電力通訊網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化

張同偉

（云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司迪慶供電局 云南省迪慶州 674400）

隨著網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)傳輸量的暴增，網(wǎng)絡(luò)傳輸方式和網(wǎng)格的復(fù)雜化，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)正以幾何倍數(shù)的規(guī)模增長，當(dāng)然與之而來的就是網(wǎng)絡(luò)故障的發(fā)生率。在依靠網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男畔⒒鐣?dāng)下，提升網(wǎng)絡(luò)資源的利用率，保證網(wǎng)絡(luò)信息傳輸安全性越來鱷魚重要，加強(qiáng)通訊網(wǎng)絡(luò)信息優(yōu)化，已經(jīng)變得刻不容緩。

1 當(dāng)下我國電力通訊網(wǎng)絡(luò)的不足之處分析

1.1 電力通訊網(wǎng)絡(luò)本身的可靠性較差

從我國的電力網(wǎng)絡(luò)運(yùn)作現(xiàn)狀來看，電網(wǎng)的主體部分是上世紀(jì)八十年代建成的基礎(chǔ)電網(wǎng)，很多設(shè)備和線路的運(yùn)作時(shí)間都較久，出現(xiàn)超負(fù)荷運(yùn)作的情況時(shí)有發(fā)生，再加上行業(yè)從事人員數(shù)量和經(jīng)驗(yàn)的不足，很多具有潛在隱患的節(jié)點(diǎn)都不能得到及時(shí)的排查，這很容易導(dǎo)致電力通訊網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)各種問題。

1.2 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和劃分層次不合理

網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)多種多樣，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)本身的不合理性很容易導(dǎo)致通訊成本的提升。我國當(dāng)下的電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)就存在很多的不合理之處。很多人都知道，通過升級改善傳輸單板承載量能有效提升網(wǎng)速，但是同時(shí)讓單一線路同時(shí)滿足多線路的網(wǎng)絡(luò)通信需求，這會大大提升通信線路的負(fù)擔(dān)，復(fù)雜無序的拓補(bǔ)結(jié)構(gòu)，讓子系統(tǒng)出現(xiàn)崩潰時(shí)，很容易引起連鎖反應(yīng)，引起大面積的網(wǎng)絡(luò)故障。

從層次結(jié)構(gòu)方面來看，我國的電力系統(tǒng)的三級別的管理模式中，每個(gè)級別的劃分層次并不合理，這很容易導(dǎo)致傳輸中，因?yàn)閯澐纸缦弈：膯栴}，大大提升識別鑒定的傳輸時(shí)間，從而引起較為明顯的卡頓和延遲的情況。在劃分層次不合理的背后，實(shí)際反映的就是架構(gòu)設(shè)計(jì)上的不合理。

在我國，一般將電力通信網(wǎng)絡(luò)分為三個(gè)級別進(jìn)行管理，不同機(jī)構(gòu)及部門使用不同級別的網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，但是在使用過程中也會出現(xiàn)網(wǎng)速卡頓或延遲等的情況，這與其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)劃分不清有關(guān)，從而導(dǎo)致了網(wǎng)絡(luò)通信線路中存在的問題，其設(shè)計(jì)架構(gòu)需要重新設(shè)計(jì)和修改，以減輕網(wǎng)絡(luò)信號延遲等情況。

2 電力通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施優(yōu)化

2.1 線路的優(yōu)化

線路是電力通迅網(wǎng)絡(luò)最基礎(chǔ)的設(shè)備，當(dāng)下在使用中，由于輸送線路過長是導(dǎo)致?lián)p耗過大的主要原因，因此在優(yōu)化中的重點(diǎn)是確定線路的傳輸半徑的問題，

首先關(guān)注10kV 和35kV 線路的供電半徑，這兩類線路是電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的主體，特別是在廣大農(nóng)村地區(qū)，35kV 多為變電所的用電負(fù)荷中心，假設(shè)電力輸出在各方向上是均勻分布，并且假定每個(gè)變電所有6 回出線，那么最經(jīng)濟(jì)的供電半徑關(guān)系式為：

該計(jì)算式中式中σ 為-供電范圍內(nèi)的平均負(fù)荷密度，kW/km2；在實(shí)際的計(jì)算中采取計(jì)算系數(shù)并分段常數(shù)的方法，將該算式進(jìn)行優(yōu)化得到：

表1

表2：110kV 電路的規(guī)格表

代入實(shí)際數(shù)據(jù)計(jì)算得到表1。

以表1 可作為10kV 電路實(shí)際的供電半徑的參考標(biāo)準(zhǔn)，如果供電半徑大于以上結(jié)果，那么說明供電半徑過大，則可考慮優(yōu)化。

35kV 線路作為農(nóng)村供電的主電路，在無分支的條件下，一般要求δu＜10%，以Lr 作為供電半徑，根據(jù)各供電指標(biāo)，得到：

其中cosφ 為線路負(fù)荷功率因數(shù)，Pmax即為35kV，其他常數(shù)根據(jù)情況代入，也能得到一個(gè)數(shù)據(jù)表，該表即是35kV 的供電半徑表。

110kV 的電路由于實(shí)際供電線路的橫截面的不同，其本身的供電半徑也是不同的，不過110kV 供電線路一般都有固定的規(guī)格表如表2。

以表2 為標(biāo)準(zhǔn)，如果在輸電半徑內(nèi)，出現(xiàn)了輸電電流大于極限電流的問題，則應(yīng)當(dāng)進(jìn)行電路更換和優(yōu)化，如果熱穩(wěn)定電流頻繁超標(biāo)，那么應(yīng)當(dāng)對電路進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控。

2.2 變電所的優(yōu)化

變電所優(yōu)化首先關(guān)注布局優(yōu)化，變電所的布局點(diǎn)與供電半徑和供電區(qū)域的負(fù)荷密度有關(guān)，在常規(guī)布局規(guī)劃時(shí)，可根據(jù)本地的實(shí)際情況預(yù)先構(gòu)建多套合理的布局方案，再在其中選擇最優(yōu)方案即可，一般來說，其中主要需要考慮以下兩個(gè)原則，首先是應(yīng)當(dāng)盡量靠近負(fù)荷中心，然后是盡量考慮線路最短的建設(shè)方案，兼顧優(yōu)化的投入費(fèi)用，在具體操作中可按如下步驟依次進(jìn)行：首先根據(jù)區(qū)域面積和預(yù)測負(fù)荷指數(shù)計(jì)算負(fù)荷密度；然后計(jì)算相應(yīng)負(fù)荷密度的10kV 線經(jīng)濟(jì)供電半徑及35kV 變電所容量；再據(jù)所需輸送負(fù)荷求出35kV 線路的允許半徑；然后可根據(jù)得到的方案在土上進(jìn)行多個(gè)方案的確定，再在多個(gè)方案中選擇最佳方案。

在布局優(yōu)化之外，要同時(shí)關(guān)注變電所的容量和數(shù)量的優(yōu)化問題，在容量優(yōu)化方面，考慮到變電所的最大容量為10～12mva，所以在符合高于該指標(biāo)時(shí)，一般考慮更換更大符合的變電所，相應(yīng)的，在一些農(nóng)牧地區(qū)，用電量偏低，可更換容量更小的變電所以節(jié)省成本開支。在數(shù)量的優(yōu)化上，根據(jù)我國居民用電負(fù)荷波動大、季節(jié)性強(qiáng)的問題，可采用一大一小兩臺變壓器并行運(yùn)行的方式，大小不同的變壓器分別在用電高峰和用電低谷的負(fù)荷狀態(tài)下的運(yùn)作。

2.3 變壓器容量的合理配置

在農(nóng)村電網(wǎng)中，各級變電所變壓器容量合理配置對于優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有著重要的影響。在進(jìn)行變壓器的配置中，主要從主、配變壓器容量比和配電變壓器、用電設(shè)備容量比兩個(gè)參數(shù)的角度出發(fā)。兩個(gè)系數(shù)背后反映的是變電所母線上的負(fù)荷同時(shí)系數(shù)b1 和用電設(shè)備的綜合需用系數(shù)b2，一般來說b1 的合理數(shù)值為1.58～2.22，b2的數(shù)據(jù)以1:2.5～1:3.8 為宜。

3 電力通訊網(wǎng)絡(luò)的布局優(yōu)化

做好電力通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作，事關(guān)群眾需要，事關(guān)社會發(fā)展，在認(rèn)識任務(wù)艱巨性的同時(shí)，應(yīng)當(dāng)明確優(yōu)化目標(biāo)，將保證通信技術(shù)的安全性與可靠性放在第一位，在這一關(guān)鍵點(diǎn)上。伴隨著電力通信網(wǎng)技術(shù)的不斷進(jìn)步，現(xiàn)代社會已經(jīng)為電力通信網(wǎng)運(yùn)行方式的優(yōu)化提供了新的技術(shù)方法和手段，所以我們應(yīng)該借技術(shù)方法上，應(yīng)當(dāng)充分利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的優(yōu)勢，對電力通信網(wǎng)的運(yùn)行方式進(jìn)行優(yōu)化。

3.1 電力通迅網(wǎng)絡(luò)的光纜網(wǎng)優(yōu)化

電力通迅網(wǎng)絡(luò)的光纜部分，被稱為現(xiàn)代通訊網(wǎng)絡(luò)的高速路，保障高速路的暢通，是保證電力通訊網(wǎng)絡(luò)健康發(fā)展的重要任務(wù)。

在光纜網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化方面，首先要拓展光纜網(wǎng)的寬度，相比傳統(tǒng)的電力通訊網(wǎng)絡(luò)，光纜網(wǎng)是近些年才開始起步發(fā)展的技術(shù)，在應(yīng)用普及程度上還存在明顯的不足，因此加強(qiáng)光纜建設(shè)，尤其是500kV和220kV 以上的線路建設(shè)，保障線路的暢通性和健壯性。在光纜建設(shè)上，要根據(jù)當(dāng)下電力通迅網(wǎng)路需求鋪設(shè)足夠?qū)挾鹊墓饫|，最好能結(jié)合未來五年乃至十年的發(fā)展步伐，對光纜寬度做出一定的空間預(yù)留。在建設(shè)原則上，應(yīng)當(dāng)盡量避免解口，盡量減少光纜跳轉(zhuǎn)站點(diǎn)，保證接入點(diǎn)的可靠性，使用應(yīng)急路由光纖時(shí)，盡量采用系統(tǒng)內(nèi)光纖資源，不滿足條件時(shí)，優(yōu)先考慮租用。

3.2 電力通迅網(wǎng)絡(luò)的傳輸網(wǎng)優(yōu)化

傳輸網(wǎng)的優(yōu)化策略主要從設(shè)備交叉資源、線路時(shí)隙資源和傳輸資源三方面進(jìn)行。

在設(shè)備交叉資源方面，主要注意以下方面：首先是非本站的業(yè)務(wù)盡量采用高階貫通的方式；盡可能避免單站直接接入低級交叉級別的VC4；在網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)服務(wù)上，對高負(fù)荷地區(qū)考慮使用低階交叉分擔(dān)。

在時(shí)隙資源優(yōu)化上，主要策略有以下：首先是路徑最短原則，盡量降低數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)資源的占用；然后是負(fù)載均衡原則，保障數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)最好能分散進(jìn)入多個(gè)子鏈路，降低單一鏈路出現(xiàn)高負(fù)荷的風(fēng)險(xiǎn)；在進(jìn)行業(yè)務(wù)分配時(shí)，要保證時(shí)隙的連續(xù)性，對于處理不同業(yè)務(wù)時(shí)，盡可能按照分散性和集中性進(jìn)行分類處理。

在傳輸資源方面，考慮從硬件設(shè)備和軟件方面進(jìn)行進(jìn)行優(yōu)化，在硬件設(shè)備方面，首先保證設(shè)備的健壯性，對于年久失修的產(chǎn)品要逐步進(jìn)行更換，根據(jù)輕重緩急，將核心設(shè)備地區(qū)優(yōu)先進(jìn)行優(yōu)化升級；在軟件方面，要建立完善的業(yè)務(wù)分配模型制度，保證數(shù)據(jù)分配的合理性和完善性，對于VC12 級別的分散性業(yè)務(wù)，可考慮安裝單獨(dú)的VC4 通道。

3.3 電力通迅網(wǎng)絡(luò)的通道組織優(yōu)化

通道阻止的優(yōu)化原則主要有兩點(diǎn)，第一就是拆分，第二則是避險(xiǎn)。所謂拆分，就是盡量將大環(huán)拆解成為小環(huán)，在該流程中，盡量尋找最短路徑的小環(huán)進(jìn)行替代，降低傳輸流程中遇到的節(jié)點(diǎn)數(shù)量，盡量避免超遠(yuǎn)距離傳輸，減少誤碼率。在避險(xiǎn)方面，主要是針對核心路由設(shè)備建立避免的應(yīng)急路由設(shè)備，以增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的健壯性，對于無法避免的超長距離傳輸，可采取增加中繼站的方法或者增加色散補(bǔ)償?shù)姆椒▉斫鉀Q傳輸中出現(xiàn)的誤碼問題。

3.4 電力通迅網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)保護(hù)優(yōu)化

網(wǎng)絡(luò)保護(hù)策略的優(yōu)化需要基于業(yè)務(wù)模式本身進(jìn)行優(yōu)化。在硬件方面，主要的輔助設(shè)備有交叉板、電源板、時(shí)鐘板以及2M/s 板的1+1 保護(hù)設(shè)施。

在業(yè)務(wù)模式上，一般需要執(zhí)行保護(hù)的業(yè)務(wù)有安穩(wěn)系統(tǒng)業(yè)務(wù)、PCM 業(yè)務(wù)，數(shù)據(jù)調(diào)度業(yè)務(wù)和視頻會議業(yè)務(wù)，對于普通的流程業(yè)務(wù)，考慮到業(yè)務(wù)保護(hù)會降低信號傳輸?shù)募皶r(shí)性和高效性，一般不做保護(hù)。

業(yè)務(wù)保護(hù)的方式選擇也與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有關(guān)，一般對于鏈路結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，一般采用MSP1+1 的方式進(jìn)行保護(hù)，而對于環(huán)裝結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)員，一般采用SCNP，對于跨環(huán)業(yè)務(wù)，一般在相交處還要采用DNI 保護(hù)，對于外部建設(shè)環(huán)境成熟的業(yè)務(wù)，可采用多種保護(hù)手段并存的方式，在保護(hù)域的選擇上，盡量對小環(huán)進(jìn)行單獨(dú)保護(hù)，而不是對一個(gè)大環(huán)進(jìn)行整體保護(hù)。

3.5 電力通迅網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)管理優(yōu)化

網(wǎng)絡(luò)應(yīng)急能力是識別網(wǎng)絡(luò)健壯性的重要體現(xiàn)，如今網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的復(fù)雜度十分高，硬件和軟件故障都容易導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓，因此通過添加備份設(shè)備應(yīng)對危機(jī)成為了共識的選擇。

網(wǎng)絡(luò)管理的優(yōu)化要點(diǎn)主要在于明確了解可能的故障問題以及如何以最低成本完成控制。在網(wǎng)管優(yōu)化系統(tǒng)上，一般設(shè)有主備網(wǎng)管和主備網(wǎng)管網(wǎng)元，網(wǎng)元主要是應(yīng)對網(wǎng)關(guān)時(shí)效的情況，網(wǎng)管主要是應(yīng)對硬件和軟件的故障問題。

在實(shí)際的操作中，將大網(wǎng)絡(luò)劃分為小網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理需要設(shè)立網(wǎng)元和網(wǎng)管，一般來說，劃分越細(xì)致，安全性越高，但是，劃分越細(xì)致，需要建設(shè)的網(wǎng)元和網(wǎng)管的數(shù)量也會大幅增加，從而導(dǎo)致成本的飆升，因此在小網(wǎng)絡(luò)的劃分上應(yīng)當(dāng)合理。在軟件方面，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對于傳輸網(wǎng)的管控，增強(qiáng)故障預(yù)警和統(tǒng)計(jì)維護(hù)功能，提升網(wǎng)絡(luò)管理操作的高效性。

4 結(jié)語

電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可靠性和安全性關(guān)系到現(xiàn)代社會群眾生活的每一方面，也關(guān)系到國家戰(zhàn)略層面的安全性和健壯性，保護(hù)電力網(wǎng)絡(luò)信息安全，做好隱患檢測和排除，關(guān)系到國家未來發(fā)展的長治久安，每個(gè)人都有責(zé)無旁貸的責(zé)任。