谷衛星，劉毅梅，王婷婷，湯 奕，趙 巾
（北京電力經濟技術研究院，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，缺乏前期統一規劃，導致目前B平面網絡小系統過多，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代化管理及信息化發展，大量業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，現劃歸為北京電力，主要包括：（1）原華北電網熱王線光傳輸系統，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，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，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共包括27個220 kV變電站和7個電廠。
目前，北京電力現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110 kV變電站組成的為地區傳輸網。
1 現狀分析
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務。A、B雙平面各自組網，相互獨立，互為備份。A平面側重承載調度語音、調度自動化、行政語音、會議電視等業務；B平面側重承載線路保護、調度自動化等業務。
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，經過統一合理規劃設計建設而成，因此，網絡結構完整統一，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，沒有統一的網絡規劃。目前，傳輸網B平面由十多個子網絡組成，自成系統，沒有進行互聯組網，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：小系統過多、過于分散、系統結構較復雜、運行時間較長、系統間缺乏高可靠的光接口互聯、電路轉接環節多、通道可靠性不高等問題越發凸顯出來，這些問題都直接影響到電網保護通道的穩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、各地區供電公司區調，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平面所承載的業務類型以及各業務的特點。
2.1 承載業務分析
（1）調度電話
調度電話主要應用在市調、備調、區調、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務聯系，業務流向是廠站至調度部門之間，業務需主備配置，帶寬為64 kb/s。
（2）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，有極高的時延穩定要求。
（3）電網自動化
電網自動化類業務，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、各種在線監測信息等，信息源主要集中于前門與各供電公司。
業務主要應用市調、備調、區調、變電站、直調電廠等站點及線路，業務流向主要是自動化主站與被監控廠站及線路之間，業務需主備配置，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，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系統電網接線分區域建設，形成多個相互獨立的子系統，再通過各子系統之間進行互聯，從而將各子系統連接構成一個統一的整體。這種網絡結構，每個子系統組成的站點數量合理，網絡以環狀、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平面所承載業務的帶寬需求，B平面傳輸容量以2.5 Gb/s為主。
3 B平面通信組網方案研究
3.1 指導思想
（1）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，為電力系統的安全、穩定、可靠、經濟運行提供先進、可靠的通道保障。
（2）遵循《北京電力公司“十二五”通信發展規劃》的要求。
（3）充分利用現有光纜資源，避免光纜路由重復建設，降低工程造價。
（4）傳輸系統組網應根據光纜路由優選環型或簡易網狀結構。
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及以上廠站通信業務系統的基礎與承載網絡，其網絡系統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能夠保持技術上的領先地位，便于日后開展新的應用業務。
（2）適用性
B平面光傳輸網絡在滿足全網不同節點對不同應用需求的同時，充分利用現有資源，配置一個具有最佳性價比的網絡系統。
（3）高可靠性
B平面光傳輸網絡作為業務系統的支撐平臺，為了保證應用系統的穩定運行，該系統必須具有高度的可靠性。
（4）開放性和標準化
為適應今后網絡技術的發展和業務發展的需要，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，便于網絡系統的升級，并在采用新技術的同時有效保證現有投入能適應今后發展的需要。
（5）易于管理和維護
光傳輸網絡的穩定、高效運行，依賴于對該系統的管理和維護。而網絡系統的管理和維護成本將長期存在，為了提高網絡系統的利用率，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有的光纜網絡資源和現狀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
優點：子網絡中業務接入靈活、全業務互通等。
缺點：業務開通復雜，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，主要以環形和簡易網狀方式組網
優點：子網絡中業務開通簡單、業務接入靈活、全業務互通、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。
（3）方案比較
從網絡保護方式、業務開通靈活性、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計，完善優化后的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
完善優化后的B平面，網絡結構得到大幅度優化，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”規劃報告[R].
[2]北京市電力公司. 北京電網通信技術原則[R].