谷衛(wèi)星,，劉毅梅,，王婷婷，湯 奕,，趙 巾
?。ū本╇娏?jīng)濟技術(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)務傳輸支撐平臺,，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,。由于建設年限早,，缺乏前期統(tǒng)一規(guī)劃，導致目前B平面網(wǎng)絡小系統(tǒng)過多,，技術(shù)標準不一致,，網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)復雜，通信可靠性不高,。文章針對B平面網(wǎng)絡的現(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)務需要電力通信網(wǎng)承載,。電網(wǎng)及公司對于通信網(wǎng)的依賴性日益增大，通信網(wǎng)發(fā)生故障時對電網(wǎng)及公司的影響也愈加嚴重,。
隨著北京市電力公司子公司模式的運營,，電網(wǎng)調(diào)度范圍相應進行了調(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,，主要采用NEC光傳輸設備,；（2）原華北電網(wǎng)北京南部光環(huán)網(wǎng)，2002年投運,，主要采用馬可尼光傳輸設備,；（3）原華北電網(wǎng)孫河至太陽宮變光傳輸系統(tǒng)，2007年投運,，主要采用馬可尼光傳輸設備,；（4）原華北電網(wǎng)順義至孫河光傳輸系統(tǒng)，2001年投運,，主要采用GPT光傳輸設備,。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220 kV變電站和7個電廠。
目前,，北京電力現(xiàn)有光纖傳輸通信網(wǎng)絡是按照分層分級建設的,，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)和公司總部及二級單位的通信業(yè)務,。A,、B雙平面各自組網(wǎng)，相互獨立,，互為備份,。A平面?zhèn)戎爻休d調(diào)度語音,、調(diào)度自動化、行政語音,、會議電視等業(yè)務,；B平面?zhèn)戎爻休d線路保護、調(diào)度自動化等業(yè)務,。
骨干傳輸網(wǎng)A平面于2006年建成投運,，A平面是在充分結(jié)合光纜網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，站點地理位置,，傳輸性能要求,，網(wǎng)絡安全可靠等因素情況下，經(jīng)過統(tǒng)一合理規(guī)劃設計建設而成,，因此,，網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)完整統(tǒng)一，安全,、靈活,、可靠，網(wǎng)絡傳輸速率為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,，并且主要是隨著各個220 kV變電站新建工程獨立、分散,、逐步建成的,，沒有統(tǒng)一的網(wǎng)絡規(guī)劃。目前,，傳輸網(wǎng)B平面由十多個子網(wǎng)絡組成,，自成系統(tǒng)，沒有進行互聯(lián)組網(wǎng),，傳輸速率為2.5 G/622 M/155 M，使用的光傳輸設備型號繁多,，包括NEC,、馬可尼、阿爾卡特,、GPT等多個廠家的多種型號設備,。B平面整體網(wǎng)絡結(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)的不斷擴大,，站點進一步增多,，作為主要承載線路保護和調(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)較復雜,、運行時間較長,、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)保護通道的穩(wěn)定性和整個電網(wǎng)的安全運行。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)和設備大多是2000年左右投運的,，運行時間長，設備嚴重老化,，備品備件大多已經(jīng)停產(chǎn),。
2 建設思路
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，加強今后北京公司對調(diào)整后移交電廠和樞紐220 kV變電站的調(diào)度管理,，擴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，必須對現(xiàn)有B平面進行完善,，建設高可靠大容量,、網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)堅強的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,、電廠的站點比較多，覆蓋范圍廣,，因此,，在確定B平面的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)和容量時應充分考慮B平面所承載的業(yè)務類型以及各業(yè)務的特點。
2.1 承載業(yè)務分析
?。?）調(diào)度電話
調(diào)度電話主要應用在市調(diào),、備調(diào)、區(qū)調(diào),、變電站,、直調(diào)電廠等站點，用于調(diào)度機構(gòu)與被調(diào)度廠站之間的調(diào)度業(yè)務聯(lián)系,，業(yè)務流向是廠站至調(diào)度部門之間,，業(yè)務需主備配置，帶寬為64 kb/s,。
?。?）線路保護通道
線路保護通道主要應用在500 kV,、220 kV的線路，業(yè)務流向是變電站之間,，通道須主備配置,，帶寬為2 Mb/s，有極高的時延穩(wěn)定要求,。
?。?）電網(wǎng)自動化
電網(wǎng)自動化類業(yè)務，主要承載在調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)上,，包括EMS,、保護故錄信息、電量采集,、智能變電站信息,、各種在線監(jiān)測信息等，信息源主要集中于前門與各供電公司,。
業(yè)務主要應用市調(diào),、備調(diào)、區(qū)調(diào),、變電站,、直調(diào)電廠等站點及線路，業(yè)務流向主要是自動化主站與被監(jiān)控廠站及線路之間,，業(yè)務需主備配置,，帶寬為2 Mb/s。
2.2 網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)和容量選擇
根據(jù)對B平面所承載業(yè)務的分析,，B平面除了承擔著重要的調(diào)度電話和調(diào)度自動化信息傳輸之外,，主要還承擔著大量的220 kV及以上線路保護信息，結(jié)合這一特點,，為了適于線路保護通道的實現(xiàn),，B平面的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)應盡量與220 kV電網(wǎng)結(jié)構(gòu)保持一致，但同時為了避免網(wǎng)絡過大,，站點過多,， B平面應按照220 kV系統(tǒng)電網(wǎng)接線分區(qū)域建設，形成多個相互獨立的子系統(tǒng),，再通過各子系統(tǒng)之間進行互聯(lián)，從而將各子系統(tǒng)連接構(gòu)成一個統(tǒng)一的整體,。這種網(wǎng)絡結(jié)構(gòu),，每個子系統(tǒng)組成的站點數(shù)量合理，網(wǎng)絡以環(huán)狀,、簡易網(wǎng)狀為主,，結(jié)構(gòu)簡潔靈活,、安全可靠，既滿足線路保護通道經(jīng)過跳接站點不易過多的要求,，保證了通道質(zhì)量,，同時，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)中各站點調(diào)度電話和自動化信息至調(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 指導思想
?。?）堅持電力通信是為一次電網(wǎng)服務的，是為電力生產(chǎn)和經(jīng)營管理服務的根本宗旨,，為電力系統(tǒng)的安全,、穩(wěn)定、可靠,、經(jīng)濟運行提供先進,、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,，避免光纜路由重復建設,，降低工程造價。
?。?）傳輸系統(tǒng)組網(wǎng)應根據(jù)光纜路由優(yōu)選環(huán)型或簡易網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),。
3.2 建設原則
（1）先進性
B平面光傳輸網(wǎng)絡作為北京電力220 kV及以上廠站通信業(yè)務系統(tǒng)的基礎(chǔ)與承載網(wǎng)絡,，其網(wǎng)絡系統(tǒng)應融合具有國際先進水平的,、成熟的網(wǎng)絡技術(shù)，使得今后的網(wǎng)絡系統(tǒng)能夠保持技術(shù)上的領(lǐng)先地位,，便于日后開展新的應用業(yè)務,。
（2）適用性
B平面光傳輸網(wǎng)絡在滿足全網(wǎng)不同節(jié)點對不同應用需求的同時,，充分利用現(xiàn)有資源,，配置一個具有最佳性價比的網(wǎng)絡系統(tǒng)。
?。?）高可靠性
B平面光傳輸網(wǎng)絡作為業(yè)務系統(tǒng)的支撐平臺,，為了保證應用系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，該系統(tǒng)必須具有高度的可靠性。
?。?）開放性和標準化
為適應今后網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展和業(yè)務發(fā)展的需要,，B平面光傳輸網(wǎng)絡應采用開放的體系結(jié)構(gòu)，并具有極強的擴展能力和向后兼容性,，便于網(wǎng)絡系統(tǒng)的升級,，并在采用新技術(shù)的同時有效保證現(xiàn)有投入能適應今后發(fā)展的需要。
?。?）易于管理和維護
光傳輸網(wǎng)絡的穩(wěn)定,、高效運行，依賴于對該系統(tǒng)的管理和維護,。而網(wǎng)絡系統(tǒng)的管理和維護成本將長期存在,，為了提高網(wǎng)絡系統(tǒng)的利用率，有效降低成本,，應保證光傳輸網(wǎng)絡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)指導思想和建設原則，充分結(jié)合利用北京電力現(xiàn)有的光纜網(wǎng)絡資源和現(xiàn)狀B平面網(wǎng)絡中一切可以利用的設備資源等,，提出如下兩種B平面網(wǎng)絡組網(wǎng)方案：
?。?）組建多個子網(wǎng)絡，以網(wǎng)狀方式組網(wǎng)
優(yōu)點：子網(wǎng)絡中業(yè)務接入靈活,、全業(yè)務互通等,。
缺點：業(yè)務開通復雜，不利于故障定位,，運行維護難度大,。
組網(wǎng)示意圖如圖1所示。
?。?）組建多個子網(wǎng)絡,，主要以環(huán)形和簡易網(wǎng)狀方式組網(wǎng)
優(yōu)點：子網(wǎng)絡中業(yè)務開通簡單、業(yè)務接入靈活,、全業(yè)務互通,、易于故障定位與處理等。
缺點：光纖存在重復占用,，利用率稍低,。
組網(wǎng)示意圖如圖2所示。
?。?）方案比較
從網(wǎng)絡保護方式,、業(yè)務開通靈活性、故障定位與處理等方面對上述兩種方案進行比較,，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信息的傳輸網(wǎng)絡中采用，故建議采用第二種方案進行組網(wǎng),。
3.3.2 組網(wǎng)方案
由于B平面主要承擔著線路保護通道，可靠性要求很高,，因此,，B平面組網(wǎng)各站間的設備盡量是以直達光纜進行連接，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)接線和線路保護通道需求統(tǒng)計，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104個站點,，由11個子網(wǎng)組成,，每個子網(wǎng)主要采用環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，并且,，每個子網(wǎng)與相鄰的子網(wǎng)之間分別有兩個站點進行互連,，提升了整體網(wǎng)絡的可靠性，網(wǎng)絡傳輸容量為2.5 Gb/s,。
4 建設目標
完善優(yōu)化后的B平面,，網(wǎng)絡結(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及以上骨干光纜進行線路保護等信息的傳輸,，通道可靠,；實現(xiàn)電廠通信的全面接入，加強了北京電力對直調(diào)電廠的調(diào)度能力,。B平面與A平面形成兩個相互獨立的平面,，互為備份，為整個公司提供了堅實可靠的信息傳送的支撐平臺,。
北京電力新的B平面骨干傳輸網(wǎng)絡已于2013年按照子網(wǎng)陸續(xù)分批建設并投運,，已經(jīng)在北京220 kV及以上電網(wǎng)的生產(chǎn)和運行中發(fā)揮著重要的作用。
參考文獻
[1]北京市電力公司. 北京市電力公司通信網(wǎng)“十二五”規(guī)劃報告[R].
[2]北京市電力公司. 北京電網(wǎng)通信技術(shù)原則[R].