2M、155M光接口稳控系统双通道直连技术应用

林礼华

（中国南方电网有限责任公司超高压输电公司天生桥局，贵州 兴义 562400）

0 引言

随着电力系统的不断发展，对电网安全、稳定运行的要求也越来越高。稳控系统是保证电网安全、稳定运行的重要设备，站间稳控装置通过光纤数据通道连接并交换信息，识别系统的运行方式，判别系统的故障形态，按照预先指定的控制策略执行切机、切负荷或联解等控制措施，是防止发生电网稳定破坏和大面积停电事故的重要防线。

稳控系统站间通信通道作为稳控系统的重要组成部分，其可靠性是保证稳控系统安全、稳定运行的基本条件。目前，电力系统中各厂站A、B套稳控系统站间通信通道普遍采用2M电接口方式，且每套稳控系统通道均为单通道运行，可靠性较低，通道故障后将直接导致单套稳控系统退出运行。

为了提高区域电网稳控业务的可靠性，天生桥局试点应用稳控系统通道双重化配置以及2M、155M光接口技术，成功解决了目前稳控系统通道存在的问题。

1 稳控系统通道现状

稳控系统利用光传输网络中的2M通道进行装置间的有效通信，通道正常运行时正确传输控制信息，通道异常时不进行任何操作，通道恢复正常状态后迅速恢复装置所有功能。

如图1所示，A站和B站均配置了A、B套稳控装置，2套稳控装置的通信通道由2套独立的光传输网设备提供，分别承载于光传输A网和光传输B网。每条通道在传输网部分均开通了自愈功能，即在光传输网中配置了通道的主用路由和备用路由，或者在具备自动交换光网络（ASON）技术功能的光传输网络中配置了稳控系统通道ASON 永久1+1，始终保证有1条主用路由和1条备用路由，当主用路由故障时自动切换至备用路由，同时触发动态路由方法建立1条新的保护路由，直至路由无法重构，确保稳控系统通道在光传输网络部分满足“-1”的要求，在一定程度上提高了稳控系统通道的可靠性。

图1 典型稳控系统通道示意图

另外，为保障冬季冰区电网的稳定运行，许多厂站充分利用电信等运营商公网资源，在厂站间租用1条公网2M应急通道作为冷备用通道，须定期对该通道进行测试，确保应急通道保持可用状态，能按需及时投入。当其中一套稳控系统在用通道中断后，可以现场通过手动方式将稳控业务切换至公网2M应急通道上运行，有效避免了该稳控装置业务长时间中断的风险。

由图1可知，传统的站间A、B套稳控系统通道及公网应急通道均为2M电接口复用方式，即2 048 kbit/s带宽，ITU-T G.703 E1电接口。

2 稳控系统通道存在的问题

2.1 单通道运行（可靠性低）

站间A、B套稳控系统通道均为单通道运行，虽然每条通道均已配置自愈功能，但是该方式仅能保证通道在光传输网络部分运行的可靠性。从稳控装置至光传输设备的2M端子板间，任何设备、线缆或者端子故障都将直接导致稳控装置通信失败，不能实现稳控系统通道全路径“-1”的保护功能。

另外，虽然站间A、B套稳控系统增加了公网应急通道作为冷备用，当其中一套稳控系统在用通道中断后，可临时切换至2M应急通道上恢复运行，但是从业务中断至临时恢复运行的处理过程仍需要花费较长的时间，不仅严重影响生产实时控制业务通信通道中断的考核指标，而且还可能导致出现稳控系统拒动的风险。当稳控系统原通道修复后，又需要手动将稳控装置业务从2M应急通道恢复至原通道上运行，不仅费时费力，而且在切换过程中还可能会造成单套稳控装置业务再次中断。

2.2 通道节点设备较多（故障率高）

如图2所示，采用2M电接口的稳控系统通道，稳控装置发出的2M光信号经稳控系统通信接口装置转换成2M电信号，再复用进电力传输专网SDH中，对端SDH设备解复用出2M电信号后，同样要经过稳控系统通信接口装置转换成2M光信号送至稳控装置。从稳控装置到SDH设备间，包括ODF单元、稳控系统通信接口装置以及DDF数字配线架等设备，通道信号经过的中间节点较多，传输效率低，故障风险点多，存在一定安全隐患。另外，通道异常后只能通过分段自环的方式检查，故障定位困难。

图2 稳控系统2M 电接口通道连接图

3 稳控系统通道可靠性提升方案

3.1 配置双重化的稳控系统通道

通过前文的分析可知，站间稳控系统受通信通道的限制，经常因通道异常、检修而退出运行。为降低因单一通道异常中断而导致稳控系统退出运行的概率，天生桥局开展稳控装置双通道接入与通道多路由互备应用，实现在1条稳控系统业务通道故障的情况下，2套稳控系统能够同时在线运行，提高稳控系统运行的可靠性。

根据稳控系统双通道策略数据处理机制，当双通道均正常时，采用通道一的信息或双套数据实时交换；当其中一条通道异常时（连续5 ms不能接收有效数据），则采用另一条正常运行的通道信息；当2个通道均异常时，默认采用通道一的信息，此时稳控业务通信失败。

通常在条件具备的前提下，提供单套稳控系统2个独立通信通道的设备应采用不同电源、不同光传输网设备、不同板卡插件和不同光纤，保证站间稳控装置通道全路径始终满足“-1”的要求。

3.2 采用2M、155M光接口传输模型

随着光纤通信技术的发展，尤其是2M光接口技术在继电保护业务中的推广应用，为2M光接口在稳控系统中的应用奠定了坚实的基础。155M光接口与2M光接口传输模式的区别仅在于传输带宽颗粒度的大小，根据SDH设备基本复用映射结构，即1个155M包括63个2M。155M光接口一般用于稳控系统控制主站，通过配置时隙与多个子站或执行站之间2M光接口传输控制信息。

如图3所示，在稳控系统采用2M、155M光接口的传输模式后，与2M电接口方式相比，其稳控系统通信接口屏、DDF数字配线架以及光传输网2M端子板等节点设备设施减少，不仅有效节省了机房屏位空间，简化了稳控业务信号的编解码环节，减少了设备连接线缆的数量，而且还解决了光电转换设备不能远程网管监控的问题，不会因中间线缆或光电转换装置发生故障而影响稳控系统业务。

图3 稳控系统2M、155M光接口通道连接图

4 2M、155M光接口稳控系统双通道直连技术应用

4.1 应用实例

该文介绍了一种2M、155M光接口稳控系统双通道直连技术应用实例，A站稳控装置与B站、C站稳控装置通信，A站A套稳控装置通过二个155M光接口与B站、C站A套稳控装置4个2M光接口直连通信，A站B套稳控装置通过4个2M光接口与B站、C站B套稳控装置4个2M光接口直连通信。

如图4所示，A站A套稳控装置的第一个155M光接口经过光传输A网的155M光接口通道，第一个时隙与B站A套稳控装置的第一个2M光接口通信，第二个时隙与C站A套稳控装置的第一个2M光接口通信。同样，A站A套稳控装置的第二个155M光接口经过光传输B网的155M光接口通道，第一个时隙与B站A套稳控装置的第二个2M光接口通信，第二个时隙与C站A套稳控装置的第二个2M光接口通信。

图4 A套稳控系统双通道应用连接图

如图5所示，A站B套稳控装置的第一个2M光接口经过光传输A网与B站B套稳控装置的第一个2M光接口通信，第二个2M光接口经过光传输A网与C站B套稳控装置的第一个2M光接口通信。同样，A站B套稳控装置的第三个2M光接口经过光传输B网与B站B套稳控装置的第二个2M光接口通信，第四个2M光接口经过光传输B网与C站B套稳控装置的第二个2M光接口通信。

图5 B套稳控系统双通道应用连接图

A站、B站和C站光传输A网设备具备ASON功能，因此在光传输A网中每条稳控系统通道均配置了“ASON永久1+1”保护功能，光传输B网设备不具备ASON功能，但是在光传输B网中均配置了主用路由和备用路由。因此，稳控系统双通道在光传输网络中均具备自愈恢复功能。

4.2 通道测试

稳控系统通道开通前须保证通道传输时延及误码率等性能指标满足规范要求，根据设备检验周期须定期开展稳控装置通道检查测试，通道故障处理时须逐段环回测试定位故障点等。因此，通道测试是稳控系统检修维护中重要的内容之一。

2M光接口通道测试与常规2M电接口通道测试方法类似，都要用到2M误码仪，不同的是2M光接口误码仪可以直接测试光信号。如图6所示，如果A站需要测试一个2M光接口通道，就需要对端B站运维人员在相应2M光接口处使用跳纤进行光口硬件环回或者通过光传输设备网管软件环回，然后在A站2M光接口接入2M光接口误码测试仪，即可测试2M光接口通道的通断、传输时延及误码率等性能指标，从而分析判断2M光接口通道的运行质量。

图6 2M光接口通道测试示意图

对A站采用155M光接口分别与B、C 站2M光接口通信的情况，可在A站155M光接口板的收发端口使用跳纤进行硬件环回，然后分别在B站和C站2M光接口板上相应的通道收发端口接入2M光接口误码仪进行测试。

4.3 应用效果

稳控系统在采用2M、155M光接口双通道直连技术后，其稳控系统通信接口装置以及DDF子架等传输通道链路节点的数量减少，不仅节省了通信机房屏柜资源，为后期通信网建设预留空间，而且还减少了稳控系统业务信号的中间转换环节和故障风险点，同时稳控系统通道实现了双重化配置，即单套稳控系统的通信通道均为“双设备、双路由、双电源”，在单一通道异常处理或检修过程中均不会影响稳控系统业务的正常运行。

5 结语

该文分析了传统复用2M电接口稳控系统单通道存在的一些问题，介绍了一种2M、155M光接口稳控系统双通道直连技术应用实例以及2M、155M光接口通道测试基本方法，该新技术在实际运用中带来的效果显著。目前，稳控系统业务通信通道单种通信方式接入仍是造成生产实时控制业务通信通道中断的主要原因，因此，根据南方电网生产实时控制业务通信通道“永不中断”的行动方案，将继续推广稳控系统通道双重化配置以及2M光接口技术应用，全面提高稳控装置通信通道的可靠性，确保电网的安全、稳定地运行。