司光纖通信網(wǎng)已經(jīng)覆蓋110kV及以上變電站。[3]
截止2016年底,宣城公司骨干傳輸網(wǎng)包括中心通信機房、西門生產(chǎn)區(qū)等通信站,共75個通信站點,包括3座500kV變電站,14座220kV變電站,34座110kV變電所、13座用戶站、6個縣公司,共98套SDH光傳輸設(shè)備,承載了調(diào)度電話、行政電話、遠動數(shù)據(jù)、繼電保護信息、變電站圖像監(jiān)控、調(diào)度MIS、生產(chǎn)管理信息MIS、營銷MIS、會議電視等多種業(yè)務(wù)。宣城公司SDH光傳輸設(shè)備主要采用中興S330、S385、S320、S360等設(shè)備。
(1)光纜類型及覆蓋情況。截止2016年底,宣城公司共有光纜219條、總長度3498公里,其中OPGW光纜1616公里、ADSS光纜1387公里,普通光纜495公里;光纜運行年限均在15年以下;具體情況詳見表1。宣城公司35kV及以上變電站光纜覆蓋率100%,220kV及以上變電站、地調(diào)、備調(diào)、縣調(diào)站點的光纜均能夠滿足雙路由及以上覆蓋,絕大多數(shù)站點能夠滿足兩個及以上獨立廊道。2013~2015年宣城公司共出現(xiàn)光纜故障139次,主要原因為遭受鼠害,光纜老化等。其中外力破壞120次,其他19次。
表1 宣城公司光纜運行年限情況
(2)光纜纖芯使用情況。宣城公司地市骨干傳輸網(wǎng)光纜主要為24芯及以下,纖芯平均裕量為11,(纖芯平均裕量(芯)=(∑光纜可用芯數(shù))/光纜總條數(shù)),纖芯資源不足的區(qū)段有4條。具體的芯數(shù)分布情況,可詳見表2。
表2 宣城公司光纜芯數(shù)分布情況
宣城公司骨干傳輸網(wǎng)SDH一平面,已形成中心通信站—敬亭變—棗園變—東津變—寧國變—雄路變—旌德變—云嶺變—涇縣變—蓮塘變—中心通信站,以及中心通信站—敬亭變—鳳凰變—桃州變—昌明變—梅豐變—南漪變—養(yǎng)賢變—軍塘變—蓮塘變—中心通信站的2.5G Mbit/s的光纖大環(huán)網(wǎng),實現(xiàn)了6個縣公司境內(nèi)的變電站與中心站的互聯(lián)互通。部分110kV變電站采用鏈路方式,接入宣城公司骨干傳輸網(wǎng)的方式。其中,宣城公司中心通信站、500kV敬亭變、220kV蓮塘變、220kV軍塘變均安裝有兩臺中興光傳輸設(shè)備,能夠有效提高重要節(jié)點設(shè)備的運行能力。宣城公司骨干傳輸網(wǎng)SDH一平面,可見圖1所示。
圖1 宣城公司2016年骨干傳輸網(wǎng)SDH一平面拓撲圖(中興)
隨著電網(wǎng)的迅猛發(fā)展,業(yè)務(wù)的種類和數(shù)量急劇增加,通信網(wǎng)絡(luò)對新業(yè)務(wù)的承載能力越來越多,重要性正逐漸加強??紤]到以上種種因素,以及十三五通信規(guī)劃對220kV變電站雙設(shè)備配置要求,宣城公司考慮建設(shè)220kV變電站的SDH光通信網(wǎng)均采用雙網(wǎng)、雙設(shè)備建設(shè)?,F(xiàn)已在公司中心通信站、蓮塘變、南漪變、梅豐變、昌明變、鳳凰變、敬亭變、桃州變8個站點各新增一套2.5G烽火SDH光傳輸設(shè)備,設(shè)備采用烽火通信公司FONSWEAVER780B的ASON智能光設(shè)備。在部分站點實現(xiàn)了雙網(wǎng)、雙設(shè)備的配置。圖2所示為宣城公司2016年骨干傳輸網(wǎng)SDH二平面。
圖2 宣城公司2016年骨干傳輸網(wǎng)SDH二平面拓撲圖(烽火)
宣城公司傳輸網(wǎng)SDH一平面、二平面分別由宣城公司中心站、主要的500kV、220kV變電站,以及重要的110kV變電站組成,并選取網(wǎng)絡(luò)中的重要節(jié)點、路由豐富的站點和A/A+供電區(qū)域的站點作為核心站點。一平面選用中興MSTP設(shè)備,共有核心站點24個,占比27%,核心層速率為2.5G,業(yè)務(wù)采用1∶1通道保護,成環(huán)率100%,帶寬利用率11%、每百套設(shè)備年故障不足3次,運行5年以下的設(shè)備9套、5年至10年的設(shè)備9套、10年以上的設(shè)備6套、最大單環(huán)站點數(shù)量9個,單點過多的環(huán)1個,核心節(jié)點最大光方向數(shù)4個。二平面?zhèn)鬏斣O(shè)備數(shù)量較少,為重要的220kV及以上變電站和市公司中心站,由7套烽火ASON設(shè)備組成1個2.5G環(huán),業(yè)務(wù)采用1∶1通道保護,設(shè)備運行年限均在5年以下,節(jié)點最大光方向數(shù)為2個。
宣城公司傳輸網(wǎng)一平面,成環(huán)率67%,單環(huán)最大站點數(shù)為5個,無單點過多環(huán),節(jié)點最大光方向數(shù)為4個,有中興MSTP設(shè)備組成,帶寬主要為622M,帶寬利用率20%,業(yè)務(wù)采用1∶1通道保護。
宣城地區(qū)下轄廣德、郎溪、績溪、旌德、涇縣、寧國6個縣。目前,6個縣公司均配置獨立的傳輸網(wǎng)管系統(tǒng),并沒有與宣城公司骨干傳輸網(wǎng)管互連。其中,郎溪變、金橋變、云嶺變及6個縣公司中心機房共計9個站點,存在著市縣公司站點、設(shè)備重復(fù)配置的情況。根據(jù)宣城公司市縣一體化建設(shè)方案要求,準(zhǔn)備將所有的縣公司站點,按計劃逐步接入到宣城公司骨干光傳輸網(wǎng)絡(luò)(一平面)。
宣城公司傳輸網(wǎng)一平面和二平面的專業(yè)網(wǎng)管部署于市公司中心站,下轄各縣公司分別在本單位縣中心機房部署傳輸專業(yè)網(wǎng)管一套,其中,部分縣公司的中心站網(wǎng)元,已就近接入市公司傳輸一平面網(wǎng)管。
國網(wǎng)公司“三集五大”體系建設(shè),專門設(shè)置地市級公司的信通公司。宣城公司信通公司于2012年8月成立,通信專業(yè)有兩個專業(yè)班組,分別是通信運檢一班、通信運檢二班。通信運檢一班主要負責(zé)市公司所轄的通信線纜、調(diào)度行政交換系統(tǒng)等的運行維護,通信運檢二班主要負責(zé)市公司所轄的通信設(shè)備、通信電源等的運行維護??h公司層面,通信專業(yè)人員歸屬于運維檢修部(檢修(建設(shè))工區(qū)),主要負責(zé)所轄通信系統(tǒng)設(shè)備的運維工作。
目前,宣城公司骨干傳輸網(wǎng)核心節(jié)點(220kV及以上變電站、地調(diào)、縣調(diào)等站點),均采用雙路由光纜接入,基本可防范因光纜線路造成的重要業(yè)務(wù)中斷事件。但由于宣城地區(qū)境內(nèi)地勢處于丘陵地帶,近年來生態(tài)環(huán)境逐步提高,一定程度上,使得公司ADSS光纜季節(jié)性的遭受鼠害比較嚴重,經(jīng)常出現(xiàn)光纜中斷、開環(huán)等故障。采取的措施,包括加強光纜巡視,及時清除樹障等,防鼠害和外破。同時,配置備用光纜,及時進行搶修維護。
其中,纖芯資源不足的4個區(qū)段分別為:雄路變—吳山變12芯OPGW、敬亭變—棗園變12芯OPGW、昌明變—郎溪變16芯ADSS、海棠變—養(yǎng)賢變12芯OPGW,纖芯利用率100%。計劃結(jié)合基建配套或申報技改項目,在條件許可的情況下,十三五期間逐步進行改造。
(1)網(wǎng)管系統(tǒng)。根據(jù)省公司統(tǒng)一工作布署,宣城公司組織編制了《宣城地區(qū)傳輸網(wǎng)統(tǒng)一網(wǎng)管項目方案》,通過對所轄6個縣市公司的設(shè)備IP地址和MAC地址,進行了統(tǒng)一規(guī)劃。逐步實現(xiàn)省、市公司機房集中統(tǒng)一監(jiān)控和管理。市公司傳輸網(wǎng)擬使用ID段:11001—11400,IP地址段203.1.1.18—203.3.255.18;6個縣公司各使用100個ID和255個IP地址。具體分配情況,可見表3所示。
表3 宣城公司骨干傳輸網(wǎng)的IP地址總體規(guī)劃
(2)傳輸設(shè)備。對運行超過10年以上或是備品備件購置困難的老型號站點設(shè)備(廣德公司、寧國公司、績溪公司、宣城變、北郊變、光明變、橫山變、彭村變),通過技改工程進行更換。
部分110kV變電站,由于是終端站,在新建基建項目時,都只考慮到通信單路由,只架設(shè)有一條光纜,這就給通信設(shè)備的運行帶來一定的安全隱患??梢越Y(jié)合技改項目申報或基建項目配套來完善。
(3)設(shè)備電源。宣城公司科技樓通信機房電源負載過大,可能會對現(xiàn)有通信電源系統(tǒng)造成一定隱患,需要對通信電源系統(tǒng)進行改造擴容。計劃在宣城公司科技樓通信機房安裝2套高頻通信電源、2套直流配電屏、1套交流配電屏,將現(xiàn)有4組通信蓄電池組進行調(diào)整,每套電源下掛一組500Ah蓄電池組。對現(xiàn)有負載進行調(diào)整,對交流供電設(shè)備實施雙電源供電模式。
宣城公司220kV雄路變、鳳凰變的通信蓄電池組,投運于2005年和2006年,存在容量不足、老化嚴重問題。通過對220kV雄路變、鳳凰變的通信蓄電池組進行更換,其中,220kV鳳凰變新購置2組300Ah蓄電池組,220kV雄路變新購置1組300Ah蓄電池組,進行設(shè)備的安裝和調(diào)試。
截止2017年7月,宣城地區(qū)所轄市、縣的光纜總長度為3816.83公里。其中,OPGW光纜1771.5公里,ADSS光纜1344.38公里,普通光纜700.5公里。具體情況,可見表4所示。通信光纜(含租用或自建)已基本覆蓋至市縣區(qū)域的全部通信站點,35kV及以上變電站,以及營業(yè)廳、供電所,為電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行提供可靠的通道保障。
表4 宣城地區(qū)市縣光纜情況一覽表
2017年度計劃新增或改建光纜線路包括:隨著軍塘變110kV新建線路上架設(shè)1根15.4km/24芯OPGW光纜架設(shè)至南漪—中心變側(cè)開斷點,從南漪—玉山開斷點處架設(shè)1根9.7km/24芯OPGW光纜至新建沈村變。隨新建的山門—中盈電廠π接入柳橋變110kV線路架設(shè)2根24芯OPGW光纜,長度均約0.1km,將山門變—中盈電廠的1根24芯OPGW光纜開斷環(huán)入柳橋變,形成柳橋—山門,柳橋—中盈電廠的光纜通道。隨新建的上莊風(fēng)電場至220kV雄路變110kV線路架設(shè)1根24芯OPGW光纜、路由長度約13.2km,形成上莊風(fēng)電—雄路變的24芯光纜通道等。
宣城公司220kV及以上線路的安穩(wěn)、保護業(yè)務(wù),基本上已實現(xiàn)光纖化,且同一條線路保護和安穩(wěn)業(yè)務(wù),原則上均采取不同的路由通道,滿足“雙設(shè)備、雙路由、雙電源”的配置要求。
宣城公司跨地市區(qū)域的有2條220kV線路,受到光纜路由等因素的制約,仍存在高頻保護通道,分別為:寧吳2D38線路(第1套為微機光纖縱差保護,第2套為微機高頻閉鎖保護)、易蓮2D32線路(第1套為微機光纖縱差保護,第2套為微機高頻閉鎖保護),將由省公司統(tǒng)一部署,綜合考慮后進行改造更換。
改造和優(yōu)化后,宣城公司骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)已形成2個核心層的2.5Gbit/s的光纖大環(huán)網(wǎng),分別為:中心通信站—敬亭變—棗園變—東津變—寧國變—雄路變—梓山變—琴溪變—涇縣變—白云變—蓮塘變—中心通信站的2.5Gbit/s的光纖大環(huán)網(wǎng),以及中心通信站—敬亭變—鳳凰變—桃州變—廣德變—昌明變—梅豐變—南漪變—養(yǎng)賢變—軍塘變—蓮塘變—中心通信站的2.5G Mbit/s的光纖大環(huán)網(wǎng),基本實現(xiàn)了所轄6個縣公司境內(nèi)的變電站與宣城公司中心站的互聯(lián)。其中,在公司中心通信站、500kV敬亭變、220kV蓮塘變、220kV軍塘變、220kV琴溪變、220kV寧國變、220kV雄路變、220kV梓山變均安裝有兩臺中興光傳輸設(shè)備,也有效地提高了重要節(jié)點設(shè)備的運行能力。宣城公司骨干傳輸網(wǎng)市縣一體化拓撲圖,可詳見圖3所示。
圖3 宣城公司2017年骨干傳輸網(wǎng)市縣一體化拓撲圖(中興)
此外,隨著電網(wǎng)的迅猛發(fā)展,業(yè)務(wù)的種類和數(shù)量急劇增加,導(dǎo)致整個網(wǎng)絡(luò)的傳輸電路帶寬嚴重不足,制約了通信網(wǎng)絡(luò)對新業(yè)務(wù)的承載能力,也阻礙了寬帶通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)步伐。下一步,宣城公司將考慮220kV變電站的雙網(wǎng)、雙設(shè)備建設(shè),實現(xiàn)全部220kV以及變電站的雙網(wǎng)、雙設(shè)備配置,同時,按照10G主干環(huán)、2.5G匯聚環(huán)及622M接入環(huán)的不同層級,進行網(wǎng)絡(luò)調(diào)整、優(yōu)化,實現(xiàn)分層級,組環(huán)網(wǎng)。減少不必要的傳輸光路,提升設(shè)備光口板利用率;多采用直連光纜的光路,提供光路的穩(wěn)定性;構(gòu)建環(huán)網(wǎng)層級清晰、結(jié)構(gòu)合理的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),并集中開展宣城公司傳輸網(wǎng)的集中監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作,刪除垃圾時隙,提升設(shè)備交叉能力;合理規(guī)劃時隙,每條業(yè)務(wù)通道在主干環(huán)、匯聚環(huán)、接入環(huán)各自的時隙盡量統(tǒng)一;真正實現(xiàn)業(yè)務(wù)通道成環(huán),提高業(yè)務(wù)通道運行的穩(wěn)定性。
目前,宣城公司光傳輸全部站點的SDH設(shè)備,公共部分板卡,包括電源板、時隙交叉板等均為冗余1+1配置。能夠做到基本不會發(fā)生因某一板卡失效而導(dǎo)致業(yè)務(wù)區(qū)域失效的情況。
所承載的業(yè)務(wù),包括調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)、PCM等電路,均運行在公司SDH光傳輸網(wǎng)的骨干層,處于2.5G主環(huán)網(wǎng),具備主備路由的自動切換功能?;旧喜淮嬖诳赡芤蚰硞€傳輸網(wǎng)單光路失效,而導(dǎo)致業(yè)務(wù)大面積區(qū)域性失效的情況發(fā)生。
(1)電源系統(tǒng)評估
宣城公司220kV變電站均采用兩套通信電源,220kV蓮塘變、寧國變、鳳凰變、昌明變、雄路變采用兩套高頻開關(guān)電源,220kV桃州變、南漪變、東津變、琴溪變、棗園變,都采用一套高頻開關(guān)電源和一套交直流變換電源。
近幾年,新建的220kV梅豐變、山門變、梓山變、軍塘變,110kV揚溪變、長橋變、建平變,都采用一體化電源的供電方式,110kV變電站基本采用一套交直流變換電源以及一體化電源的供電方式。
宣城公司科技樓機房作為地區(qū)通信網(wǎng)的中心站點,配備有2組通信高頻開關(guān)電源,以及4組500Ah蓄電池。電源輸入接至科技樓1樓的兩路不同380V交流輸入,市電互相獨立。(供電公司大樓以及科技樓,均為雙電源供電,分別為110kV寶城變10kV泓西115線、110kV宣城變10kV蓮西126線;)通信設(shè)備大都采用48V直流接入,能夠滿足設(shè)備的需要。監(jiān)控室傳輸網(wǎng)管、交換機網(wǎng)管等網(wǎng)管系統(tǒng)電源均引自1樓不間斷電源(UPS)。另外,電網(wǎng)調(diào)度控制中心的調(diào)度席位,以及調(diào)度錄音系統(tǒng)等,接到大樓UPS電源分配屏,能夠提供可靠的設(shè)備電源。
(2)空調(diào)系統(tǒng)評估
宣城公司變電站均采用站內(nèi)空調(diào)設(shè)備,通信設(shè)備大多布置在二次室(控制室),由變電運行專業(yè)維護,變電運行人員能夠按規(guī)定的巡視周期進行例行檢查?;灸軌驖M足通信設(shè)備運行要求。
宣城公司科技樓機房作為地區(qū)通信網(wǎng)的中心站點,采用機房專用的精密空調(diào),以及新風(fēng)系統(tǒng),并接入動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng),由短信平臺實時發(fā)送設(shè)備運行狀況?;灸軌驖M足通信設(shè)備運行要求。
近年來,伴隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模逐年擴大,對電力通信安全性,多業(yè)務(wù)接入的要求也越來越高。通過對地區(qū)電力通信骨干傳輸網(wǎng)評估和估化,可有效地實現(xiàn)資源共享,統(tǒng)籌存量增量,簡化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),降低建運成本,提高通信業(yè)務(wù)的保障能力,滿足通信專業(yè)市縣一體化和精益化管理要求。