谷衛(wèi)星，劉毅梅，王婷婷，湯  奕，趙  巾

　?。ū本╇娏洕夹g研究院，北京 100055）

　　摘  要： 光傳輸骨干網B平面是北京電網重要的通信業(yè)務傳輸支撐平臺，覆蓋全網220kV及以上變電站、電廠和各供電公司，覆蓋范圍廣。由于建設年限早，缺乏前期統(tǒng)一規(guī)劃，導致目前B平面網絡小系統(tǒng)過多，技術標準不一致，網絡結構復雜，通信可靠性不高。文章針對B平面網絡的現(xiàn)狀不足，結合調度范圍調整，提出了新的B平面網絡組織方案。

　　關鍵詞： 調度；通信；方案；研究

0 引言

　　北京電力通信網是北京電網的重要組成部分，電力通信網的安全性、可靠性直接關系到電網的安全可靠運行。隨著北京市電力公司現(xiàn)代化管理及信息化發(fā)展，大量業(yè)務需要電力通信網承載。電網及公司對于通信網的依賴性日益增大，通信網發(fā)生故障時對電網及公司的影響也愈加嚴重。

　　隨著北京市電力公司子公司模式的運營，電網調度范圍相應進行了調整，原屬于華北電網公司調度的通信系統(tǒng)，現(xiàn)劃歸為北京電力，主要包括：（1）原華北電網熱王線光傳輸系統(tǒng)，1997年投運，主要采用NEC光傳輸設備；（2）原華北電網北京南部光環(huán)網，2002年投運，主要采用馬可尼光傳輸設備；（3）原華北電網孫河至太陽宮變光傳輸系統(tǒng)，2007年投運，主要采用馬可尼光傳輸設備；（4）原華北電網順義至孫河光傳輸系統(tǒng)，2001年投運，主要采用GPT光傳輸設備。此次調度范圍調整涉及的相關通信系統(tǒng)共包括27個220 kV變電站和7個電廠。

　　目前，北京電力現(xiàn)有光纖傳輸通信網絡是按照分層分級建設的，由網內220 kV變電站組成的為骨干傳輸網，由各地區(qū)110 kV變電站組成的為地區(qū)傳輸網。

1 現(xiàn)狀分析

　　北京電力骨干傳輸網由A、B雙平面組成，主要承載220 kV主網和公司總部及二級單位的通信業(yè)務。A、B雙平面各自組網，相互獨立，互為備份。A平面?zhèn)戎爻休d調度語音、調度自動化、行政語音、會議電視等業(yè)務；B平面?zhèn)戎爻休d線路保護、調度自動化等業(yè)務。

　　骨干傳輸網A平面于2006年建成投運，A平面是在充分結合光纜網絡結構，站點地理位置，傳輸性能要求，網絡安全可靠等因素情況下，經過統(tǒng)一合理規(guī)劃設計建設而成，因此，網絡結構完整統(tǒng)一，安全、靈活、可靠，網絡傳輸速率為10 G/2.5 G。

　　骨干傳輸網B平面自1996年開始在各區(qū)域建設，并且主要是隨著各個220 kV變電站新建工程獨立、分散、逐步建成的，沒有統(tǒng)一的網絡規(guī)劃。目前，傳輸網B平面由十多個子網絡組成，自成系統(tǒng)，沒有進行互聯(lián)組網，傳輸速率為2.5 G/622 M/155 M，使用的光傳輸設備型號繁多，包括NEC、馬可尼、阿爾卡特、GPT等多個廠家的多種型號設備。B平面整體網絡結構分散，薄弱，部分子網還利用110kV系統(tǒng)的光纜，可靠性較低。

　　隨著北京220 kV電網的不斷擴大，站點進一步增多，作為主要承載線路保護和調度數據網信息的骨干網B平面存在很多問題：小系統(tǒng)過多、過于分散、系統(tǒng)結構較復雜、運行時間較長、系統(tǒng)間缺乏高可靠的光接口互聯(lián)、電路轉接環(huán)節(jié)多、通道可靠性不高等問題越發(fā)凸顯出來，這些問題都直接影響到電網保護通道的穩(wěn)定性和整個電網的安全運行。加之電網調度范圍調整，華北網移交的通信系統(tǒng)和設備大多是2000年左右投運的，運行時間長，設備嚴重老化，備品備件大多已經停產。

2 建設思路

　　為了從根本上解決目前傳輸網B平面和調度范圍調整移交通信系統(tǒng)存在的問題，加強今后北京公司對調整后移交電廠和樞紐220 kV變電站的調度管理，擴展電廠的通信接入能力，提高220 kV及以上變電站通信支撐能力，必須對現(xiàn)有B平面進行完善，建設高可靠大容量、網絡結構堅強的B平面，滿足電力安全生產的需要。

　　傳輸網B平面的站點構成是北京市調、各地區(qū)供電公司區(qū)調，網內所有220 kV及以上變電站和電廠。由于北京公司220 kV及以上變電站、電廠的站點比較多，覆蓋范圍廣，因此，在確定B平面的網絡結構和容量時應充分考慮B平面所承載的業(yè)務類型以及各業(yè)務的特點。

　　2.1 承載業(yè)務分析

　?。?）調度電話

　　調度電話主要應用在市調、備調、區(qū)調、變電站、直調電廠等站點，用于調度機構與被調度廠站之間的調度業(yè)務聯(lián)系，業(yè)務流向是廠站至調度部門之間，業(yè)務需主備配置，帶寬為64 kb/s。

　?。?）線路保護通道

　　線路保護通道主要應用在500 kV、220 kV的線路，業(yè)務流向是變電站之間，通道須主備配置，帶寬為2 Mb/s，有極高的時延穩(wěn)定要求。

　　（3）電網自動化

　　電網自動化類業(yè)務，主要承載在調度數據網上，包括EMS、保護故錄信息、電量采集、智能變電站信息、各種在線監(jiān)測信息等，信息源主要集中于前門與各供電公司。

　　業(yè)務主要應用市調、備調、區(qū)調、變電站、直調電廠等站點及線路，業(yè)務流向主要是自動化主站與被監(jiān)控廠站及線路之間，業(yè)務需主備配置，帶寬為2 Mb/s。

　　2.2 網絡結構和容量選擇

　　根據對B平面所承載業(yè)務的分析，B平面除了承擔著重要的調度電話和調度自動化信息傳輸之外，主要還承擔著大量的220 kV及以上線路保護信息，結合這一特點，為了適于線路保護通道的實現(xiàn)，B平面的網絡結構應盡量與220 kV電網結構保持一致，但同時為了避免網絡過大，站點過多， B平面應按照220 kV系統(tǒng)電網接線分區(qū)域建設，形成多個相互獨立的子系統(tǒng)，再通過各子系統(tǒng)之間進行互聯(lián)，從而將各子系統(tǒng)連接構成一個統(tǒng)一的整體。這種網絡結構，每個子系統(tǒng)組成的站點數量合理，網絡以環(huán)狀、簡易網狀為主，結構簡潔靈活、安全可靠，既滿足線路保護通道經過跳接站點不易過多的要求，保證了通道質量，同時，各子系統(tǒng)之間通過互連提供了相互之間互為備用的迂回通道，又保證了各子系統(tǒng)中各站點調度電話和自動化信息至調度部門的可靠傳送。根據B平面所承載業(yè)務的帶寬需求，B平面?zhèn)鬏斎萘恳?.5 Gb/s為主。

3  B平面通信組網方案研究

　　3.1 指導思想

　?。?）堅持電力通信是為一次電網服務的，是為電力生產和經營管理服務的根本宗旨，為電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、可靠、經濟運行提供先進、可靠的通道保障。

　?。?）遵循《北京電力公司“十二五”通信發(fā)展規(guī)劃》的要求。

　?。?）充分利用現(xiàn)有光纜資源，避免光纜路由重復建設，降低工程造價。

　　（4）傳輸系統(tǒng)組網應根據光纜路由優(yōu)選環(huán)型或簡易網狀結構。

　　3.2 建設原則

　　（1）先進性

　　B平面光傳輸網絡作為北京電力220 kV及以上廠站通信業(yè)務系統(tǒng)的基礎與承載網絡，其網絡系統(tǒng)應融合具有國際先進水平的、成熟的網絡技術，使得今后的網絡系統(tǒng)能夠保持技術上的領先地位，便于日后開展新的應用業(yè)務。

　?。?）適用性

　　B平面光傳輸網絡在滿足全網不同節(jié)點對不同應用需求的同時，充分利用現(xiàn)有資源，配置一個具有最佳性價比的網絡系統(tǒng)。

　?。?）高可靠性

　　B平面光傳輸網絡作為業(yè)務系統(tǒng)的支撐平臺，為了保證應用系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，該系統(tǒng)必須具有高度的可靠性。

　?。?）開放性和標準化

　　為適應今后網絡技術的發(fā)展和業(yè)務發(fā)展的需要，B平面光傳輸網絡應采用開放的體系結構，并具有極強的擴展能力和向后兼容性，便于網絡系統(tǒng)的升級，并在采用新技術的同時有效保證現(xiàn)有投入能適應今后發(fā)展的需要。

　?。?）易于管理和維護

　　光傳輸網絡的穩(wěn)定、高效運行，依賴于對該系統(tǒng)的管理和維護。而網絡系統(tǒng)的管理和維護成本將長期存在，為了提高網絡系統(tǒng)的利用率，有效降低成本，應保證光傳輸網絡具有較好的可管理性。

　　3.3 B平面整體方案

　　3.3.1 組網方案選擇

　　根據指導思想和建設原則，充分結合利用北京電力現(xiàn)有的光纜網絡資源和現(xiàn)狀B平面網絡中一切可以利用的設備資源等，提出如下兩種B平面網絡組網方案：

　　（1）組建多個子網絡，以網狀方式組網

　　優(yōu)點：子網絡中業(yè)務接入靈活、全業(yè)務互通等。

　　缺點：業(yè)務開通復雜，不利于故障定位，運行維護難度大。

　　組網示意圖如圖1所示。

　　（2）組建多個子網絡，主要以環(huán)形和簡易網狀方式組網

　　優(yōu)點：子網絡中業(yè)務開通簡單、業(yè)務接入靈活、全業(yè)務互通、易于故障定位與處理等。

　　缺點：光纖存在重復占用，利用率稍低。

　　組網示意圖如圖2所示。

　?。?）方案比較

　　從網絡保護方式、業(yè)務開通靈活性、故障定位與處理等方面對上述兩種方案進行比較，具體比較詳見表1。

　　從上表的兩種方案比較中可以看出，第二種方案最適合在主要傳輸繼電保護信息的傳輸網絡中采用，故建議采用第二種方案進行組網。

　　3.3.2  組網方案

　　由于B平面主要承擔著線路保護通道，可靠性要求很高，因此，B平面組網各站間的設備盡量是以直達光纜進行連接，并且，光纜多采用OPGW或非金屬溝道光纜等高可靠性光纜。根據目前北京220 kV以上電網接線和線路保護通道需求統(tǒng)計，完善優(yōu)化后的B平面包含北京市調、各供電公司、220 kV及以上變電站、電廠等共計104個站點，由11個子網組成，每個子網主要采用環(huán)網結構，并且，每個子網與相鄰的子網之間分別有兩個站點進行互連，提升了整體網絡的可靠性，網絡傳輸容量為2.5 Gb/s。

4 建設目標

　　完善優(yōu)化后的B平面，網絡結構得到大幅度優(yōu)化，所有220 kV及以上變電站均采用220 kV及以上骨干光纜進行線路保護等信息的傳輸，通道可靠；實現(xiàn)電廠通信的全面接入，加強了北京電力對直調電廠的調度能力。B平面與A平面形成兩個相互獨立的平面，互為備份，為整個公司提供了堅實可靠的信息傳送的支撐平臺。

　　北京電力新的B平面骨干傳輸網絡已于2013年按照子網陸續(xù)分批建設并投運，已經在北京220 kV及以上電網的生產和運行中發(fā)揮著重要的作用。

參考文獻

　　[1]北京市電力公司. 北京市電力公司通信網“十二五”規(guī)劃報告[R].

　　[2]北京市電力公司. 北京電網通信技術原則[R].