电力通讯网络的优化

2020-02-04张同伟

电子技术与软件工程 2020年21期

张同伟

（云南电网有限责任公司迪庆供电局云南省迪庆州 674400）

随着网络业务的快速发展，数据传输量的暴增，网络传输方式和网格的复杂化，整个网络系统的结构正以几何倍数的规模增长，当然与之而来的就是网络故障的发生率。在依靠网络传输的信息化社会当下，提升网络资源的利用率，保证网络信息传输安全性越来鳄鱼重要，加强通讯网络信息优化，已经变得刻不容缓。

1 当下我国电力通讯网络的不足之处分析

1.1 电力通讯网络本身的可靠性较差

从我国的电力网络运作现状来看，电网的主体部分是上世纪八十年代建成的基础电网，很多设备和线路的运作时间都较久，出现超负荷运作的情况时有发生，再加上行业从事人员数量和经验的不足，很多具有潜在隐患的节点都不能得到及时的排查，这很容易导致电力通讯网络出现各种问题。

1.2 网络结构和划分层次不合理

网络系统的结构多种多样，网络结构本身的不合理性很容易导致通讯成本的提升。我国当下的电力网络系统就存在很多的不合理之处。很多人都知道，通过升级改善传输单板承载量能有效提升网速，但是同时让单一线路同时满足多线路的网络通信需求，这会大大提升通信线路的负担，复杂无序的拓补结构，让子系统出现崩溃时，很容易引起连锁反应，引起大面积的网络故障。

从层次结构方面来看，我国的电力系统的三级别的管理模式中，每个级别的划分层次并不合理，这很容易导致传输中，因为划分界限模糊的问题，大大提升识别鉴定的传输时间，从而引起较为明显的卡顿和延迟的情况。在划分层次不合理的背后，实际反映的就是架构设计上的不合理。

在我国，一般将电力通信网络分为三个级别进行管理，不同机构及部门使用不同级别的网络通信系统，但是在使用过程中也会出现网速卡顿或延迟等的情况，这与其系统结构划分不清有关，从而导致了网络通信线路中存在的问题，其设计架构需要重新设计和修改，以减轻网络信号延迟等情况。

2 电力通信网络的基础设施优化

2.1 线路的优化

线路是电力通迅网络最基础的设备，当下在使用中，由于输送线路过长是导致损耗过大的主要原因，因此在优化中的重点是确定线路的传输半径的问题，

首先关注10kV 和35kV 线路的供电半径，这两类线路是电网结构的主体，特别是在广大农村地区，35kV 多为变电所的用电负荷中心，假设电力输出在各方向上是均匀分布，并且假定每个变电所有6 回出线，那么最经济的供电半径关系式为：

该计算式中式中σ 为-供电范围内的平均负荷密度，kW/km2；在实际的计算中采取计算系数并分段常数的方法，将该算式进行优化得到：

表1

表2：110kV 电路的规格表

代入实际数据计算得到表1。

以表1 可作为10kV 电路实际的供电半径的参考标准，如果供电半径大于以上结果，那么说明供电半径过大，则可考虑优化。

35kV 线路作为农村供电的主电路，在无分支的条件下，一般要求δu＜10%，以Lr 作为供电半径，根据各供电指标，得到：

其中cosφ 为线路负荷功率因数，Pmax即为35kV，其他常数根据情况代入，也能得到一个数据表，该表即是35kV 的供电半径表。

110kV 的电路由于实际供电线路的横截面的不同，其本身的供电半径也是不同的，不过110kV 供电线路一般都有固定的规格表如表2。

以表2 为标准，如果在输电半径内，出现了输电电流大于极限电流的问题，则应当进行电路更换和优化，如果热稳定电流频繁超标，那么应当对电路进行重点监控。

2.2 变电所的优化

变电所优化首先关注布局优化，变电所的布局点与供电半径和供电区域的负荷密度有关，在常规布局规划时，可根据本地的实际情况预先构建多套合理的布局方案，再在其中选择最优方案即可，一般来说，其中主要需要考虑以下两个原则，首先是应当尽量靠近负荷中心，然后是尽量考虑线路最短的建设方案，兼顾优化的投入费用，在具体操作中可按如下步骤依次进行：首先根据区域面积和预测负荷指数计算负荷密度；然后计算相应负荷密度的10kV 线经济供电半径及35kV 变电所容量；再据所需输送负荷求出35kV 线路的允许半径；然后可根据得到的方案在土上进行多个方案的确定，再在多个方案中选择最佳方案。

在布局优化之外，要同时关注变电所的容量和数量的优化问题，在容量优化方面，考虑到变电所的最大容量为10～12mva，所以在符合高于该指标时，一般考虑更换更大符合的变电所，相应的，在一些农牧地区，用电量偏低，可更换容量更小的变电所以节省成本开支。在数量的优化上，根据我国居民用电负荷波动大、季节性强的问题，可采用一大一小两台变压器并行运行的方式，大小不同的变压器分别在用电高峰和用电低谷的负荷状态下的运作。

2.3 变压器容量的合理配置

在农村电网中，各级变电所变压器容量合理配置对于优化网络结构有着重要的影响。在进行变压器的配置中，主要从主、配变压器容量比和配电变压器、用电设备容量比两个参数的角度出发。两个系数背后反映的是变电所母线上的负荷同时系数b1 和用电设备的综合需用系数b2，一般来说b1 的合理数值为1.58～2.22，b2的数据以1:2.5～1:3.8 为宜。

3 电力通讯网络的布局优化

做好电力通信网络优化工作，事关群众需要，事关社会发展，在认识任务艰巨性的同时，应当明确优化目标，将保证通信技术的安全性与可靠性放在第一位，在这一关键点上。伴随着电力通信网技术的不断进步，现代社会已经为电力通信网运行方式的优化提供了新的技术方法和手段，所以我们应该借技术方法上，应当充分利用现代科学技术的优势，对电力通信网的运行方式进行优化。

3.1 电力通迅网络的光缆网优化

电力通迅网络的光缆部分，被称为现代通讯网络的高速路，保障高速路的畅通，是保证电力通讯网络健康发展的重要任务。

在光缆网络的优化方面，首先要拓展光缆网的宽度，相比传统的电力通讯网络，光缆网是近些年才开始起步发展的技术，在应用普及程度上还存在明显的不足，因此加强光缆建设，尤其是500kV和220kV 以上的线路建设，保障线路的畅通性和健壮性。在光缆建设上，要根据当下电力通迅网路需求铺设足够宽度的光缆，最好能结合未来五年乃至十年的发展步伐，对光缆宽度做出一定的空间预留。在建设原则上，应当尽量避免解口，尽量减少光缆跳转站点，保证接入点的可靠性，使用应急路由光纤时，尽量采用系统内光纤资源，不满足条件时，优先考虑租用。

3.2 电力通迅网络的传输网优化

传输网的优化策略主要从设备交叉资源、线路时隙资源和传输资源三方面进行。

在设备交叉资源方面，主要注意以下方面：首先是非本站的业务尽量采用高阶贯通的方式；尽可能避免单站直接接入低级交叉级别的VC4；在网络业务服务上，对高负荷地区考虑使用低阶交叉分担。

在时隙资源优化上，主要策略有以下：首先是路径最短原则，尽量降低数据节点资源的占用；然后是负载均衡原则，保障数据业务最好能分散进入多个子链路，降低单一链路出现高负荷的风险；在进行业务分配时，要保证时隙的连续性，对于处理不同业务时，尽可能按照分散性和集中性进行分类处理。

在传输资源方面，考虑从硬件设备和软件方面进行进行优化，在硬件设备方面，首先保证设备的健壮性，对于年久失修的产品要逐步进行更换，根据轻重缓急，将核心设备地区优先进行优化升级；在软件方面，要建立完善的业务分配模型制度，保证数据分配的合理性和完善性，对于VC12 级别的分散性业务，可考虑安装单独的VC4 通道。

3.3 电力通迅网络的通道组织优化

通道阻止的优化原则主要有两点，第一就是拆分，第二则是避险。所谓拆分，就是尽量将大环拆解成为小环，在该流程中，尽量寻找最短路径的小环进行替代，降低传输流程中遇到的节点数量，尽量避免超远距离传输，减少误码率。在避险方面，主要是针对核心路由设备建立避免的应急路由设备，以增强网络的健壮性，对于无法避免的超长距离传输，可采取增加中继站的方法或者增加色散补偿的方法来解决传输中出现的误码问题。

3.4 电力通迅网络的网络保护优化

网络保护策略的优化需要基于业务模式本身进行优化。在硬件方面，主要的辅助设备有交叉板、电源板、时钟板以及2M/s 板的1+1 保护设施。

在业务模式上，一般需要执行保护的业务有安稳系统业务、PCM 业务，数据调度业务和视频会议业务，对于普通的流程业务，考虑到业务保护会降低信号传输的及时性和高效性，一般不做保护。

业务保护的方式选择也与网络结构有关，一般对于链路结构的网络，一般采用MSP1+1 的方式进行保护，而对于环装结构的网络业务员，一般采用SCNP，对于跨环业务，一般在相交处还要采用DNI 保护，对于外部建设环境成熟的业务，可采用多种保护手段并存的方式，在保护域的选择上，尽量对小环进行单独保护，而不是对一个大环进行整体保护。