高度集約化的電力通信骨干網(wǎng)優(yōu)化方法研究
0 引言
隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展,為滿足各行各業(yè)對能源的需求,電力通信專業(yè)作為智能電網(wǎng)和能源互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ),做好對各類應(yīng)用的支撐顯得尤為重要。電力通信骨干網(wǎng)主要以SDH傳輸網(wǎng)絡(luò)來承載和傳輸電力調(diào)度電話、繼電保護遠程終端單元(Remote Terminal Unit,RTU)、調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)以及數(shù)據(jù)信息等業(yè)務(wù)[1-3],但由于不同區(qū)域SDH傳輸網(wǎng)絡(luò)多是分批次建設(shè)完成的,存在一些區(qū)域間無法互聯(lián)、區(qū)域過小不能連成片或環(huán)、下掛單個站點較多、無法形成自愈保護、業(yè)務(wù)趨勢差異、端口或者帶寬存在明顯不足等問題[4-5]。
近年來,隨著“大云物移”技術(shù)的發(fā)展,變電站內(nèi)的信息量也越來越大,傳統(tǒng)變電站逐漸向智能變電站演進[6-8],同時帶來了大量的相關(guān)信息采集、信息傳送以及信息處理等需求,業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流量的傳輸方向也發(fā)生了新的變化。上海地區(qū)用戶用電量較大,多數(shù)站點尤其是匯聚站點業(yè)務(wù)較多,導(dǎo)致業(yè)務(wù)密集區(qū)域內(nèi)現(xiàn)有的2.5 G設(shè)備資源已不能滿足實際需求,而邊遠區(qū)域設(shè)備過多則可能會導(dǎo)致資源浪費。因此,有必要持續(xù)開展電力通信骨干網(wǎng)優(yōu)化,進行資源整合和重組,以滿足日益增長的信息通信業(yè)務(wù)需求[9]。
1 集約化網(wǎng)絡(luò)
本文所定義的集約化網(wǎng)絡(luò),是指大城市電網(wǎng)中具有通信站點間隔距離短、各類通信機房空間狹小以及光纜線路敷設(shè)條件差等特性的通信網(wǎng)絡(luò)。
1.1 承載的業(yè)務(wù)
電力通信作為支撐專業(yè),主要為電力系統(tǒng)提供信息采集、傳輸、處理等業(yè)務(wù),不僅包括傳統(tǒng)的電力調(diào)度電話業(yè)務(wù),也包含隨著終端通信接入網(wǎng)發(fā)展衍生的業(yè)務(wù)[10-11]。
1.2 集約化網(wǎng)絡(luò)的特點
集約化網(wǎng)絡(luò)具有站點間距短、拓撲結(jié)構(gòu)復(fù)雜、業(yè)務(wù)種類多、通信流量大、優(yōu)化困難、運維壓力大等特點,因此需要對未來通信業(yè)務(wù)流量進行提前規(guī)劃與預(yù)測,對部分重要站點設(shè)備進行升級優(yōu)化,對部分小區(qū)域進行光纜、設(shè)備自愈保護等方面的調(diào)整[12]。
隨著通信業(yè)務(wù)的不斷增加,部分核心通信站點不斷升級和優(yōu)化,造成局部地區(qū)網(wǎng)絡(luò)拓撲非常復(fù)雜,甚至有些站點的通信資源已接近飽和狀態(tài),且業(yè)務(wù)流向也不再局限于變電站—供電公司、變電站—變電站、供電公司—電力公司等幾個層面。集約化網(wǎng)絡(luò)容易產(chǎn)生通道瓶頸,在業(yè)務(wù)需求需要考慮冗余的要求下,可通過兩種方案來解決通道瓶頸問題:一是在給定業(yè)務(wù)需求的情況下,最小化所需的通信傳輸帶寬資源和業(yè)務(wù)接口資源,資源不足的面臨設(shè)備升級和擴容問題[13-14];二是在給定網(wǎng)絡(luò)拓撲的情況下,盡量擴大網(wǎng)絡(luò)承載的業(yè)務(wù)吞吐量,將業(yè)務(wù)需求引導(dǎo)至合適的通信站點內(nèi),通過人為優(yōu)化達到資源的合理利用,但匯聚站點過多會給運維帶來一定困難,匯聚站點出現(xiàn)問題時可能會導(dǎo)致相關(guān)站點的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)同時丟失[15]。
綜合考慮,集約化網(wǎng)絡(luò)和非集約化網(wǎng)絡(luò)的主要區(qū)別如下:
1)集約化網(wǎng)絡(luò)要更多地考慮通信站點的動環(huán)資源;
2)集約化網(wǎng)絡(luò)在基于動環(huán)資源的基礎(chǔ)上,要更多地考慮通信光纜進站的形式和光纜方向;
3)集約化網(wǎng)絡(luò)需更多地考慮傳輸設(shè)備的長期規(guī)劃,以及與動環(huán)資源、光纜資源規(guī)劃的綜合考慮;
4)集約化網(wǎng)絡(luò)需要對業(yè)務(wù)需求進行有序引導(dǎo),并提前預(yù)測業(yè)務(wù)需求的發(fā)展方向;
5)動環(huán)資源、光纜資源、設(shè)備布局、業(yè)務(wù)引導(dǎo)等4個要素為開展集約化網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的重點方向,存在相互牽制、滾動推進的關(guān)系。
2 電力通信骨干網(wǎng)評價方式
在參考上海電力通信網(wǎng)絡(luò)安全可靠性評估方法的基礎(chǔ)上,建立了一種針對電力通信骨干網(wǎng)的評價方式,評價電力通信骨干網(wǎng)的指標(biāo)參數(shù),并利用數(shù)據(jù)處理工具對其進行優(yōu)化運算。
2.1 確定電力通信骨干網(wǎng)評價值
首先制定一級指標(biāo)判斷矩陣(見
表1 評價指標(biāo)量化值Tab.1 Evaluation index quantification value
結(jié)合
2.2 二級指標(biāo)評價
由于采用二級指標(biāo)作為站點之間的評價比較標(biāo)準(zhǔn),因此可直接采用客觀公式計算的方法進行評價。
2.2.1 動環(huán)資源評價
動環(huán)資源評價項目包括:站點機房條件,主要為行政大樓和變電站、新老站點的區(qū)別、是否獨立機房、機房面積等;機房溫濕度;通信電源系統(tǒng);通信專業(yè)針對動環(huán)情況的監(jiān)控系統(tǒng)。本文相應(yīng)權(quán)重參數(shù)設(shè)置為(0.3,0.3,0.3,0.1),具體可根據(jù)實際情況調(diào)整,單項按5分制記,因此有:動環(huán)資源評價值
2.2.2 光纜資源評價
光纜資源評價項目包括:光纜類型,具體有OPGW、ADSS、普通光纜、鎧裝光纜等,其中OPGW光纜的評價值最高,鎧裝光纜次之,較少發(fā)生故障的普通光纜評價值為中位數(shù),上海地區(qū)ADSS光纜因故障率高導(dǎo)致分值最低;光纜敷設(shè)形式,包括架空和地埋,地下光纜因故障率低而分值較高;光方向數(shù)量,光方向數(shù)量較多的站點評價值更高。相應(yīng)權(quán)重參數(shù)設(shè)置為(0.3,0.3,0.4),該指標(biāo)主觀性較強,參數(shù)可調(diào),但在各個區(qū)域內(nèi)權(quán)重應(yīng)較為固定,單項按5分制記,實際使用中可優(yōu)先在環(huán)網(wǎng)上預(yù)設(shè)一個供參考的中位數(shù)。因此有:光纜資源評價值
2.2.3 設(shè)備布局評價
設(shè)備布局評價項目包括:電力系統(tǒng)骨干傳輸網(wǎng)設(shè)備容量,按10 G/2.5 G/622 M/155 M來區(qū)分;設(shè)備板卡,設(shè)備板卡在配置光方向和業(yè)務(wù)接入方面差別較大;設(shè)備冗余情況,三級網(wǎng)內(nèi)多為設(shè)備冗余配置,四級網(wǎng)內(nèi)設(shè)備冗余情況差別較大。相應(yīng)權(quán)重參數(shù)設(shè)置為(0.5,0.25,0.25),可微調(diào),單項按5分制記。在實際計算該評價值時,配置2套10 G設(shè)備的站點和配置單個155 M設(shè)備的站點分值差異明顯。因此有:設(shè)備布局評價值
2.2.4 業(yè)務(wù)引導(dǎo)評價
在本文闡述的骨干網(wǎng)優(yōu)化方法中,業(yè)務(wù)引導(dǎo)評價在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中較少提及,在上海電力最近的業(yè)務(wù)使用部門與通信部門交流的過程中,相互的溝通交流逐步增加,主要原因是高度集約化的骨干網(wǎng)站點情況復(fù)雜,無論是調(diào)度部門開展調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)建設(shè),還是運檢部門開展配網(wǎng)技術(shù)中心建設(shè),都充分考慮到了通信專業(yè)的實際困難。當(dāng)業(yè)務(wù)需求部門征求通信專業(yè)部門意見時,就需要該指標(biāo)反映實際網(wǎng)絡(luò)情況,最終體現(xiàn)在是選擇通信網(wǎng)絡(luò)進行優(yōu)化擴容,還是選擇建議業(yè)務(wù)部門把接入點布置在目前通信網(wǎng)絡(luò)條件較好的站點。
在業(yè)務(wù)引導(dǎo)評價中,將涉及國家電網(wǎng)公司的上級業(yè)務(wù)、重要保電通道站點的業(yè)務(wù)引導(dǎo)評價值設(shè)為最高;其次為調(diào)度電話、繼電保護、自動化通道等核心業(yè)務(wù);再次為有系統(tǒng)性需求的大容量業(yè)務(wù);最后為無系統(tǒng)性需求、無重要保電需求的普通業(yè)務(wù)。對應(yīng)的指標(biāo)權(quán)重值為(0.4,0.3,0.2,0.1),單項按5分制記,以業(yè)務(wù)數(shù)量為主要評價標(biāo)準(zhǔn)。因此有:業(yè)務(wù)引導(dǎo)評價值
3 典型的高度集約化電力通信骨干網(wǎng)優(yōu)化方法
通過電力通信骨干網(wǎng)評價方式進行指定骨干網(wǎng)的量化評價,判斷出不同典型區(qū)域骨干網(wǎng)內(nèi)各個站點的優(yōu)先級,然后匯總分析整個網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的重點方向,最后對目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)是否能順利完成優(yōu)化工作進行綜合評價。
以國網(wǎng)上海電力所轄的閔行—徐匯地區(qū)骨干網(wǎng)(四級網(wǎng)部分)為例進行分析,該區(qū)域處于上海市核心區(qū)域,尤其是在徐匯區(qū)范圍內(nèi),大多數(shù)站點為較老站點,骨干網(wǎng)架構(gòu)如
圖1 骨干網(wǎng)架構(gòu)Fig.1 The backbone network architecture
3.1 骨干網(wǎng)現(xiàn)狀評估
1)市南供電公司和兩個供電公司所轄基地(欽江路基地、閔行基地)有2套SDH傳輸設(shè)備和多個光纜方向,以及大量調(diào)度電話、RTU、調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)和信息網(wǎng)業(yè)務(wù),帶寬需求極大,業(yè)務(wù)持續(xù)發(fā)展預(yù)期最強。3個站點(市南供電公司、欽江路基地、閔行基地)分項評價為:動環(huán)資源評價值
2)220 kV長春變電站和港口變電站有2套SDH傳輸設(shè)備和多個光纜方向,以及大量調(diào)度電話、RTU、調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)業(yè)務(wù),帶寬需求一般,業(yè)

責(zé)任編輯:售電衡衡
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