基于智能电网背景的电力通信网优化研究

2016-02-05任卫辉

中国设备工程 2016年18期

关键词：数据网通信网电力通信

任卫辉

（贵州电网毕节供电局，贵州毕节 551700）

基于智能电网背景的电力通信网优化研究

任卫辉

（贵州电网毕节供电局，贵州毕节 551700）

智能电网时代的到来，在提高电网安全性、稳定性的同时，也给智能电网实现技术带来了挑战，其中电力通信就是一个重要方面。智能电网的构建要求革新相对应的信息通信技术，优化和改善传统电力通信网络。结合某城市电力通信网络实际情况，基于智能电网发展需求和背景提出相应的优化方案和措施。

智能电网；电力通信网；优化

在智能电网建设技术体系中，信息通信技术是不可或缺的关键技术之一，整个电网的信息交互需要信息通信技术来实现，是保证电网安全、稳定高效运行的基础。可以说，信息通信技术直接决定着智能电网建设进度和整体水平。智能电网建设给电力通信技术提出了新的挑战，也带来了新的机遇，促进电力通信技术的发展，本文主要结合某城市电网通信网络优化实例进行分析。

1 电力通信网存在的问题

1.1 面临的形势

基于某城市电网的快速发展和电力生产、经营、管理规模的不断扩大，虽然经过多年的建设、升级和改造，该城市电力通信网络已实现了通信方式的多样性以及通信功能的完整性，但仍然难以满足智能电网各项业务发展需求。

（1）通信网带宽要求提高。随着配电自动化、营销自动化、分布式能源、电动汽车充电站等业务种类的增多，直接导致数据类业务成为智能电网发展的主流，逐渐向动态带宽分配、大颗粒IP等业务转变。电力通信网带宽不仅要满足这种新的大量信息交互需求，还要满足传统生产调度业务需求，这给通信网带宽提出更高的要求。（2）通信网可靠性要求提高。电力通信网是服务于电力系统的，是影响电力系统安全、可靠运行的重要因素，智能电网相对于传统电网而言，其对通信网络的实时性、可靠性和安全性级别要求更高。

1.2 存在的问题

经过笔者的调查统计，发现目前该城市电力通信网中存在着诸多问题，难以满足智能电网发展需求，具体表现于以下几个方面。

（1）设备老化。早期所建的市级骨干传输网设备已运行多年，且大部分站点的传输设备存在着运行不稳定的情况，数据网路由器、电源、终端接入等设备也运行多年，整体设备老化较为严重。（2）网络资源不足。随着电网规模的扩大以及各种新业务接入对带宽需求的增长，枢纽节点和县供电公司通信网络资源不足，无法实现故障情况下通信系统快速自愈，需对现有网络进行优化升级。（3）农网接入问题。农网多数站点为单通道树状支线级联接入，设备单路由运行，故障情况下也不能自愈。且部分建成的县级通信网光缆路由较差，外力破坏中断现象时常发生。（4）网管资源滞后。通信网快速发展背景下，网资源管理系统建设相对滞后，通信网络的运行与管理效率得不到提高。（5）10kV通信接入网问题。10kV通信接入网采用EPON通信方式，基于一次网架结构组建的通信网大多未采用手拉手保护组网方式，无法实现通道自愈保护。且10kV通信接入网和用电信息采集通信网未能实现统一规划和资源共享。（6）容灾系统的建设问题。缺乏与电网备用调度体系及信息灾备体系相匹配的通信容灾系统，需构建逐级双汇聚、双上联的高可靠通信网络容灾体系架构。

如上所述，随着该城市智能电网的快速建设，电力信息通信业务不断增加，包括配电自动化、调度自动化等业务的大量接入和信息化应用对电力通信网提出了更高的要求。因此，需要对电力通信网进行优化，以适应未来智能电网发展需求。

2 电力通信网优化策略

为了满足该城市电网安全生产以及各项业务通信网络可靠性的需求，从而支撑智能电网建设，需在遵循整体规划、统一标准、适度超前、经济安全等多项技术原则，采用以下策略对电力通信网络进行优化。

2.1 通信光缆优化

在原有电力通信网光纤系统之上，拟于建设100%覆盖率光纤通信网络，主要涉及220kV光缆线路、110kV光缆线路以及10kV光缆线路。10kV及以上线路光缆建设时，应与一次网架同步建设。城市电缆规划、设计及施工时，应严格按照相关标准和规范执行。光缆应以OPGW和ADSS为主，且骨干通信网环网节点光缆、地调和县调出局光缆芯数以48芯为主，支线、终端节点光缆芯数以24芯为主，10kV线路光缆芯数不宜小于24芯。各级调度机构和通信枢纽站光缆应具备至少两个路由，且不能同沟道共竖井。

2.2 电力通信传输网优化

（1）骨干传输网网络结构优化。对骨干传输网的网络结构进行优化，将现有10G/2.5G(1+1)四纤复用段环网改造成由地调和220kV及以上站点组成的具有ASON(智能化全自动交换光网络：实现网络资源管理按需分配，具有路由设置、端到端业务调度和自动恢复功能)功能的）10G/2.5G网状网结构，现有骨干型设备配置必要的光口板和以太网板卡；110kV变以622M(1+O)二纤环网，接入ASON平面节点。220kV及以上新建站点传输设备采用10G带宽互联。以县调为中心、县调第二汇聚点和县域内核心110kV或35kV枢纽站为节点，构建和完善县域2.5G四纤复用段环网，双路由就近接入10G环网，条件不具备的采用(1+1)就近接入10G环网。为配电自动化110kV接入站点配置接入机架式OLT设备一套，接入站点以及经过站点到达主站的通道升级为622M带宽，配电主站、大供中心站配置必要的设备以及板卡。（2）骨干传输网ASON网络优化。原有骨干光传输四纤复用段自愈保护环，在N-2条件下，将无法保证信息的有效传输。随着电网发展和调度系统地县一体化建设的推进，系统新业务逐年增加，原有网架可靠性、传输带宽已无法适应系统各类业务的要求，因此对骨干网进行ASON网络升级改造是必要的。骨干传输网按DW-A单平面架构，通过地市公司及地市第二汇聚点两点接入省级骨干通信网。地市骨干传输网采用SDH技术体制，核心及汇聚站点设备双重化配置，满足生产控制类业务和管理信息类业务传送需求。覆盖地市公司、地市第二汇聚点、所属县公司、地调直调发电厂和35干伏及以上变电站、供电所及营业厅等。地县骨干通信网同步网建设应根据省公司统一规划，完善同步网整体架构、优化时钟源设置，优化地面传输链路。

2.3 电力通信业务网优化

（1）通信数据容灾系统优化。骨干网通信数据网承载地区视频监控、MIS、通信网管、电能量采集、电源监控等系统主要平台，路由器均以运行多年，一但失效所承载的业务将全部中断，所以有必要建设通信数据网容灾系统，构建逐级双汇聚、双上联的高可靠通信网络容灾体系架构，确保在主调节点失效情况下通信业务及对通信网的管控能力不受影响。通信数据容灾系统建设过程中，地调、各县调以及其各自第二汇聚点分别部署数据网设备，110kV、35kV、集控中心、操作队、供电所、营业站、驻城单位部署数据网设备。（2）通信数据网建设。数据网建设基于三层MPLS VPN技术的广域网。采用IPv4/IPv6技术体制，全网逐步由IPv4向IPv6过渡。地区通信数据网覆盖地市公司、地市第二汇聚点、县公司、供电所、营业厅、地市及以下直调厂站。坚持安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证的原则，符合电力二次系统安全防护规定，生产控制大区和管理信息大区应实现物理隔离。（3）调度交换网建设。调度电话交换网现阶段采用电路交换技术体制，在充分发挥现有设备和系统作用的基础上，按照渐进、共存、互补的原则逐步由电路交换向IP交换演进行政交换网与调度交换网原则上相互独立，行政交换网可兼作调度交换网的备用，调度交换网用户可呼叫行政交换网用户，行政交换网不允许进入调度交换网。调度、行政合一的方式时应采用虚拟分区隔离。（4）网管系统的设置。传输设备、数据网设备应具备对设备的网管功能，并提供北向接口，统一接入SG-TMS。（5）终端通信接入网的设置。①配电自动化通信网采用光纤网络通信方式，以及SDH+EPON技术。②A类、B类、C类供电区域实现“三遥”配电终端，采用EPON光纤通信方式；对于A类、B类供电区域具有“三遥”终端且选用光纤通信方式的中压线路中，光缆经过的“二遥”终端宜选用光纤通信方式；不具备光缆敷设的“两遥”终端，配置无线网卡，通过GPRS无线公网，利用VPN专线直接接入配电主站系统。③C类、D类区域“两遥”配电终端采用无线通信方式。④“一遥”配电终端采用无线通信方式。⑤电动汽车充电站和接入10kV分布式电源采用光纤通信方式。