电力通信传输网络结构的优化

2014-05-11孟兴国

通信电源技术 2014年3期

关键词：环路电力通信网络结构

孟兴国

(山西地方电力有限公司朔州分公司，山西朔州036002)

随着我国经济的飞速发展，人们对电能越来越依赖，同时对电力系统的可靠性、安全性、稳定性提出了更高要求。为此，电力运营部门应加强对电力通信网络结构优化方面的研究，为电力系统的安全稳定运行奠定坚实的基础，更好地为人们的生产生活服务。

1 电力通信传输网络现状分析

电力通信网络的安全性极其重要，但我国部分地区的电力通信传输网络在结构上仍存在一些问题，这在一定程度上影响着电力通信网络的运行质量，具体存在如下问题:

(1)部分电力通信网络节点仍使用链状结构，并且部分接入环下挂在同一节点设备上的情况时有发生，给网络结构的安全性带来了威胁;(2)网络结构过于复杂，例如，未明确区分接入环的环路区，出现跨汇聚环现象等;(3)光口资源利用率低且未采取有效措施保护部分环路节点的单板，一旦出现故障则不得不中断该节点业务，严重影响了网络效率。

为了解决这些问题，需要从结构上对电力通信传输网络进行优化。

2 优化模型的建立

2.1 重要度计算模型构建

(1)假设说明

构建重要度计算模型时应对电力通信传输网结构进行假设，本文中假设:a.电力通信传输网络中节点重要程度仅受其所在位置影响;b.通信网络中节点和链路状态具有唯一性并且失效与否相互独立;c.网路中不同链路的工作状态相同且为双向通道;d.网络中节点和链路分布服从负指数分布;e.通信网络的拓扑结构不发生改变。

(2)符号说明

建立的模型中涉及较多参数，现将不同参数表示的含义进行简单的说明:G为电力通信传输网络中若干节点和链路组成的无向图;PSD表示G的路集完备集，其余参数及含义如表1所示。

表1 各参数含义

(3)结构重要度模型建立

假设电力通信传输网络中某段第i个部件工作状态表示为 Si，则该段网络状态可用 S=［S1，S2，...，Sn］向量表示，网络工作状态用φ(S)表示，为了方便计算进行以下定义:

假设电力通信传输网络中共包含n个部件，每个部件的状态有失效和正常之分，由此可知整个网络状态共2n个。网络中第i个部件的结构重要度表示在第i个部件由正常状态转变为失效状态时，网络链路和节点从正常变为失效的状态数和其余部件状态数之比，且结构重要度越高表示部件失效后给其他部件带来的影响越严重，第i个部件的重要度可用公式表示:

计算电力通信传输网络状态时，考虑到其总共有2n种状态，可利用基于路集完备集的方法进行求解。另外，用PSD表示由k-端路集组成且互不相交的集合，若路集的概率和可靠度值相同，用公式表示为:

此时集合PSD称之为G的路集完备集，此时网络中i部件结构的重要度为:

利用上述公式求解网路结构重要度的具体步骤如表2所示。

表2 结构重要度计算步骤

2.2 网络结构评估模型建立

评估电力通信网络结构包括网络可靠性评估、网络结构合理性评估以及网络覆盖完备性评估，其具体评估指标体系和遵守的评价规则如表3所示。

表3 网络结构评估指标

3 实例分析

3.1 网络结构分析

通过分析，发现电力通信传输网络中存在如下问题:(1)各段光缆通道资源分布不合理现象较为严重。例如:在“中心站-小平易-店坪-刘家口-团堡-城关-李家堡-开闭所”网络结构中，前三段光路占据约1/6的光路资源，从刘家口至李家堡段的光路占据约2/6光路资源，而最后一段光路占据约1/2光路资源。很显然当网络中业务量急剧增加时，最后一段达到满负荷的机率较高，不利于光路资源充分利用;(2)该电力通信网络结构中光口资源配置不合理。表现在:李家堡节点第6块光口板和刘家口节点的第2块光口板，分别连接开闭所、城关与团堡、同福节点，如其因发生故障而中断，节点业务将无法完成。并且安庄、同福、朔南、沙塄河节点东西方向运用相同的光板接口，因此当该光板出现故障时节点业务会全部中断;(3)该电力通信传输网络结构过于复杂，环路涉及较多的理论数据，对保护数据进行配置时出现错误的机率较高。

鉴于该通信传输网络结构存在的问题，借助公式(4)对网络节点的重要度进行计算，并对该网络结构进行优化，进而使不同环路占有相似的光路资源。