高集中度电力通信网的优化策略

陈亚琨 宋腾

摘 要：本文通过对电力通信网进行拓扑优化分析，针对典型网络，尤其是高集中度电力通信网络提出一种优化策略。该策略能有效改善電力通信网络结构，增强业务承载能力，进而提高网络的可靠性和安全性，并具有一定的可复制性。

关键词：电力通信;高集中度;网络优化

中图分类号：TM73;TN915.853 文献标识码：A 文章编号：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

随着智能电网建设的全面推进，“大云物移智”等新技术的推广，电力通信的安全性和可靠性有了更高的要求。为满足以上需求，需要对本地区电力通信网络进行合理优化，从而支撑各类智能电网业务的安全稳定运行，提高网络可靠性。同时，需要对电力通信网络信息资源的配置进行调整，提高资源利用率，降低电力通信网建设及运营成本。

在进行电力通信网优化设计过程中，既要考虑满足稳定可靠安全的业务响应，也要考虑便于维护和进行业务调度，同时还要考虑未来网络的持续升级优化空间。

1 高集中度电力通信网

电力通信作为支撑行业，主要为各省电力公司、市供电公司和其他相关公司提供服务，为电力系统提供信号提取、转换、传输、处理等业务。电力通信业务不仅仅包括传统的电力电话调度，还包括继电保护、RTU、调度数据网和数据信息等业务，而且还有如今伴随终端通信接入网大发展后衍生出来的各项业务。随着国家对“大云物移智”技术的发展和部署，在传统通信业务流向的基础上，还增加了从各级变电站到灾备中心、电科院、配网技术中心等方向的大容量通信业务需求。

高集中度电力通信网是指人口数量大、人口密度高的大城市电网中，具有通信站点间隔距离短（10kV至35kV变电站间隔距离为1～5km，35kV变电站间隔距离为5～10km，220kV变电站间隔距离为10～20km）、拓扑结构复杂、光缆线路敷设条件较差（城区范围无法架空，部分地区排管光缆成本高）、业务种类多、优化困难、运行维护压力大等特性的通信网络。

因此，在开展电力通信网优化设计过程中，首先需要准确预估通信业务流量，对重要站点设备进行合理升级优化;其次，对部分小区域的光缆等设备进行自愈保护方面的调整。

2 高集中度电力通信网优化方法

影响电力通信网的参数主要有动力环境、光缆条件、设备资源和业务评价等。为了优化整个电力通信网络，需要对这四大要素进行量化分析，改进低分数项，从而得到更为优化的电力通信网络。

2.1 制定相应要素的指标评价算法

对应动力环境、光缆条件、设备资源和业务评价制定一级指标判断矩阵，通过MATLAB软件计算，得到各要素对应的权重值。

相应各要素权重初值为：动力环境[x1]=0.448 8;光缆条件[x2]=0.234 6;设备资源[x3]=0.234 6;业务评价[x4]=0.081 9。因此，工作站站点预估值为：

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

2.1.1 动力环境预估算法。动力环境包括机房环境（变电站站点机房条件、是否独立机房、机房面积）、机房湿度及温度、通信电源系统可靠性和针对动环情况的监控系统。相应参数设置为0.3，0.3，0.3，0.1，权重值可按实际情况调整[1]。

[动力环境预估值x1=机房环境×0.3+环境湿温度×0.3+通信电源可靠性×0.3+针对动环监控系统×0.1]（2）

2.1.2 光缆条件预估算法。光缆条件包括光缆类型、光缆敷设形式和光方向数量，对应权值设置为0.3，0.3，0.4。光缆类型：常用的光缆有普通光缆、ADSS（全介质自承式光缆）、OPGW（光纤复合架空地线）、铠装光缆等，其中光纤复合架空地线光缆评价值最高，铠装光缆其次，较少发生故障的普通光缆评价值为中位数;光缆敷设形式包括架空和地埋，故障率较低的地下光缆评价值较高;光方向数量，光方向数量多的站点分数更高。

[光缆条件预估值x2=光缆类型×0.3+敷设形式×0.3+光方向数量×0.4]（3）

2.1.3 设备资源预估算法。设备资源包括电力通信网设备容量、设备板卡、设备冗余情况，对应的权重值设置为0.5，0.25和0.25。

[设备资源预估值x3=设备容量×0.5+设备板卡×0.25+设备冗余×0.25]（4）

2.1.4 业务评价预估算法。业务评价计算中，将涉及国网上级业务、重要保电通道站点的业务预估值设为最高水平;其次为调度电话、继电保护、自动化通道等核心业务的预估值;再次是有系统性需求的大容量业务的预估值为较高水平;最后，对于无系统性需求、无重要保电需求的普通业务的预估值设为最低。对应的预估权重值为0.4，0.3，0.2，0.1。

[业务评价预估值x4=重要业务×0.4+核心业务×0.3+系统性需求×0.2+普通业务×0.1]             （5）

2.2 优化策略

本文提出的针对高集中度电力通信网指标预估算法的具体优化策略为：第一，分析不同区域电力通信网内各个站点的优先级，对动力环境、光缆条件、设备资源、业务评价这四种要素进行量化分析，求出对应的预估值;第二，分析确定整个电力通信网的重点优化方向，改进低分数项;第三，综合评估目标网络是否能顺利完成优化工作。

以郑州市供电公司为例，某变电站除动力环境一项分数较低外，其他要素的预估值都比较可观。该站点在动环资源方面的缺陷得到解决后，即可成为该网络内最为核心的通信站点。高集中度通信网络中，网络的结构容易调整变化，如220kV站的预估值为4.31，非常接近供电公司两个基地的预估值4.52，在生产运行活动中，将一个220kV变电站作为检修公司的生产基地也是较为常见的做法。又如，针对35kV变电站的预估值为3.21，与220kV变电站4.27的预估值有1.06的差值，但由于35kV变电站站况较新，动力环境预估值高，光缆也具有双方向的优势，因此，只要通过简单的设备资源和业务引导预估方面的改善，35kV变电站完全可以作为重要通信站点。在生产运行过程中，可以优先考虑选择此类通信站点作为中心站。高集中度电力通信网络内，站点与站点之间的客观条件一般差别不大，这样的通信结构有利于循序渐进地进行电力通信网优化，进而整体提升通信网络的运维、管理水平，支撑各类电网业务稳定、可靠运行。

由于各個大城市均具有高集中度电力通信骨干网的特点，在利用本文所示的优化策略进行单一网络评估的基础上，也可以扩展到针对不同类型的网络间评估对照。而高集中度电力通信网的改造优化工作并不是一蹴而就的，需要对多个影响电力通信骨干网的参数进行量化计算，从而客观分析出目前最有优化必要性的网络，并进行改进。

3 结论

随着电力营销、电力市场等业务越来越广泛地开展，电力通信网络已经融入电力企业经营的各个部分，为电力系统正常高效运行提供强有力的支撑。本文提出了针对高集中度电力通信骨干网进行优化的预估分析策略，通过对影响电力通信网的四种参数进行量化分析，改进低分数项，从而得到更为优化的电力通信网络。这种算法既可以对单个网络内的站点进行分析，也可以对比各个网络间的预估评价值，全面有效地优化工作，从而完善电力通信网络，提高安全性和可靠性。同时，优化策略实施后整体效果显著，大幅提升了网络传输带宽和容量，在一定程度上缓解了电力通信网络资源紧张的问题，为电力通信系统的安全稳定运行和坚强智能电网建设做好了基础保障与有力支撑。

参考文献：

[1]黎海钰.吉怀SDH光传输网络设计[D].长沙：湖南大学，2013.