電力通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理及規(guī)劃的研究

1、電力通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理及規(guī)劃的研究【摘要】電力通信網(wǎng)運行方式管理是提高運行網(wǎng)絡(luò)可靠性的重要手段，是運維可靠性的主要內(nèi)容，是加強通信規(guī)劃、建設(shè)、技改、檢修等全程管理的有效措施，它保證各項通信運行工作高效開展，達到通信資源的最優(yōu)配置。本文主要針對電力通信網(wǎng)管理和規(guī)劃進行了研究，目標(biāo)是以滿足電網(wǎng)和企業(yè)信息化對通信的需求為基礎(chǔ)，以提高通信網(wǎng)絡(luò)安全可靠性為目標(biāo)，構(gòu)建“技術(shù)先進、安全可靠、高速寬帶、全方位覆蓋”的電力通信網(wǎng)，為整個電力生產(chǎn)和信息化管理提供有效的、先進的保障和管理支撐?！娟P(guān)鍵詞】電力通信網(wǎng)；管理；規(guī)劃1 引言1.1 研究意義電力通信網(wǎng)的安全性、可靠性直接關(guān)系到電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。隨著電力通信網(wǎng)

2、的發(fā)展，大量電力系統(tǒng)業(yè)務(wù)需要通過電力通信網(wǎng)進行傳輸，電力系統(tǒng)對于通信網(wǎng)的依賴性在不斷增大，通信網(wǎng)故障對電力系統(tǒng)的影響也愈加嚴重。因此，電力系統(tǒng)生產(chǎn)運行部門對電力通信網(wǎng)的質(zhì)量要求也越來越高，不但要求電力通信網(wǎng)能夠提供足夠的通信能力，更要求電力通信網(wǎng)要具有很高的實時性、安全性和可靠性。提高電力通信網(wǎng)的通信質(zhì)量、增加電力通信網(wǎng)的可靠性不僅依靠通信網(wǎng)的設(shè)計階段，更需要建立一套對運行網(wǎng)絡(luò)不斷優(yōu)化、健全的可靠性管理方法，即通信網(wǎng)運行方式管理。只有通過有效的可靠性設(shè)計，同時結(jié)合運行過程中的可靠性管理，才能滿足電力通信網(wǎng)的飛速發(fā)展和電力系統(tǒng)對電力通信網(wǎng)可靠性要求。1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀電力線通信技術(shù)出現(xiàn)于20

3、世紀(jì)20年代初期。應(yīng)用電力線傳輸信號的實例最早是電力線電話，它的應(yīng)用范圍是在同一個變壓器的供電線路以內(nèi)，將電信號從電力線上濾下來。1991年美國電子工業(yè)協(xié)會確認了三種家庭總線，電力線是其中一種。1997年10月，Northern Telecom公司宣布進行數(shù)字電線技術(shù)的開發(fā)，這項技術(shù)將使電力公司能夠在電力線上以1Mbps的速度傳送數(shù)據(jù)和話音業(yè)務(wù)。后來西門子的PLC技術(shù)將電力線總線的家庭擴大到小區(qū)的電信接入網(wǎng)端口，而且能以1Mbps的速率傳輸數(shù)據(jù)。技術(shù)進展后來逐漸加快。中國20世紀(jì)40年代已有日本生產(chǎn)的載波機在東北運行，作為長距離調(diào)度的通信手段。從1999年起，中國電科院就開始對高速PLC進行研

4、究，并在2001年8月，在沈陽建立了第一個實驗網(wǎng)絡(luò)。隨著研究的深入，PLC也向更高速率發(fā)展，例如將速率提高到100Mb/s，甚至200 Mb/s。屆時，高速PLC將為寬帶接入通信做出更大貢獻。1.3 論文主要內(nèi)容本文主要針對電力通信網(wǎng)運行方式優(yōu)化進行了研究。論文在對各通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)屬性、電力系統(tǒng)業(yè)務(wù)需求、電力通信網(wǎng)技術(shù)分析及發(fā)展趨勢的充分論述基礎(chǔ)上開展，對電力通信網(wǎng)子網(wǎng)運行方式作了深入研究，結(jié)合某市電力通信網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀，提出電力通信網(wǎng)運行方式規(guī)劃方案。2 電力通信網(wǎng)絡(luò)2.1 電力通信網(wǎng)絡(luò)概念電力線通信全稱是電力線載波（Power Line Carrier PLC）通信，是指利用高壓電力線（在電力載

5、波領(lǐng)域通常指35kV及以上電壓等級）、中壓電力線（指10kV電壓等級）或低壓配電線（380/220V用戶線）作為信息傳輸媒介進行語音或數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N特殊通信方式。高壓電力線載波技術(shù)已經(jīng)突破了僅限于單片機應(yīng)用的限制，已經(jīng)進入了數(shù)字化時代。并且隨著電力線載波技術(shù)的不斷發(fā)展和社會的需要，中、低壓電力載波通信的技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用亦出現(xiàn)了方興未艾的局面。2.2電力通信網(wǎng)主要業(yè)務(wù)電力通信業(yè)務(wù)按照業(yè)務(wù)屬性劃分大致可以分為兩大類，即生產(chǎn)業(yè)務(wù)和管理業(yè)務(wù)；按照業(yè)務(wù)流類型劃分，又可以分為語音、數(shù)據(jù)及多媒體業(yè)務(wù)；按照時延劃分，又可以劃分為實時業(yè)務(wù)和非實時業(yè)務(wù)；按照業(yè)務(wù)分布劃分，又可以劃分為集中性業(yè)務(wù)、相鄰性業(yè)務(wù)和均勻性業(yè)

6、務(wù)；按照用戶對象劃分，又可以分為變電站業(yè)務(wù)、線路業(yè)務(wù)和電網(wǎng)公司、供電局、供電所、營業(yè)所等幾大類；按照電力二次系統(tǒng)安全防護管理體系劃分，又可以劃分為 I、II、III、等四大安全區(qū)域業(yè)務(wù)。2.2.1 遠程線保電力系統(tǒng)繼電保護是電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行的可靠保證。繼電保護信號是指高壓輸電線路繼電保護裝置間和電網(wǎng)安全自動裝置間傳遞的遠方信號，是電網(wǎng)安全運行所必需的信號，電力系統(tǒng)由于受自然的（雷擊、風(fēng)災(zāi)等）、人為的（設(shè)備缺陷、誤操作等）因素影響，不可避免地會發(fā)生各種形式的短路故障和不正常狀態(tài)，短路故障和不正常狀態(tài)都可能在電力系統(tǒng)中引起事故。為了減輕短路故障和不正常狀態(tài)造成的影響，繼電保護的任務(wù)就是當(dāng)電力

7、系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，給控制設(shè)備（如輸電線路、發(fā)電機、變壓器等）的斷路器發(fā)出跳閘信號，將發(fā)生故障的主設(shè)備從系統(tǒng)中切除，保證無故障部分繼續(xù)運行。在電力系統(tǒng)中，對通信有要求的繼電保護主要是線路保護。線路保護應(yīng)用在輸電線路上，包括 500kV、220kV 和部分 110kV 線路。線路繼電保護方式按原理分類主要有微機高頻方向保護、微機高頻距離保護、光纖電流差動保護等幾種方式。光纖分相電流差動保護原理簡單、動作可靠性高、速度快，所以很快得到了大范圍的應(yīng)用。2.2.2 智能調(diào)度該系統(tǒng)主要提供用于電網(wǎng)運行狀態(tài)實時監(jiān)視和控制的數(shù)據(jù)信息，實現(xiàn)電網(wǎng)控制、數(shù)據(jù)采集(SCADA)和調(diào)度員在線潮流、開斷仿真和校正控制等電網(wǎng)

8、高級應(yīng)用軟件（PAS）的一系列功能。一般由自動切換的雙前置機及多臺服務(wù)器和微機工作站組成分布式雙總線結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下：圖1 智能調(diào)度結(jié)構(gòu)圖如圖1，只能調(diào)度其信息類型包括兩部分，一部分為調(diào)度中心 EMS 系統(tǒng)與廠站 RTU 交換的遠動信息（包括遙測、遙信、遙控、遙調(diào)信息）；另一部分為調(diào)度中心 EMS 系統(tǒng)之間交換的數(shù)據(jù)信息。該業(yè)務(wù)帶寬要求為 64kb/s2Mb/s，通道傳輸時延30ms，基于光纖 SDH 通道誤碼率不大于 10-9，其信息流向為各地調(diào)（EMS）或廠、站（RTU）調(diào)度中心（EMS）。2.2.3 自動計量電能計量系統(tǒng)是對整個電網(wǎng)眾多計量點的數(shù)據(jù)進行自動采集，自動傳輸、存儲和處理，

9、用于監(jiān)控整個電網(wǎng)的負荷需求。為用電營銷系統(tǒng)、EMS 系統(tǒng)、PAS 系統(tǒng)、MIS 系統(tǒng)等相關(guān)系統(tǒng)提供準(zhǔn)確、可靠的電量等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。此系統(tǒng)的主站系統(tǒng)設(shè)置在省調(diào)度中心，計量對象包括各廠站的電量結(jié)算關(guān)口計量點和網(wǎng)損、線損管理關(guān)口計量點以及根據(jù)管理需要所需采集的用戶電量結(jié)算關(guān)口計量點等。其信息流向為各廠、站（ERTU）中調(diào)（EAS），傳送方式采用定時傳送（現(xiàn)運行為 15min）和隨機召喚傳送兩種方式。各廠站傳輸速率為 64kbit/s，傳輸延時也不宜過大，要求傳輸誤碼率必須不大于 10-6 ，可用性要求為 99.99%。2.2.4 綜合信管保護管理信息系統(tǒng)由主站、分站與子站三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，其主要功能是通過實

10、時收集變電站的運行和故障信息，為分析事故、故障定位及整定計算工作提供科學(xué)依據(jù)，以便調(diào)度管理部門做出正確的分析和決策，來保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。如目前國內(nèi)某些供電局采用的GD248綜合信息管理體系如下圖：圖2 GD248綜合信息管理體系如圖，其信息流向為主站/分站與子站之間雙向傳送，其中絕大部分信息流是從子站向主站/分站傳送，主站只有少量輪詢信息向子站發(fā)送。子站向主站/分站系統(tǒng)上傳信息的方式分為主動和被動兩種。2.3 電力通信網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)2.3.1 通信技術(shù)根據(jù) 2008 年“電信網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)白皮書”，下一代通信網(wǎng)體系架構(gòu)的發(fā)展將呈現(xiàn)開放化、IP化、寬帶化、傳送智能化、移動多媒體化等趨勢，網(wǎng)絡(luò)融合將

11、成為通信網(wǎng)未來的發(fā)展方向，整個通信網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)將從分立的局面逐步走向融合。IP 化：電信網(wǎng)絡(luò) IP 化是近年來電信技術(shù)發(fā)展的一大特點，IP 化的網(wǎng)絡(luò)有著傳統(tǒng)電路交換網(wǎng)所不具備的優(yōu)勢，例如沒有復(fù)雜的時分復(fù)用結(jié)構(gòu)，有業(yè)務(wù)量才占用網(wǎng)絡(luò)資源，寬帶化：最近幾年，高清晰度電視（HDTV）、在線存儲和備份等新業(yè)務(wù)層出不窮，移動化：通信技術(shù)的移動化趨勢主要體現(xiàn)在接入層面，用戶越來越多地通過移動接入技術(shù)接入網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)，行業(yè)發(fā)展的重心逐漸從固定網(wǎng)向移動網(wǎng)轉(zhuǎn)移，移動網(wǎng)的用戶數(shù)、業(yè)務(wù)量和業(yè)務(wù)收入都遠遠超過固網(wǎng)并保持快速增長勢頭。 2.3.2 同步網(wǎng)絡(luò)技術(shù)同步網(wǎng)包括時間同步網(wǎng)和頻率同步網(wǎng)，目前同步設(shè)備既能提供時間信號（

12、1PPS、DCLS、IRIG-B），又能提供頻率同步信號（2Mb/s、2MHz），且提供時間信號精度能夠達到 us 級別，可以滿足電力生產(chǎn)業(yè)務(wù)對時間同步的需求，此外，時間同步組網(wǎng)技術(shù)也在發(fā)展，主要有三種，即 DCLS+E1 方式、NTP 方式、1PPS+STM-N 方式，DCLS+E1：該方式為目前比較成熟的時間同步組網(wǎng)技術(shù)，即采用同步設(shè)備的 DCLS接口，通過 SDH 網(wǎng)絡(luò)的 E1 通道將該時間信號傳輸?shù)礁餍枰降墓?jié)點，并通過手工或自動方式消除傳輸時延，該方案的理論精度為 us 級別，示意圖如下圖 3-15。1PPS+STM-N：該方式目前尚處于研究開發(fā)階段，其基本原理是采用 STM-N

13、中的頻率信號輸出作為其時刻校正標(biāo)準(zhǔn)，該方案充分將頻率同步與時間同步有機的結(jié)合在一起，避免了傳輸時延的產(chǎn)生。兩種聯(lián)網(wǎng)方式示意圖比較如下； 圖3 DCLS+E1、1PPS+STM-N比較示意圖工作時，網(wǎng)元客戶端首先向時間服務(wù)器發(fā)送一個 NTP 數(shù)據(jù)包，這個數(shù)據(jù)包被打上發(fā)送時的客戶端本機時間標(biāo)簽 T1，服務(wù)器接收到這個數(shù)據(jù)包后也向客戶端發(fā)送一個 NTP 數(shù)據(jù)包，這個數(shù)據(jù)包中含有3個時間標(biāo)簽：服務(wù)器接收到客戶端 NTP 數(shù)據(jù)包時的時間標(biāo)簽T2、服務(wù)器發(fā)出 NTP 數(shù)據(jù)包時的時間標(biāo)簽 T3、客戶端 NTP 數(shù)據(jù)包中原有的時間標(biāo)簽T1，客戶端接收到這個數(shù)據(jù)包后也打上一個本機時間標(biāo)簽 T4（見圖）。根據(jù)這4

14、個時間標(biāo)簽就可以算出服務(wù)器客戶間的傳輸時延和時鐘偏差即下式：2.3.3 軟交換技術(shù)軟交換作為一個新興的技術(shù)領(lǐng)域已從試驗階段發(fā)展到商用階段，目前已經(jīng)在國內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用。我國的電信運營商開始全面使用軟交換替代原有的程控交換系統(tǒng)，在許多城市開通了商用 NGN 網(wǎng)絡(luò)，國內(nèi)一些企業(yè)用戶也已規(guī)模采用軟交換技術(shù)解決內(nèi)部語音通信需求。圖4 軟交換體系結(jié)構(gòu)圖如圖，其采用分層體系架構(gòu)，分為接入層、傳輸層、控制層、業(yè)務(wù)層。各層功能與設(shè)備分別如下：接入層：利用各種接入設(shè)備實現(xiàn)不同用戶的接入及不同信息格式的轉(zhuǎn)換，其功能類似于傳統(tǒng)程控交換機的用戶模塊或中繼模塊。主要設(shè)備包括信令網(wǎng)關(guān)（SG），中繼網(wǎng)關(guān)（TG）、接入網(wǎng)關(guān)（

15、AG）、綜合接入設(shè)備（IAD）、無線接入網(wǎng)關(guān)（WAG）以及各種智能終端設(shè)備。傳輸層：用于承載軟交換所需的具備高帶寬、有一定服務(wù)質(zhì)量（QOS）保障的 IP分組網(wǎng)絡(luò)?？刂茖樱菏擒浗粨Q網(wǎng)絡(luò)的呼叫控制中心，該層設(shè)備稱為軟交換設(shè)備，其主要作用包括呼叫控制、業(yè)務(wù)提供、業(yè)務(wù)交換、資源管理、用戶認證、會話初始協(xié)議代理等。業(yè)務(wù)層：利用各種設(shè)備為整個軟交換網(wǎng)絡(luò)體系提供業(yè)務(wù)上的支持，該層設(shè)備包括應(yīng)用服務(wù)器（向業(yè)務(wù)開發(fā)者提供應(yīng)用程序接口（API）以及授權(quán)和管理（AAA）服務(wù)器?？刂茖釉O(shè)備之間互通采用 SIP 或 SIP-T 協(xié)議；控制層設(shè)備與接入層網(wǎng)關(guān)設(shè)備之間互通采用 H.248 或媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議；控制層設(shè)備與智能

16、終端互通采用 H.323 或 SIP；信令網(wǎng)關(guān)與控制層設(shè)備之間采用信令傳送協(xié)議（SIGTRAN）。技術(shù)特點：該技術(shù)的主要特點是業(yè)務(wù)承載與呼叫控制分離。其缺陷在于 IP 承載網(wǎng)絡(luò)的可靠性和安全性問題。應(yīng)用定位：程控交換技術(shù)將逐步淘汰，NGN 網(wǎng)絡(luò)是通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的趨勢；在演變過程中，軟交換系統(tǒng)與原有程控交換系統(tǒng)將在一段時間內(nèi)長期共存。軟交換技術(shù)在電力通信專網(wǎng)中應(yīng)用的優(yōu)勢可有效解決遠端供電所的語音用戶接入需求，對比傳統(tǒng)程控方式，可節(jié)省了配置相關(guān)光傳輸、PCM 設(shè)備的成本；可實現(xiàn)遠程移動辦公，解決員工出差隨時使用辦公電話的需求；用戶開通方便，便于業(yè)務(wù)割接工作實施；采用分層模塊化設(shè)計，減小了設(shè)備體積，有

17、效節(jié)省機房空間。3 電力通信網(wǎng)管理及規(guī)劃3.1 原則與目標(biāo)電力通信網(wǎng)絡(luò)的管理應(yīng)以滿足電網(wǎng)生產(chǎn)業(yè)務(wù)和管理業(yè)務(wù)需求為目標(biāo)，構(gòu)建“技術(shù)先進、安全可靠、高速寬帶、全方位覆蓋”的電力通信網(wǎng)。應(yīng)與通信技術(shù)發(fā)展相結(jié)合，緊密跟蹤技術(shù)發(fā)展趨勢，堅持網(wǎng)絡(luò)先進性原則。應(yīng)與電網(wǎng)規(guī)劃相結(jié)合，要充分考慮電網(wǎng)規(guī)劃對業(yè)務(wù)分布及通信網(wǎng)絡(luò)等方面的影響，堅持網(wǎng)絡(luò)擴展性原則。應(yīng)與電網(wǎng)安全生產(chǎn)相結(jié)合，原則上通信類設(shè)備生命周期為 8-12 年、OPGW 光纜為20-25 年、ADSS 和管道光纜為 10-12 年。在設(shè)備已到生命周期終點時，應(yīng)對設(shè)備進行評估，堅持網(wǎng)絡(luò)安全性原則。應(yīng)與電網(wǎng)“N-1”可靠性相適應(yīng)，原則上要求調(diào)度機構(gòu)和所有 2

18、20kV 及以上廠站線路保護、安穩(wěn)系統(tǒng)、調(diào)度自動化、調(diào)度電話等關(guān)鍵生產(chǎn)業(yè)務(wù)通道必須具備兩種不同通信方式，使得在單一故障下不會導(dǎo)致同一條線路的所有繼電保護通信通道、廠站間安全自動裝置通信通道或調(diào)度機構(gòu)至廠站的調(diào)度電話、自動化業(yè)務(wù)通信通道中斷，堅持重要業(yè)務(wù)通道“N-1”可靠性原則。應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)相結(jié)合，要建立通信設(shè)備配置的標(biāo)準(zhǔn)模型，為輸變電配套通信工程建設(shè)提供參考依據(jù)。要通過對通信網(wǎng)絡(luò)資源使用情況的評估分析找出網(wǎng)絡(luò)存在的問題和瓶頸，并通過合理科學(xué)的規(guī)劃達到網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的目的，促進資源的深度挖掘和優(yōu)化配置，最大限度發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)資源效益，降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運維成本，堅持網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟性原則。在電力通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋的薄弱環(huán)節(jié)

19、，可采用公網(wǎng)資源作為電力通信的一種補充方式，提升電力通信網(wǎng)絡(luò)的抗災(zāi)能力。3.2 電力通信網(wǎng)管理及規(guī)劃3.2.1 運行方式的管理及規(guī)劃根據(jù)上述現(xiàn)狀與需求分析，電力通信網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)應(yīng)如圖 4-1 所示，即底層傳輸采用傳輸 A 網(wǎng)和傳輸 B 網(wǎng)，主要承載各種控制業(yè)務(wù)及業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)，其中傳輸 A 網(wǎng)用于承載線路保護、安穩(wěn)系統(tǒng)、PCM 等業(yè)務(wù)及調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)，傳輸 B 網(wǎng)用于承載線路保護、安穩(wěn)系統(tǒng)等業(yè)務(wù)及調(diào)度交換網(wǎng)、調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)；調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)采用 IP over SDH 技術(shù)構(gòu)建，主要用于承載調(diào)度數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)及配網(wǎng)自動化業(yè)務(wù)，綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)采用光纖直連，主要用于承載生產(chǎn)管理信息業(yè)務(wù)及視頻會議、軟交換等網(wǎng)絡(luò)。行政交換網(wǎng)

20、采用軟交換技術(shù)構(gòu)建，承載在綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)上；調(diào)度交換網(wǎng)采用程控交換技術(shù)，主要承載調(diào)度電話。圖5 電力通信網(wǎng)運行方式管理結(jié)構(gòu)框圖3.2.2 調(diào)度數(shù)據(jù)管理及規(guī)劃調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)應(yīng)采用“IP over SDH”技術(shù)構(gòu)建。調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)應(yīng)覆蓋地調(diào)（主、備）、縣調(diào)、220kV 變電站、110kV 變電站及地調(diào)電廠。調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)應(yīng)采用分層結(jié)構(gòu)，采用核心層、匯聚層和接入層三層結(jié)構(gòu)。調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)核心層、匯聚層應(yīng)采用高端路由器配置，通過 PoS 接口接入 SDH 網(wǎng)絡(luò)，核心層、匯聚層帶寬為 4*155Mb/s；接入層采用低端路由器配置，通過 E1 接口接入 SDH網(wǎng)絡(luò)，接入層帶寬為 8*2Mb/s。調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)核心層、匯聚層每個

21、節(jié)點至少具備 2 條上聯(lián)或互聯(lián)鏈路，接入層每個節(jié)點具備 2 條上聯(lián)鏈路。匯聚層每個節(jié)點匯接的接入層節(jié)點數(shù)量不超過 10 個。調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)設(shè)備支持的路由協(xié)議應(yīng)包括：BGP、OSPF、靜態(tài)路由，應(yīng)具備流量分類、隊列調(diào)度、數(shù)據(jù)緩存、端口限速等流量整形和控制功能，應(yīng)支持路由過濾及數(shù)據(jù)包過濾等控制功能。調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)應(yīng)采用 MPLS 三層 VPN 技術(shù)劃分為實時 VPN 和非實時 VPN。各級調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)應(yīng)實現(xiàn)統(tǒng)一網(wǎng)管，并具備流量監(jiān)測、入侵檢測等功能。3.2.3 交換網(wǎng)數(shù)據(jù)管理及規(guī)劃交換網(wǎng)數(shù)據(jù)管理分為業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)管理和行政數(shù)據(jù)管理。業(yè)務(wù)熟局管理應(yīng)采用程控交換技術(shù)組建，采用 2Mb/s 數(shù)字中繼互聯(lián)，全網(wǎng)統(tǒng)一使用 Q

22、.SIG/DSS1信令。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)覆蓋地調(diào)（含備調(diào)）、110kV 及以上變電站等節(jié)點。地調(diào)調(diào)度交換機采用匯接交換機和用戶交換機獨立配置，匯接交換機應(yīng)與所轄500kV 變電站和中調(diào)直調(diào)電廠的調(diào)度交換機建立直連中繼電路。此外，地調(diào)還應(yīng)配置調(diào)度臺和錄音系統(tǒng)。220kV 及以上出線廠站應(yīng)不少于兩級調(diào)度小號延伸，可采用 PCM、遠端模塊、VOIP等多種方式覆蓋。交換路由設(shè)置應(yīng)遵循“N-1”的安全性原則，確保調(diào)度中心至各調(diào)度點的調(diào)度指揮通信不得中斷。相鄰兩級調(diào)度機構(gòu)之間應(yīng)設(shè)置直達中繼路由。行政交換數(shù)據(jù)管理以實現(xiàn)全網(wǎng)逐步過渡到軟交換網(wǎng)絡(luò)?；谲浗粨Q的行政交換網(wǎng)絡(luò)按照省地兩級結(jié)構(gòu)進行建設(shè)，兩級軟交換網(wǎng)絡(luò)應(yīng)實現(xiàn)互聯(lián)

23、。行政交換網(wǎng)覆蓋地區(qū)供電局、縣局、二級單位、供電所、營業(yè)所和變電站?；谲浗粨Q的行政交換網(wǎng)大用戶節(jié)點如供電局、縣局和二級單位宜采用軟交換 AG設(shè)備進行覆蓋，中小型用戶節(jié)點如供電所和營業(yè)所采用不同級別的 IAD 設(shè)備覆蓋，單個用戶節(jié)點如變電站則直接采用 IP 電話覆蓋。過渡期間可采用 TG 設(shè)備利用 E1 中繼與現(xiàn)有程控交換網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，實現(xiàn)與軟交換網(wǎng)絡(luò)的互通。應(yīng)與電信運營商語音交換網(wǎng)絡(luò)互連，作為行政交換的備用手段。3.2.4 應(yīng)急信息管理及規(guī)劃應(yīng)急通信優(yōu)化主要包括應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、備用通信中心優(yōu)化以及應(yīng)急通信指揮系統(tǒng)優(yōu)化三部分。應(yīng)急通信網(wǎng)主要解決重要 220kV 及以上廠站、線路及各級調(diào)度中心的繼

24、電保護、安全穩(wěn)定裝置、調(diào)度自動化、調(diào)度電話等業(yè)務(wù)的應(yīng)急通信。應(yīng)急通信網(wǎng)的優(yōu)化應(yīng)在充分整合電力專用通信網(wǎng)資源的基礎(chǔ)上，通過充分利用公網(wǎng)和其它專網(wǎng)的通信資源，采用光纖通信、載波通信、以及衛(wèi)星通信等多種通信技術(shù)手段，因地制宜通過技術(shù)的組合使用以滿足應(yīng)急通信網(wǎng)對通信方式多元化和立體化的需求。廠站至調(diào)度機構(gòu)的調(diào)度電話和調(diào)度自動化業(yè)務(wù)可用不同敷設(shè)方式光纜來提高抗災(zāi)能力，在覆冰區(qū)域，可適當(dāng)采用 110kV 及以下低電壓等級架空光纜、管道及地埋光纜，構(gòu)成光纜敷設(shè)方式的多元化、立體化。不具備地埋或低電壓等級架空光纜條件的廠站可采用衛(wèi)星通信等無線通信來保障。在調(diào)度中心調(diào)度交換機之間可租用電信電路資源作為調(diào)度交換網(wǎng)

25、應(yīng)急冷備用通道；兩級調(diào)度中心之間可租用公網(wǎng)電路資源作為 EMS 調(diào)度自動化的相互轉(zhuǎn)發(fā)通道。對重要的 220kV 及以上的線路，應(yīng)隨線路架設(shè)電力線載波通信，確保繼電保護業(yè)務(wù)能夠隨著受災(zāi)線路的搶修同期修復(fù)。在較為偏遠的重要廠站，宜采用衛(wèi)星通信方式解決調(diào)度電話和調(diào)度自動化業(yè)務(wù)應(yīng)急備用。此外，應(yīng)配合備用調(diào)度中心的建設(shè)來建立備用通信中心。備用通信中心不考慮 PCM專線通道，其設(shè)備原則上按照主用通信中心配置模式進行配置。各級調(diào)度中心（不含縣調(diào)）均應(yīng)建設(shè)應(yīng)急通信指揮系統(tǒng)，采用衛(wèi)星車及便攜式終端設(shè)備配置，要求具備語音、數(shù)據(jù)和視頻遠傳功能。4 電力通信網(wǎng)管理與優(yōu)化實例4.1 工程背景以某地市級電力局電力通信網(wǎng)需

26、求為例，按照第三章所述電力通信網(wǎng)管理及規(guī)劃原則，結(jié)合作者從事電力通信網(wǎng)運行維護的多年經(jīng)驗，提出了電力通信網(wǎng)管理及規(guī)劃方案。4.2 管理及規(guī)劃方案4.2.1 傳輸系統(tǒng)管理及規(guī)劃某市電力局光纜網(wǎng)管理及規(guī)劃主要基于以下需求：滿足繼電保護業(yè)務(wù)的需求；滿足省、地區(qū)光纖傳輸網(wǎng)組網(wǎng)需求；滿足數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)光纖直連組網(wǎng)需求；滿足將來光纖網(wǎng)絡(luò)其他纖芯需求。地區(qū)光纜網(wǎng)優(yōu)化主要根據(jù)基建工程+專項工程進行?；üこ讨饕鉀Q新建變電站的通信問題，專項工程主要解決纖芯資源不足、末端站點單光纜接入、部分35kV 變電站、供電所、營業(yè)廳無光纜接入等問題。原則上，新建骨干光纜至少采用 48芯 OPGW 光纜，邊緣層采用 24 芯或

27、36 芯 OPGW 光纜，如遇特殊情況，可適當(dāng)增加纖芯數(shù)量；纖芯種類采用 G.652b 光纜，也可采用 G.652d 光纜。根據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體制，結(jié)合傳輸網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀評估，將采用 MSTP 與 ASON 技術(shù)相結(jié)合規(guī)劃傳輸 A 網(wǎng)、完善傳輸 B 網(wǎng)。圖6 電力局傳輸系統(tǒng)管理與規(guī)劃圖4.2.2 調(diào)度系統(tǒng)管理及規(guī)劃根據(jù)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)技術(shù)體制及網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀，調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的優(yōu)化目標(biāo)主要是增強網(wǎng)路可靠性，提升網(wǎng)絡(luò)容量，擴大網(wǎng)絡(luò)覆蓋面，為未來配網(wǎng)自動化業(yè)務(wù)的承載打下堅實的基礎(chǔ)。通過在 110kV 站點配置接入路由器，實現(xiàn)所有 110kV 站點覆蓋，接入層帶寬升級為 2*2Mb/s。針對匯聚節(jié)點數(shù)量太少的問題，通過選擇部

28、分接入層的 220kV 站點升級為匯聚節(jié)點，加強網(wǎng)絡(luò)可靠性及接入能力，同時將匯聚鏈路帶寬升級為 622Mb/s，解決帶寬不足問題。圖7 電力局調(diào)度數(shù)據(jù)系統(tǒng)管理與規(guī)劃圖網(wǎng)絡(luò)繼續(xù)采用三層結(jié)構(gòu)組網(wǎng)，即核心層、匯聚層、接入層，各層節(jié)點如下。核心層：核心節(jié)點設(shè)置在電力局總調(diào)。匯聚層：設(shè)置在該電力局下屬區(qū)、縣的變電站。節(jié)點為匯聚節(jié)點，匯聚層帶寬為 4*155M。接入層：接入節(jié)點設(shè)置在縣局、其他 220kV 變電站和所有 110kV 變電站。局、站之間的拓撲管理規(guī)劃如下圖：圖8 電力局調(diào)度數(shù)據(jù)局、站規(guī)劃圖4.2.3 交換系統(tǒng)管理及規(guī)劃根據(jù)調(diào)度交換網(wǎng)技術(shù)體制和電力調(diào)度交換網(wǎng)現(xiàn)狀，地區(qū)調(diào)度交換網(wǎng)的優(yōu)化目標(biāo)為：一

29、是通過匯接交換機和用戶交換機獨立配置，采用 2M 中繼方式實現(xiàn)所轄 500kV 變電站和中調(diào)直調(diào)電廠的調(diào)度交換機匯接；二是通過備用調(diào)度交換機的配置，增強調(diào)度交換網(wǎng)的可靠性。調(diào)度交換網(wǎng)的可靠性主要在于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的加強和主備用調(diào)度交換系統(tǒng)的建設(shè)。對于主備用調(diào)度交換系統(tǒng)的實現(xiàn)：可采用透明網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)主、備調(diào)兩臺調(diào)度交換機，為系統(tǒng)提供無縫連接，實現(xiàn)同組異步調(diào)度臺主、備調(diào)互放。調(diào)度交換網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)加強可采用復(fù)合型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)路由迂回；同一局向的中繼電路按不同傳輸路徑電路交叉配置；通過數(shù)據(jù)網(wǎng)以 IP 中繼連接。圖9 電力局調(diào)度交換系統(tǒng)規(guī)劃圖兩臺調(diào)度交換機之間采用 2Mb/s 進行局間互聯(lián)，兩個調(diào)度交換機之間采用透

30、明信令組網(wǎng)，每臺交換機都和調(diào)度交換網(wǎng)有 2M 連接，從而確保每一臺調(diào)度交換機都可以獨立入網(wǎng)。通過這樣主、備調(diào)的部署，當(dāng)任何一臺調(diào)度交換機出現(xiàn)故障時，其備用的調(diào)度交換機完全可以承擔(dān)匯接、呼入、呼出的調(diào)度通信，同時維護人員有充足的時間去進行設(shè)備的檢修，備品備件的更換，有利保障了電力調(diào)度網(wǎng)的穩(wěn)定運行。此外，連接到兩個交換機的多個調(diào)度臺實現(xiàn)同組共屏受理來話，調(diào)度信息就在兩臺交換機之間相互傳遞，調(diào)度臺雙 U 接口的信號線接入方式，可以同時接入到兩臺調(diào)度交換機或同一調(diào)度交換機的不同 U 接口電路上，從而為調(diào)度臺提供了相互備用的兩條信號鏈路，極大增強了抵抗各種惡性災(zāi)害事故的能力。4.2.4 其他系統(tǒng)管理及規(guī)

31、劃其他系統(tǒng)管理和規(guī)劃主要是指行政數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)和同步優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)，其拓撲結(jié)構(gòu)圖如下：圖9 電力局通信網(wǎng)行政數(shù)據(jù)管理和規(guī)劃拓撲圖圖10 電力局通信網(wǎng)同步優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)管理和規(guī)劃拓撲圖4.3 效果分析5 結(jié)論和展望5.1 結(jié)論（）電力通信網(wǎng)絡(luò)管理和規(guī)劃應(yīng)該主要注重以下幾個方面的內(nèi)容：（1）傳輸網(wǎng)、調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)、調(diào)度交換網(wǎng)等三大網(wǎng)絡(luò)的完善及評估優(yōu)化方法；（2）業(yè)務(wù)通道和網(wǎng)絡(luò)自身的可靠性策略，重點關(guān)注傳輸網(wǎng)的 N-2 優(yōu)化；（3）調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)雙平面技術(shù)研究；（4）語音交換新技術(shù)（VOIP、軟交換）在電力系統(tǒng)的應(yīng)用研究。（）論文中所述的管理和規(guī)劃方法在工程實用中能夠起到良好的效果。 5.2展望展望未來，隨著信息化步伐的加快，電力通信網(wǎng)絡(luò)將進入 NGN 時代，以“軟交換”技術(shù)為標(biāo)志的下一代電力通信網(wǎng)將逐步建成；此外，隨著智能電網(wǎng)業(yè)務(wù)的開展，以“物聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)為指導(dǎo)、以光纖通信為核心，以無線通信為延伸的智能電網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)也將最終形