“大运行”模式下上海超高压变电站通信业务组织优化分析

赵修旻，吴国栋

（上海市电力公司 信息通信公司，上海 200122）

0 引言

根据国家电网公司关于“三集五大”工作的整体要求和上海市电力公司对“大运行”工作的专项部署，调控中心、检修公司和信通公司围绕调度和运行这两条主线对现有的超高压变电站（220kV及以上）的组织管理、运行管理和调度管理等方面进行深度排摸和剖析，制定了相应的调整和优化方案，并按时间节点细化落实了各阶段的实施工作。

根据“大运行”工作对超高压变电站至各有关职能机构的调度、自动化、信息等各方面业务的需求，着重分析通信网络对业务需求变化所做出的优化调整方案，探索“大运行”模式下通信网络规划和建设的新特点和新趋势。

1 中心站至受控站的通信业务

根据“大运行”工作的实施方案，总共110座超高压变电站将按照功能和区域划分为中心站、受控站和独立站。其中中心站为7座（天山中心站、黄渡中心站、泗泾中心站、远东中心站、杨高中心站、张桥中心站、虹杨中心站），为各区域内的500kV变电站或220kV集控站改造而成，独立站包括枫泾、华新、南桥、练塘等换流站或500kV枢纽站，其余为受控站。中心站为有人值守站，负责所辖区域内所有受控站的运行管理工作，受控站则为无人值守站，日常巡视和操作由中心站派人执行。

以黄渡中心站为例，黄渡中心站位于500kV黄渡变电站内，管辖范围为上海西北区域的20座变电站，包括500kV变电站2座（黄渡、徐行），220kV老集控站3座（青浦、于田、新潭），220kV受控站15座（干练、青香、新通、大众、星华、纪青、嘉定、海陆、新罗店、石港、汇源、静宜、祁华、大场、双丁）。其中，黄渡、徐行原为500kV独立站，干练、青香、新通原为青浦集控，大众、星华、纪青原为于田集控，嘉定、海陆、新罗店、石港、汇源、静宜原为新潭集控，祁华、大场、双丁为新建站，直接由黄渡中心站集控。

1.1 调度电话和自动化业务

调度电话和自动化业务为传统的64K业务，由PCM网络承载。受控站至老集控站原各有2路调度电话和自动化通道，现将调整改接至中心站，如图1所示。

图1 PCM业务调整示意

以静宜站为例，为确保调试期间不影响原有集控体系的正常运转，先将静宜至新潭的调度电话和自动化备用通道通过64K时隙调整改接至黄渡中心站，静宜侧端口不变。此时，黄渡中心站通过备用通道与静宜进行调度电话和自动化通道调试，新潭仍通过主用通道连接至静宜的调度电话和自动化。等到黄渡中心站与各受控站的各项调试均完成，新潭退出集控，再将静宜至新潭的调度电话和自动化主用通道通过64K时隙调整改接至黄渡中心站，静宜侧端口不变。

调整改接至中心站方案的优点：

1）调试期间受控站的运行管理工作不受影响，中心站和老集控站的业务无缝衔接。

2）受控站侧端口不变，调试人员只需在中心站进行接线调试工作，可大幅节省调试花费时间，提高工作效率。

3）最大限度保持PCM网络结构不发生大规模变动，充分利用老集控站设备的性能，通过分级汇聚减轻中心站设备的负载压力。

4）仅在中心站新增PCM设备，其余站点适当扩容，整体投资较小，经济性较好。

1.2 调度数据网和综合数据网业务

电力数据通信网络按照业务特点划分为生产大区和管理大区，其中生产大区包括调度自动化实时数据、保护管理子站系统、电能计量系统等，由调度数据网承载；管理大区包括生产管理系统（PMS）、营销管理系统（CIS）、企业资源管理系统（ERP）、MIS办公系统、视频遥视系统、设备在线监测等，由综合数据网承载。

调度数据网的特点是对数据实时性要求较强，带宽需求相对较小。各受控站的接入层路由器通过传输网络提供2Mbps通道直接汇聚至中心站的汇聚层路由器。在中心站侧，路由器与传输设备通过155Mbps的光接口互联，通过时隙划分，将155Mbps划为63个2Mbps时隙。从理论上来讲，最多可以连63个受控站，但考虑到避免负载过于集中的原则，一般实际安排单光口连接不超过20个受控站为宜。

综合数据网的特点是对带宽需求较大，对网络传输质量要求较高。比如PMS系统中包含有地理信息，每次调用地图模块都会触发短时大流量的数据传输，而且一旦出现误码就会导致大量错误包，影响系统正常使用。随着变电站管理集约化水平不断提高，视频遥视系统部署的各类摄像头数量激增，而且随着视频高清化的发展，单个视频信号对传输带宽的需求日益增长，从标清信号的2Mbps直至高清信号的8Mbps。

基于综合数据网的上述特点，综合数据网不能像调度数据网那样做一级汇聚，否则中心站的汇聚层路由器将不堪重负，而中心站的传输设备将面临带宽瓶颈。

综合数据网采用分级汇聚方式，中心站、500kV变电站、220kV老集控站均配置汇聚层路由器连成汇聚层网络，受控站则通过传输网络提供的以太网延伸通道连接至汇聚层路由器。这样，在一个中心站区域内，配置多台汇聚层路由器，分担中心站的汇聚层路由器的负载，同时多台汇聚层路由器分别与核心层路由器连接，加强了网络互联的可靠性和冗余度。

2 中心站至各级调度的通信业务

2.1 调度电话

中心站管辖区域较大，站点较多，与华东网调、上海市调和各相关地调都有调度关系，需要开通调度电话，同时，中心站调度交换机还需要向受控站放小号，提供中心站—受控站的调度电话。根据上述需求，中心站的调度交换机配置容量一般按1024话路考虑，并向调度交换机核心层站点进行2Mbps互联。2Mbps互联为双归方案，即中心站同时与核心层的两台调度交换机联网，提供冗余路由，加强网络可靠性。

2.2 自动化业务

中心站是自动化业务的第一汇聚点，所有相关受控站的自动化信息首先传送至中心站。由于“大运行”模式强调了调控一体化，即调度机构的后端计算机工作站要像中心站一样接收和处理受控站的自动化数据，这就需要通信传输网络提供中心站至调度机构的以太网延伸通道，如图2所示。

图2 自动化延伸网络结构图

显然，这个以太网延伸通道是需要大带宽和高可靠性的，通道质量直接影响调控人员对变电站自动化信息的掌控。在传输网络上，采用双平面分别与自动化系统的A、B网络对接，从7个中心站的一平面和二平面传输系统分别开通至调控中心和检修指挥中心各一路带宽为155Mbps的以太网延伸通道，并配置子网连接保护提供“1＋1”的冗余度。这样，在系统、设备、路由等各方面都提供了冗余保护，确保了以太网延伸通道的安全可靠性。

2.3 调度数据网及综合数据网业务

从网络结构上来看，无论是调度数据网，还是综合数据网，中心站都处于网络的汇聚层，通过至少两路上联中继与核心层或汇聚层互联。受到传输网络带宽的限制，中心站上联目前按照“手拉手”方式部署，即大部分通过其他汇聚层站点与核心层站点连接，小部分直接与核心层站点连接。“手拉手”方式具有较高的网络可靠性，但略逊于“双归”方式（即中心站直接与两个核心层站点连接）。通过分步走的策略，先实现“手拉手”互联，待传输网络改造增容后，再逐步向“双归”方式调整。根据网络流量的测算，中心站调度数据网的上联带宽按照155Mbps配置，综合数据网的上联带宽按照622Mbps配置，并保留无缝升级至1.25Gbps的备用容量，如图3所示。

图3 “手拉手”方式示意图

3 发展方向

在“大运行”模式下，调控人员和运行人员按照集中化管理来部署，一百多个超高压变电站中有人值守站仅有十余座，包括7个中心站、3个直流换流站和少量独立站。2013年，原由供电公司管理的220kV陈家镇、中双港、南汇、东昌、泰日、漕溪、松江、江川、万安等9座变电站将划入检修公司统一运行管理，再加上规划新建变电站，全年新增220kV变电站十余座，总体规模进一步扩大。从发展的角度来看，中心站将是变电站通信业务的重要的集中点和汇接点，也必然成为通信网络的重要枢纽点。

随着中心站管理的受控站的数量不断增加，中心站在通信网络中的重要性日益增加，因此，通信网络的发展应首先考虑全面加强中心站的通信网络，包括设备数量、传输带宽、交换容量、汇接能力等。应加强中心站与各级调度之间的网络互联，在光缆、传输、应用等多个层面沟通互联，同时也要对部分受控站的通信设备进行改造，着力于提高传输带宽，使各类通信业务能更平滑地接入中心站。