谷衛(wèi)星，劉毅梅，王婷婷，湯  奕，趙  巾

　?。ū本╇娏?jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，北京 100055）

　　摘  要： 光傳輸骨干網(wǎng)B平面是北京電網(wǎng)重要的通信業(yè)務(wù)傳輸支撐平臺(tái)，覆蓋全網(wǎng)220kV及以上變電站、電廠和各供電公司，覆蓋范圍廣。由于建設(shè)年限早，缺乏前期統(tǒng)一規(guī)劃，導(dǎo)致目前B平面網(wǎng)絡(luò)小系統(tǒng)過多，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不一致，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，通信可靠性不高。文章針對(duì)B平面網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀不足，結(jié)合調(diào)度范圍調(diào)整，提出了新的B平面網(wǎng)絡(luò)組織方案。

　　關(guān)鍵詞： 調(diào)度；通信；方案；研究

0 引言

　　北京電力通信網(wǎng)是北京電網(wǎng)的重要組成部分，電力通信網(wǎng)的安全性、可靠性直接關(guān)系到電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行。隨著北京市電力公司現(xiàn)代化管理及信息化發(fā)展，大量業(yè)務(wù)需要電力通信網(wǎng)承載。電網(wǎng)及公司對(duì)于通信網(wǎng)的依賴性日益增大，通信網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)對(duì)電網(wǎng)及公司的影響也愈加嚴(yán)重。

　　隨著北京市電力公司子公司模式的運(yùn)營(yíng)，電網(wǎng)調(diào)度范圍相應(yīng)進(jìn)行了調(diào)整，原屬于華北電網(wǎng)公司調(diào)度的通信系統(tǒng)，現(xiàn)劃歸為北京電力，主要包括：（1）原華北電網(wǎng)熱王線光傳輸系統(tǒng)，1997年投運(yùn)，主要采用NEC光傳輸設(shè)備；（2）原華北電網(wǎng)北京南部光環(huán)網(wǎng)，2002年投運(yùn)，主要采用馬可尼光傳輸設(shè)備；（3）原華北電網(wǎng)孫河至太陽(yáng)宮變光傳輸系統(tǒng)，2007年投運(yùn)，主要采用馬可尼光傳輸設(shè)備；（4）原華北電網(wǎng)順義至孫河光傳輸系統(tǒng)，2001年投運(yùn)，主要采用GPT光傳輸設(shè)備。此次調(diào)度范圍調(diào)整涉及的相關(guān)通信系統(tǒng)共包括27個(gè)220 kV變電站和7個(gè)電廠。

　　目前，北京電力現(xiàn)有光纖傳輸通信網(wǎng)絡(luò)是按照分層分級(jí)建設(shè)的，由網(wǎng)內(nèi)220 kV變電站組成的為骨干傳輸網(wǎng)，由各地區(qū)110 kV變電站組成的為地區(qū)傳輸網(wǎng)。

1 現(xiàn)狀分析

　　北京電力骨干傳輸網(wǎng)由A、B雙平面組成，主要承載220 kV主網(wǎng)和公司總部及二級(jí)單位的通信業(yè)務(wù)。A、B雙平面各自組網(wǎng)，相互獨(dú)立，互為備份。A平面?zhèn)戎爻休d調(diào)度語(yǔ)音、調(diào)度自動(dòng)化、行政語(yǔ)音、會(huì)議電視等業(yè)務(wù)；B平面?zhèn)戎爻休d線路保護(hù)、調(diào)度自動(dòng)化等業(yè)務(wù)。

　　骨干傳輸網(wǎng)A平面于2006年建成投運(yùn)，A平面是在充分結(jié)合光纜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，站點(diǎn)地理位置，傳輸性能要求，網(wǎng)絡(luò)安全可靠等因素情況下，經(jīng)過統(tǒng)一合理規(guī)劃設(shè)計(jì)建設(shè)而成，因此，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)完整統(tǒng)一，安全、靈活、可靠，網(wǎng)絡(luò)傳輸速率為10 G/2.5 G。

　　骨干傳輸網(wǎng)B平面自1996年開始在各區(qū)域建設(shè)，并且主要是隨著各個(gè)220 kV變電站新建工程獨(dú)立、分散、逐步建成的，沒有統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃。目前，傳輸網(wǎng)B平面由十多個(gè)子網(wǎng)絡(luò)組成，自成系統(tǒng)，沒有進(jìn)行互聯(lián)組網(wǎng)，傳輸速率為2.5 G/622 M/155 M，使用的光傳輸設(shè)備型號(hào)繁多，包括NEC、馬可尼、阿爾卡特、GPT等多個(gè)廠家的多種型號(hào)設(shè)備。B平面整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分散，薄弱，部分子網(wǎng)還利用110kV系統(tǒng)的光纜，可靠性較低。

　　隨著北京220 kV電網(wǎng)的不斷擴(kuò)大，站點(diǎn)進(jìn)一步增多，作為主要承載線路保護(hù)和調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)信息的骨干網(wǎng)B平面存在很多問題：小系統(tǒng)過多、過于分散、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)、系統(tǒng)間缺乏高可靠的光接口互聯(lián)、電路轉(zhuǎn)接環(huán)節(jié)多、通道可靠性不高等問題越發(fā)凸顯出來，這些問題都直接影響到電網(wǎng)保護(hù)通道的穩(wěn)定性和整個(gè)電網(wǎng)的安全運(yùn)行。加之電網(wǎng)調(diào)度范圍調(diào)整，華北網(wǎng)移交的通信系統(tǒng)和設(shè)備大多是2000年左右投運(yùn)的，運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，設(shè)備嚴(yán)重老化，備品備件大多已經(jīng)停產(chǎn)。

2 建設(shè)思路

　　為了從根本上解決目前傳輸網(wǎng)B平面和調(diào)度范圍調(diào)整移交通信系統(tǒng)存在的問題，加強(qiáng)今后北京公司對(duì)調(diào)整后移交電廠和樞紐220 kV變電站的調(diào)度管理，擴(kuò)展電廠的通信接入能力，提高220 kV及以上變電站通信支撐能力，必須對(duì)現(xiàn)有B平面進(jìn)行完善，建設(shè)高可靠大容量、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)堅(jiān)強(qiáng)的B平面，滿足電力安全生產(chǎn)的需要。

　　傳輸網(wǎng)B平面的站點(diǎn)構(gòu)成是北京市調(diào)、各地區(qū)供電公司區(qū)調(diào)，網(wǎng)內(nèi)所有220 kV及以上變電站和電廠。由于北京公司220 kV及以上變電站、電廠的站點(diǎn)比較多，覆蓋范圍廣，因此，在確定B平面的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和容量時(shí)應(yīng)充分考慮B平面所承載的業(yè)務(wù)類型以及各業(yè)務(wù)的特點(diǎn)。

　　2.1 承載業(yè)務(wù)分析

　　（1）調(diào)度電話

　　調(diào)度電話主要應(yīng)用在市調(diào)、備調(diào)、區(qū)調(diào)、變電站、直調(diào)電廠等站點(diǎn)，用于調(diào)度機(jī)構(gòu)與被調(diào)度廠站之間的調(diào)度業(yè)務(wù)聯(lián)系，業(yè)務(wù)流向是廠站至調(diào)度部門之間，業(yè)務(wù)需主備配置，帶寬為64 kb/s。

　?。?）線路保護(hù)通道

　　線路保護(hù)通道主要應(yīng)用在500 kV、220 kV的線路，業(yè)務(wù)流向是變電站之間，通道須主備配置，帶寬為2 Mb/s，有極高的時(shí)延穩(wěn)定要求。

　?。?）電網(wǎng)自動(dòng)化

　　電網(wǎng)自動(dòng)化類業(yè)務(wù)，主要承載在調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)上，包括EMS、保護(hù)故錄信息、電量采集、智能變電站信息、各種在線監(jiān)測(cè)信息等，信息源主要集中于前門與各供電公司。

　　業(yè)務(wù)主要應(yīng)用市調(diào)、備調(diào)、區(qū)調(diào)、變電站、直調(diào)電廠等站點(diǎn)及線路，業(yè)務(wù)流向主要是自動(dòng)化主站與被監(jiān)控廠站及線路之間，業(yè)務(wù)需主備配置，帶寬為2 Mb/s。

　　2.2 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和容量選擇

　　根據(jù)對(duì)B平面所承載業(yè)務(wù)的分析，B平面除了承擔(dān)著重要的調(diào)度電話和調(diào)度自動(dòng)化信息傳輸之外，主要還承擔(dān)著大量的220 kV及以上線路保護(hù)信息，結(jié)合這一特點(diǎn)，為了適于線路保護(hù)通道的實(shí)現(xiàn)，B平面的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量與220 kV電網(wǎng)結(jié)構(gòu)保持一致，但同時(shí)為了避免網(wǎng)絡(luò)過大，站點(diǎn)過多， B平面應(yīng)按照220 kV系統(tǒng)電網(wǎng)接線分區(qū)域建設(shè)，形成多個(gè)相互獨(dú)立的子系統(tǒng)，再通過各子系統(tǒng)之間進(jìn)行互聯(lián)，從而將各子系統(tǒng)連接構(gòu)成一個(gè)統(tǒng)一的整體。這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，每個(gè)子系統(tǒng)組成的站點(diǎn)數(shù)量合理，網(wǎng)絡(luò)以環(huán)狀、簡(jiǎn)易網(wǎng)狀為主，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔靈活、安全可靠，既滿足線路保護(hù)通道經(jīng)過跳接站點(diǎn)不易過多的要求，保證了通道質(zhì)量，同時(shí)，各子系統(tǒng)之間通過互連提供了相互之間互為備用的迂回通道，又保證了各子系統(tǒng)中各站點(diǎn)調(diào)度電話和自動(dòng)化信息至調(diào)度部門的可靠傳送。根據(jù)B平面所承載業(yè)務(wù)的帶寬需求，B平面?zhèn)鬏斎萘恳?.5 Gb/s為主。

3  B平面通信組網(wǎng)方案研究

　　3.1 指導(dǎo)思想

　?。?）堅(jiān)持電力通信是為一次電網(wǎng)服務(wù)的，是為電力生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)管理服務(wù)的根本宗旨，為電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供先進(jìn)、可靠的通道保障。

　?。?）遵循《北京電力公司“十二五”通信發(fā)展規(guī)劃》的要求。

　　（3）充分利用現(xiàn)有光纜資源，避免光纜路由重復(fù)建設(shè)，降低工程造價(jià)。

　?。?）傳輸系統(tǒng)組網(wǎng)應(yīng)根據(jù)光纜路由優(yōu)選環(huán)型或簡(jiǎn)易網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

　　3.2 建設(shè)原則

　?。?）先進(jìn)性

　　B平面光傳輸網(wǎng)絡(luò)作為北京電力220 kV及以上廠站通信業(yè)務(wù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)與承載網(wǎng)絡(luò)，其網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)融合具有國(guó)際先進(jìn)水平的、成熟的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使得今后的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能夠保持技術(shù)上的領(lǐng)先地位，便于日后開展新的應(yīng)用業(yè)務(wù)。

　?。?）適用性

　　B平面光傳輸網(wǎng)絡(luò)在滿足全網(wǎng)不同節(jié)點(diǎn)對(duì)不同應(yīng)用需求的同時(shí)，充分利用現(xiàn)有資源，配置一個(gè)具有最佳性價(jià)比的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

　?。?）高可靠性

　　B平面光傳輸網(wǎng)絡(luò)作為業(yè)務(wù)系統(tǒng)的支撐平臺(tái)，為了保證應(yīng)用系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，該系統(tǒng)必須具有高度的可靠性。

　?。?）開放性和標(biāo)準(zhǔn)化

　　為適應(yīng)今后網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，B平面光傳輸網(wǎng)絡(luò)應(yīng)采用開放的體系結(jié)構(gòu)，并具有極強(qiáng)的擴(kuò)展能力和向后兼容性，便于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的升級(jí)，并在采用新技術(shù)的同時(shí)有效保證現(xiàn)有投入能適應(yīng)今后發(fā)展的需要。

　　（5）易于管理和維護(hù)

　　光傳輸網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定、高效運(yùn)行，依賴于對(duì)該系統(tǒng)的管理和維護(hù)。而網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的管理和維護(hù)成本將長(zhǎng)期存在，為了提高網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的利用率，有效降低成本，應(yīng)保證光傳輸網(wǎng)絡(luò)具有較好的可管理性。

　　3.3 B平面整體方案

　　3.3.1 組網(wǎng)方案選擇

　　根據(jù)指導(dǎo)思想和建設(shè)原則，充分結(jié)合利用北京電力現(xiàn)有的光纜網(wǎng)絡(luò)資源和現(xiàn)狀B平面網(wǎng)絡(luò)中一切可以利用的設(shè)備資源等，提出如下兩種B平面網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方案：

　?。?）組建多個(gè)子網(wǎng)絡(luò)，以網(wǎng)狀方式組網(wǎng)

　　優(yōu)點(diǎn)：子網(wǎng)絡(luò)中業(yè)務(wù)接入靈活、全業(yè)務(wù)互通等。

　　缺點(diǎn)：業(yè)務(wù)開通復(fù)雜，不利于故障定位，運(yùn)行維護(hù)難度大。

　　組網(wǎng)示意圖如圖1所示。

　?。?）組建多個(gè)子網(wǎng)絡(luò)，主要以環(huán)形和簡(jiǎn)易網(wǎng)狀方式組網(wǎng)

　　優(yōu)點(diǎn)：子網(wǎng)絡(luò)中業(yè)務(wù)開通簡(jiǎn)單、業(yè)務(wù)接入靈活、全業(yè)務(wù)互通、易于故障定位與處理等。

　　缺點(diǎn)：光纖存在重復(fù)占用，利用率稍低。

　　組網(wǎng)示意圖如圖2所示。

　?。?）方案比較

　　從網(wǎng)絡(luò)保護(hù)方式、業(yè)務(wù)開通靈活性、故障定位與處理等方面對(duì)上述兩種方案進(jìn)行比較，具體比較詳見表1。

　　從上表的兩種方案比較中可以看出，第二種方案最適合在主要傳輸繼電保護(hù)信息的傳輸網(wǎng)絡(luò)中采用，故建議采用第二種方案進(jìn)行組網(wǎng)。

　　3.3.2  組網(wǎng)方案

　　由于B平面主要承擔(dān)著線路保護(hù)通道，可靠性要求很高，因此，B平面組網(wǎng)各站間的設(shè)備盡量是以直達(dá)光纜進(jìn)行連接，并且，光纜多采用OPGW或非金屬溝道光纜等高可靠性光纜。根據(jù)目前北京220 kV以上電網(wǎng)接線和線路保護(hù)通道需求統(tǒng)計(jì)，完善優(yōu)化后的B平面包含北京市調(diào)、各供電公司、220 kV及以上變電站、電廠等共計(jì)104個(gè)站點(diǎn)，由11個(gè)子網(wǎng)組成，每個(gè)子網(wǎng)主要采用環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，并且，每個(gè)子網(wǎng)與相鄰的子網(wǎng)之間分別有兩個(gè)站點(diǎn)進(jìn)行互連，提升了整體網(wǎng)絡(luò)的可靠性，網(wǎng)絡(luò)傳輸容量為2.5 Gb/s。

4 建設(shè)目標(biāo)

　　完善優(yōu)化后的B平面，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)得到大幅度優(yōu)化，所有220 kV及以上變電站均采用220 kV及以上骨干光纜進(jìn)行線路保護(hù)等信息的傳輸，通道可靠；實(shí)現(xiàn)電廠通信的全面接入，加強(qiáng)了北京電力對(duì)直調(diào)電廠的調(diào)度能力。B平面與A平面形成兩個(gè)相互獨(dú)立的平面，互為備份，為整個(gè)公司提供了堅(jiān)實(shí)可靠的信息傳送的支撐平臺(tái)。

　　北京電力新的B平面骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)已于2013年按照子網(wǎng)陸續(xù)分批建設(shè)并投運(yùn)，已經(jīng)在北京220 kV及以上電網(wǎng)的生產(chǎn)和運(yùn)行中發(fā)揮著重要的作用。

參考文獻(xiàn)

　　[1]北京市電力公司. 北京市電力公司通信網(wǎng)“十二五”規(guī)劃報(bào)告[R].

　　[2]北京市電力公司. 北京電網(wǎng)通信技術(shù)原則[R].