高集中度電力通信網的優化策略

陳亞琨 宋騰

摘 要：本文通過對電力通信網進行拓撲優化分析，針對典型網絡，尤其是高集中度電力通信網絡提出一種優化策略。該策略能有效改善電力通信網絡結構，增強業務承載能力，進而提高網絡的可靠性和安全性，并具有一定的可復制性。

關鍵詞：電力通信;高集中度;網絡優化

中圖分類號：TM73;TN915.853 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）28-0116-02

Highly Intensive Optimization of Power

Communication Backbone Networks

CHENG Yakun1 SONG Teng2

（1.Zhengzhou Electric Power College，Zhengzhou Henan 450000;2.Information & Telecommunication Company of State Grid Henan Electric Power Company，Zhengzhou Henan 450000）

Abstract： Based on the analysis of topology optimization of power communication network， this paper proposed an optimization strategy for typical network， especially for high concentration power communication network. This strategy can effectively improve the power communication network structure， enhance the service carrying capacity， and then improve the reliability and security of the network， and has a certain degree of replicability.

Keywords： power system communication;intensification;network optimization

隨著智能電網建設的全面推進，“大云物移智”等新技術的推廣，電力通信的安全性和可靠性有了更高的要求。為滿足以上需求，需要對本地區電力通信網絡進行合理優化，從而支撐各類智能電網業務的安全穩定運行，提高網絡可靠性。同時，需要對電力通信網絡信息資源的配置進行調整，提高資源利用率，降低電力通信網建設及運營成本。

在進行電力通信網優化設計過程中，既要考慮滿足穩定可靠安全的業務響應，也要考慮便于維護和進行業務調度，同時還要考慮未來網絡的持續升級優化空間。

1 高集中度電力通信網

電力通信作為支撐行業，主要為各省電力公司、市供電公司和其他相關公司提供服務，為電力系統提供信號提取、轉換、傳輸、處理等業務。電力通信業務不僅僅包括傳統的電力電話調度，還包括繼電保護、RTU、調度數據網和數據信息等業務，而且還有如今伴隨終端通信接入網大發展后衍生出來的各項業務。隨著國家對“大云物移智”技術的發展和部署，在傳統通信業務流向的基礎上，還增加了從各級變電站到災備中心、電科院、配網技術中心等方向的大容量通信業務需求。

高集中度電力通信網是指人口數量大、人口密度高的大城市電網中，具有通信站點間隔距離短（10kV至35kV變電站間隔距離為1～5km，35kV變電站間隔距離為5～10km，220kV變電站間隔距離為10～20km）、拓撲結構復雜、光纜線路敷設條件較差（城區范圍無法架空，部分地區排管光纜成本高）、業務種類多、優化困難、運行維護壓力大等特性的通信網絡。

因此，在開展電力通信網優化設計過程中，首先需要準確預估通信業務流量，對重要站點設備進行合理升級優化;其次，對部分小區域的光纜等設備進行自愈保護方面的調整。

2 高集中度電力通信網優化方法

影響電力通信網的參數主要有動力環境、光纜條件、設備資源和業務評價等。為了優化整個電力通信網絡，需要對這四大要素進行量化分析，改進低分數項，從而得到更為優化的電力通信網絡。

2.1 制定相應要素的指標評價算法

對應動力環境、光纜條件、設備資源和業務評價制定一級指標判斷矩陣，通過MATLAB軟件計算，得到各要素對應的權重值。

相應各要素權重初值為：動力環境[x1]=0.448 8;光纜條件[x2]=0.234 6;設備資源[x3]=0.234 6;業務評價[x4]=0.081 9。因此，工作站站點預估值為：

[x=x1+x2+x3+x4]? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （1）

2.1.1 動力環境預估算法。動力環境包括機房環境（變電站站點機房條件、是否獨立機房、機房面積）、機房濕度及溫度、通信電源系統可靠性和針對動環情況的監控系統。相應參數設置為0.3，0.3，0.3，0.1，權重值可按實際情況調整[1]。

[動力環境預估值x1=機房環境×0.3+環境濕溫度×0.3+通信電源可靠性×0.3+針對動環監控系統×0.1]（2）

2.1.2 光纜條件預估算法。光纜條件包括光纜類型、光纜敷設形式和光方向數量，對應權值設置為0.3，0.3，0.4。光纜類型：常用的光纜有普通光纜、ADSS（全介質自承式光纜）、OPGW（光纖復合架空地線）、鎧裝光纜等，其中光纖復合架空地線光纜評價值最高，鎧裝光纜其次，較少發生故障的普通光纜評價值為中位數;光纜敷設形式包括架空和地埋，故障率較低的地下光纜評價值較高;光方向數量，光方向數量多的站點分數更高。

[光纜條件預估值x2=光纜類型×0.3+敷設形式×0.3+光方向數量×0.4]（3）

2.1.3 設備資源預估算法。設備資源包括電力通信網設備容量、設備板卡、設備冗余情況，對應的權重值設置為0.5，0.25和0.25。

[設備資源預估值x3=設備容量×0.5+設備板卡×0.25+設備冗余×0.25]（4）

2.1.4 業務評價預估算法。業務評價計算中，將涉及國網上級業務、重要保電通道站點的業務預估值設為最高水平;其次為調度電話、繼電保護、自動化通道等核心業務的預估值;再次是有系統性需求的大容量業務的預估值為較高水平;最后，對于無系統性需求、無重要保電需求的普通業務的預估值設為最低。對應的預估權重值為0.4，0.3，0.2，0.1。

[業務評價預估值x4=重要業務×0.4+核心業務×0.3+系統性需求×0.2+普通業務×0.1]? ? ? ? ? ? ?（5）

2.2 優化策略

本文提出的針對高集中度電力通信網指標預估算法的具體優化策略為：第一，分析不同區域電力通信網內各個站點的優先級，對動力環境、光纜條件、設備資源、業務評價這四種要素進行量化分析，求出對應的預估值;第二，分析確定整個電力通信網的重點優化方向，改進低分數項;第三，綜合評估目標網絡是否能順利完成優化工作。

以鄭州市供電公司為例，某變電站除動力環境一項分數較低外，其他要素的預估值都比較可觀。該站點在動環資源方面的缺陷得到解決后，即可成為該網絡內最為核心的通信站點。高集中度通信網絡中，網絡的結構容易調整變化，如220kV站的預估值為4.31，非常接近供電公司兩個基地的預估值4.52，在生產運行活動中，將一個220kV變電站作為檢修公司的生產基地也是較為常見的做法。又如，針對35kV變電站的預估值為3.21，與220kV變電站4.27的預估值有1.06的差值，但由于35kV變電站站況較新，動力環境預估值高，光纜也具有雙方向的優勢，因此，只要通過簡單的設備資源和業務引導預估方面的改善，35kV變電站完全可以作為重要通信站點。在生產運行過程中，可以優先考慮選擇此類通信站點作為中心站。高集中度電力通信網絡內，站點與站點之間的客觀條件一般差別不大，這樣的通信結構有利于循序漸進地進行電力通信網優化，進而整體提升通信網絡的運維、管理水平，支撐各類電網業務穩定、可靠運行。

由于各個大城市均具有高集中度電力通信骨干網的特點，在利用本文所示的優化策略進行單一網絡評估的基礎上，也可以擴展到針對不同類型的網絡間評估對照。而高集中度電力通信網的改造優化工作并不是一蹴而就的，需要對多個影響電力通信骨干網的參數進行量化計算，從而客觀分析出目前最有優化必要性的網絡，并進行改進。

3 結論

隨著電力營銷、電力市場等業務越來越廣泛地開展，電力通信網絡已經融入電力企業經營的各個部分，為電力系統正常高效運行提供強有力的支撐。本文提出了針對高集中度電力通信骨干網進行優化的預估分析策略，通過對影響電力通信網的四種參數進行量化分析，改進低分數項，從而得到更為優化的電力通信網絡。這種算法既可以對單個網絡內的站點進行分析，也可以對比各個網絡間的預估評價值，全面有效地優化工作，從而完善電力通信網絡，提高安全性和可靠性。同時，優化策略實施后整體效果顯著，大幅提升了網絡傳輸帶寬和容量，在一定程度上緩解了電力通信網絡資源緊張的問題，為電力通信系統的安全穩定運行和堅強智能電網建設做好了基礎保障與有力支撐。

參考文獻：

[1]黎海鈺.吉懷SDH光傳輸網絡設計[D].長沙：湖南大學，2013.