蔣海明

摘要：該文結(jié)合咸寧電力現(xiàn)有通信接入網(wǎng)絡(luò)的缺陷和構(gòu)架，提出了三種典型的凱迪電力通信接入方案，并通過(guò)經(jīng)濟(jì)性、網(wǎng)絡(luò)性能與技術(shù)、維護(hù)管理等方面的綜合比較分析，采用SDH+PCM作為凱迪電力通信的接入方案技術(shù)。結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)能有效地用于傳輸電力營(yíng)銷數(shù)據(jù)、調(diào)度電話、會(huì)議電視、辦公管理自動(dòng)化系統(tǒng)等綜合業(yè)務(wù)，該文的研究?jī)?nèi)容對(duì)各電力企業(yè)改造通信網(wǎng)絡(luò)、制訂通信規(guī)劃具有一定參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：電力通信；接入網(wǎng)；網(wǎng)絡(luò)管理

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2014）06-1183-03

The Research and Selection of the Connection Mode of Kaidi Electric Power Communication

JIANG Hai-ming

（Hubei Xianning Power Supply Company， Xianning 437000， China）

Abstract： The paper proposed three typical Kaidi Electric Power communication access solutions in the basis of linking the disadvantage and framework of Xianning electric existing communications access network， and adopted SDH and intelligent PCM as Kaidi Electric Power communication access solutions by comprehensive comparative analysis of economy，network performance and technology and maintenance management etc. It makes the designed network transfers integrated service effectively， such as the power of marketing data，dispatcher telephone，televised meeting，office MIS and so on，and has definite reference value of the communication network transform of power companies and the formulation of communication plan.

Key words： Power Communication； Access Network； Network Management

目前，咸寧供電公司的偏遠(yuǎn)變電站及開(kāi)閉所，基本沒(méi)有遠(yuǎn)程通信手段。最近幾年，隨著公司對(duì)電力通信網(wǎng)的重視和投資，開(kāi)始逐步采用租用公網(wǎng)通信方式作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ǖ馈ｋm然這種方式暫時(shí)滿足了變電站自動(dòng)化業(yè)務(wù)對(duì)通信的需求，但安全性和可靠性不高。

崇陽(yáng)凱迪生物質(zhì)能發(fā)電廠位于咸寧地區(qū)崇陽(yáng)縣工業(yè)園區(qū)內(nèi)，是以谷殼、秸稈等為燃料進(jìn)行生物質(zhì)能發(fā)電的綠色能源，屬地區(qū)直調(diào)電廠。該文在分析電力通信接入技術(shù)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，結(jié)合咸寧通信網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)有構(gòu)架和缺陷，在解決凱迪生物電廠通信接入方式問(wèn)題上提出了三種典型的通信接入方案，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)性能與技術(shù)、經(jīng)濟(jì)性、維護(hù)管理等方面的綜合比較分析，擬采用SDH+PCM作為凱迪電廠通信網(wǎng)的接入方案技術(shù)；最后，對(duì)提出的通信接入方案，進(jìn)行了工程設(shè)計(jì)和施工，投用后運(yùn)行結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)能有效地用于電力營(yíng)銷數(shù)據(jù)、傳輸調(diào)度電話、會(huì)議電視、辦公管理自動(dòng)化系統(tǒng)等綜合業(yè)務(wù)，對(duì)各電力企業(yè)改造通信網(wǎng)絡(luò)、制訂通信規(guī)劃具有一定參考價(jià)值。

1 咸寧電力通信接入網(wǎng)現(xiàn)狀

咸寧地區(qū)的電力光纖網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)覆蓋所有35kV 及以上的變電站，并在此基礎(chǔ)上搭建了調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)、核心環(huán)網(wǎng)和傳輸速率達(dá)到10G 的高速城域光纖傳輸網(wǎng)。但是，通信接入網(wǎng)的建設(shè)基本屬于空白。所有偏遠(yuǎn)站點(diǎn)及供電營(yíng)業(yè)所都沒(méi)有覆蓋無(wú)線網(wǎng)絡(luò)或光纖網(wǎng)絡(luò)，而且變電站內(nèi)也沒(méi)有安裝任何通信設(shè)備或通信電源設(shè)備。電力系統(tǒng)是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)，設(shè)備數(shù)量龐大﹑種類繁多，同時(shí)又與EMS﹑SCADA系統(tǒng)及 MIS 系統(tǒng)有著緊密的聯(lián)系。因此，要實(shí)現(xiàn)電力自動(dòng)化必須解決好通信的問(wèn)題。只有選擇可靠的通信系統(tǒng)，才能保證電力自動(dòng)化系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

隨著通信技術(shù)的發(fā)展，可供選擇的通信手段很多，由于電力自動(dòng)化遠(yuǎn)方終端數(shù)量非常龐大，因此在滿足可靠性的基礎(chǔ)上如何降低造價(jià)，形成最合理的配置，便于推廣，也是非常重要的問(wèn)題。加強(qiáng)通信接入網(wǎng)研究工作，建設(shè)適合咸寧地區(qū)通信接入方式成為當(dāng)前的一項(xiàng)重要任務(wù)。

2 凱迪電力通信接入方式的選擇

2.1 通信接入方案的提出

咸寧城區(qū)通信以光纖通信為主，現(xiàn)已形成了環(huán)網(wǎng)鏈的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，采用SDH制式。通信網(wǎng)架包括地城網(wǎng)烽火 622M網(wǎng)、地城網(wǎng)中興155M環(huán)、地中永華為622M鏈。地城網(wǎng)烽火622M網(wǎng)設(shè)備為烽火780B，投運(yùn)時(shí)間為2013年；地城網(wǎng)中興155M環(huán)設(shè)備為中興ZXSM-150，投運(yùn)時(shí)間為2002年；地中永華為622M鏈設(shè)備為華為Metro3000，投運(yùn)時(shí)間為2008年。

目前，接入通信網(wǎng)尚未覆蓋偏遠(yuǎn)站點(diǎn)、開(kāi)閉所，但咸寧電力城網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)只需要對(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行擴(kuò)容和升級(jí)就具備從變電站通信網(wǎng)節(jié)點(diǎn)向下覆蓋10kV及以下開(kāi)閉所終端設(shè)備的條件。對(duì)于崇陽(yáng)凱迪生物電廠通信接入方式，在選擇通信接入網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了下面三種通信接入方案：

①方案一：SDH+多方向PCM

在通信接入站點(diǎn)安裝SDH設(shè)備并配置多方向的PCM，SDH設(shè)備提供以太網(wǎng)數(shù)據(jù)接口和E1接口，PCM設(shè)備提供遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)、話音接口，該通信接入方式是目前?。ǖ貐^(qū)）網(wǎng)和市（縣）網(wǎng)采用的方式，網(wǎng)絡(luò)管理方便、功能強(qiáng)大，能很好地提供網(wǎng)絡(luò)QOS服務(wù)。

②方案二：租用無(wú)線公網(wǎng)通道

在通信接入站點(diǎn)租用無(wú)線公網(wǎng)通道，這種方法曾在早期電力自動(dòng)化建設(shè)中起到重要作用，甚至在目前各地市公司的自動(dòng)化系統(tǒng)和營(yíng)銷系統(tǒng)中仍廣泛存在。

③方案三：EPON+VOIP

采用EPON系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)接入層的傳輸。OLT放置在現(xiàn)有的變電站內(nèi)，（鑒于設(shè)備光功率和纖芯分配方案足夠覆蓋所有站點(diǎn)，暫不考慮OLT下放的方案），變電站均位于SDH/MSTP傳輸環(huán)上，ONU設(shè)置在變臺(tái)區(qū)控制箱內(nèi)（或ONU用單獨(dú)箱體）。每臺(tái)ONU配置4個(gè)以太網(wǎng)口和4個(gè)串口（可配置成232或485），通過(guò)以太網(wǎng)接口（或RS485/RS232接口）與數(shù)據(jù)采集終端設(shè)備的上行接口連接，傳輸數(shù)據(jù)。建議使用以太網(wǎng)接口。以手拉手網(wǎng)絡(luò)保護(hù)結(jié)構(gòu)為主，鏈型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（雙PON口主干保護(hù)方式）為輔的方式組網(wǎng)?？紤]到光纖長(zhǎng)度損耗與預(yù)留一定的光功率等因素，每條鏈路接入8個(gè)ONU設(shè)備，原則上不超過(guò)10個(gè)。分光器通常選擇非均分1：2分光器（分光比為1：9）。

2.2 三種通信接入方案的分析比較

由上述分析可知，雖然三種通信接入方案均能滿足本次工程業(yè)務(wù)的需求，但是各自具有不同的優(yōu)缺點(diǎn)。權(quán)衡各方面的利弊，為選擇一套最適合凱迪電廠通信接入的方案，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行綜合分析比較。根據(jù)電力系統(tǒng)通信的基本要求，從技術(shù)可靠性、容量可擴(kuò)展性、經(jīng)濟(jì)性等五個(gè)方面對(duì)上述三種方案進(jìn)行綜合比較。

1） 網(wǎng)絡(luò)可靠性。電力系統(tǒng)通信安全是保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要基礎(chǔ)，保證電力系統(tǒng)通信安全的前提是網(wǎng)絡(luò)可靠性。針對(duì)上述三種通信接入方案的網(wǎng)絡(luò)可靠性，分別說(shuō)明和評(píng)價(jià)如表1所示：

2） 安全性。SDH和EPON光網(wǎng)絡(luò)均屬于電力通信專網(wǎng)，所以兩者的安全性可以說(shuō)是基本相當(dāng)。《電力二次系統(tǒng)安全防護(hù)規(guī)定》（電監(jiān)會(huì)5號(hào)令）對(duì)電力監(jiān)控系統(tǒng)、電力通信及數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)提出了明確的要求：各級(jí)電力調(diào)度專用廣域數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、電力生產(chǎn)專用撥號(hào)網(wǎng)絡(luò)等，應(yīng)當(dāng)在專用通道上使用獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組網(wǎng)，在物理層面上實(shí)現(xiàn)與外部公共信息網(wǎng)的安全隔離，尤其是具有實(shí)時(shí)監(jiān)控功能、縱向聯(lián)接使用電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的實(shí)時(shí)子網(wǎng)的各業(yè)務(wù)系統(tǒng)必須采用專網(wǎng)。因此，隨著電力自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)逐漸專業(yè)化，無(wú)線公網(wǎng)通信方式雖然仍可能在一定時(shí)期內(nèi)存在，但最終也必將逐漸淡出電力通信的舞臺(tái)。

3） 傳輸速率。近年來(lái)，隨著移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，4G技術(shù)已經(jīng)成為了無(wú)線通信的主流發(fā)展方向目前國(guó)內(nèi)外4G技術(shù)制式較多，但大多支持100M左右的傳輸速率，其速率提升大致為前期3G技術(shù)的10倍左右。但是，雖然無(wú)線通信速率取得了重大進(jìn)步，但是與SDH和EPON光網(wǎng)絡(luò)傳輸動(dòng)輒幾G的傳輸速率相比，仍存在較大不足。

4） 運(yùn)維成本。一旦電力通信網(wǎng)絡(luò)投運(yùn)之后，運(yùn)維情況的好壞直接影響到通信服務(wù)總體質(zhì)量，如表3所示。

5） 經(jīng)濟(jì)型比較。上述三種方案的網(wǎng)絡(luò)成本主要就是光纜的投入，對(duì)于三種方案來(lái)說(shuō)，基本上一致。經(jīng)濟(jì)差別主要體現(xiàn)在設(shè)備價(jià)格上，分別說(shuō)明和評(píng)價(jià)如下：

2.3通信接入方案的選擇

通過(guò)對(duì)上述三種通信接入方案的對(duì)比和分析，我們根據(jù)實(shí)際工程應(yīng)用和運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)，考慮到在電力系統(tǒng)中安全穩(wěn)定性占主要地位，且通信人員有多年的SDH傳輸設(shè)備運(yùn)行維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，本次工程選擇SDH+PCM作為通信接入方式。

3 凱迪電力通信接入網(wǎng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1 通信接入網(wǎng)的設(shè)計(jì)

經(jīng)過(guò)上述分析和決定，凱迪電廠接入網(wǎng)設(shè)備選型采用SDH+PCM的平臺(tái)，針對(duì)通信接入網(wǎng)的業(yè)務(wù)需求，考慮到多業(yè)務(wù)的支持能力和技術(shù)的先進(jìn)性。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，設(shè)計(jì)了如圖1所示的通信接入方案。該方案具有多業(yè)務(wù)支持、應(yīng)用靈活、可擴(kuò)充性強(qiáng)等多重優(yōu)勢(shì)。

圖1 凱迪電力通信接入方案

3.2 通信接入網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)組建調(diào)試完成后，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試和檢查.測(cè)試方法：人為的在軟件和硬件設(shè)置故障、檢驗(yàn)單條光纜中斷或光板故障時(shí)的業(yè)務(wù)能否切換，網(wǎng)管是否能對(duì)通信運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

1）雙光板雙路由互為備用的實(shí)現(xiàn)，大大降低了變電站通信中斷時(shí)間，提高了通信系統(tǒng)的安全性和可靠性，提高了電網(wǎng)安全運(yùn)行水平。

2）利用集中網(wǎng)管監(jiān)視實(shí)現(xiàn)了對(duì)通信運(yùn)行狀況實(shí)時(shí)監(jiān)視，運(yùn)行故障快速判斷，無(wú)需派人留守變電站，節(jié)省了大量的人力、物力。

3）具有很好的推廣價(jià)值。該通信接入方式已在嘉魚(yú)葛洲壩余熱電廠、咸安垃圾發(fā)電廠開(kāi)始實(shí)施，并可以在下一步的農(nóng)網(wǎng)通信接入方式改造中推廣應(yīng)用。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文所提出的通信接入網(wǎng)方案有效的解決了凱迪電廠通信接入問(wèn)題，對(duì)各電力企業(yè)制訂通信規(guī)劃、優(yōu)化通信網(wǎng)絡(luò)具有一定參考價(jià)值。

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