基于電力系統的通信技術現狀及發展

趙琦

（甘肅省電力設計院 甘肅省蘭州市 730050）

基于電力系統的通信技術現狀及發展

趙琦

（甘肅省電力設計院 甘肅省蘭州市 730050）

電力系統通信是電力網絡正常運行的基礎，同時也是電力系統不斷進步的重要推動力，目前已經逐漸受到國家各部門的高度重視。想要使電力系統不斷完善與發展，擁有更好的發展前途，那就要對電力系統通信技術以及電力系統的出現和發展歷史以及現今發展狀況有著客觀的認識，本文就是對電力通信行業進行簡單的介紹并提出發展方向和建議。

電力系統；SDH技術；光纖通信

引言

在通信技術和電力技術飛速發展的今天，我國的電力通信行業也隨著時代的腳步在不斷進步與完善。20世紀90年代以來，計算機網、電信網、電視網等加快腳步融為一體，數字化革命加快，促進了通信行業的飛速發展。通信行業不僅在人類交流中發揮至關重要的作用，更在經濟上發揮著別的行業所代替不了的作用，促進世界經濟一體化、和諧化，使之快速繁榮與發展。

1 電力系統通信概況

近年來隨著通信技術的發展，電力系統是否能夠長時間、高效率的持續正常可靠運行，取決于電力系統通信技術的可靠性、高效性以及先進性。國家電網公司提出了建設以特高壓電網為骨干網架、各級電網協調發展，利用先進的通信、信息和控制技術，構建以信息化、自動化、互動化為特征的堅強智能電網的戰略發展目標，制定了從發電到用戶各應用環節和通信信息平臺的發展路線。

通信網絡是支撐智能電網的公共平臺，是“貫穿發電、輸電、變電、配電、用戶、調度六個環節”，實現“電力流、信息流、業務流”三流合一的不可缺少的重要手段。

骨干通信網光纖傳輸網100%覆蓋220kV及以上變電站、直屬電廠、地（市）公司及超高壓公司，省調直調電廠光纖網絡覆蓋率達到80%以上，各地（市）光環網在主要覆蓋110kV變電站及營業站的同時，逐步向35kV變電站及縣調延伸。電力通信傳輸網已成為保障電網安全、提高自動化控制水平及提高管理信息化水平的重要基礎保證。Ⅲ級傳輸網依據電網主網結構及地形特點，覆蓋各地區。地區Ⅳ級傳輸網依托城、配網線路資源，以SDH光通信為主、一點多址微波及支線微波為輔的地區Ⅳ級傳輸網絡，Ⅳ級傳輸網覆蓋各地區主要的110kV變電站、部分35kV變電站及部分營業站、供電所。

2 光纖通信技術在電力系統通信中的應用

光纖通訊技術是光導纖維通訊技術的簡稱，就是利用光導纖維傳輸信號、實現信息傳遞的一種通信方式。光纖由纖芯、包層和涂層組成，內芯非常細，包層對纖芯起保護作用，涂層的作用就是增加光纖的韌性，達到保護光纖的目的。光纖通訊傳輸的介質是光纖，在電力信息傳輸過程中，系統中所采用的光纖不是單獨的一根，而是由許多單根光纖組合在一起，完成信息的傳遞。

在電力通信系統中，最常用的光纖有光纖復合地線、光纖復合相線和自承式光纜等。光纖復合地線含有一定光纖單元的地線稱作光纖復合地線。這種光纖單元具有地線的作用，可以防止輸電線路發生雷擊現象，使用起來安全可靠。而且還具有光纖的優點，能夠利用電力線路的地線中的光纖輸送信息，在使用過程中不需要特別的維護，比較適于舊電路的改造和新線路的建設。光纖復合相線是將光纖芯單元復合在輸電線路的某一相里的一種電力光纜，有效解決了輸電架空線路受限的問題，這樣能夠充分利用電力系統的輸電線路的資源，節約了電能和資源。自承式光纜分為金屬自承式和全介質自承式兩種。金屬自承式光纜結構簡單、生產成本低，在實際應用中不需要考慮熱容量和短路電流等因素。全介質自承式光纜直徑小、質量輕，絕緣性能強，具有穩定的光學性能，特別是在事故狀態下能夠減少停電造成的損失。

隨著電網的不斷發展，載波通道己經無法滿足如今電網通信的需求，不能提供高速率高可靠性的信息通道。目前光纖通信己經廣泛的運用于電力系統中，它的優點是容量大、速率高，另外還可提供高可靠性的保護通道，并且能隨電力線路同期建設。2009年某省級電力通信網已建成光纜總長度為8228km，其中OPGW光纜5294km，占光纜總長度的64.3%；ADSS光纜1718km，占光纜總長度的20.9%；其他光纜（普通非金屬光纜、OPPC光纜）1216km，占光纜總長度的14.8%。2010年建設光纜線路2249km，2010年底光纜總長度10477km。其中OPGW光纜7365km，占光纜總長度的70.4%；ADSS光纜1896km，占光纜總長度的18.0%；其他光纜1108km，占光纜總長度的10.6%。

3 SDH在電力系統通信中的應用

SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步數字體系）是一種將復接、線路的傳輸及交換功能融為一體，并且由統一的網管系統操作管理的綜合信息傳送網絡。SDH可以實現網絡有效管理，實時業務監控。動態網絡維護，不同設備間的互通等多項功能，能很大的提高網絡資源得利用率，降低運行管理及維修護理費用，實現靈活可靠和高效的網絡運行與維護，因此SDH是當今世界在信息傳輸技術方面的發展和應用的熱點，普遍應用于信息通信領域。

SDH網是由一些SDH的網絡單元組成的，在光纖上進行同步傳輸、復用、分插和交叉連接的網絡。SDH網有全世界統一的網絡節點借口NNI，從而簡化了信號的互通以及信號的傳輸、復用、交叉連接等過程。SDH網有一套標準化的信息結構等級，并具有塊狀幀結構，允許安排豐富的開銷比特用于網絡的OAM。SDH網有一套特殊的復用結構，允許現存準同步數字體系、同步數字體系和寬帶綜合業務數字網的信號都能納入其幀結構中傳輸，既具有兼容性和廣泛的適應性。SDH網大量采用軟件進行網絡配置和控制，增加新功能和新特性非常方便、適應將來不斷發展的需要。SDH網有標準的光接口，允許不同廠家的設備在光路上互通。SDH網的基本網絡單元有終端復用器、分差復用器、再生中繼器和同步數字交叉連接設備等。

4 電力系統通信技術在我國的發展前景

以現有通信網絡來看，以服務堅強統一智能電網建設為目的，緊密結合系統一次的電網建設，建設完善電力骨干通信網，為電網智能化發展提供大容量、高可靠性、覆蓋面廣、方式靈活的業務通信網絡。從網絡結構上對骨干通信網進行優化改造，骨干通信電路實現雙路由、雙設備、雙電源，核心環網容量達到40+10G，各地區骨干電路容量達到10+2.5G。

行政交換網加強網絡運行穩定性；進一步優化電力行政專用網的網絡結構，組建以公司交換機為核心匯接中心，分別設置地區匯接中心的電力專用行政網。調度交換全面覆蓋各級調度、各電壓等級的變電站、直調電廠的電力調度專用通信網。電視電話會議系統針對現狀，結合通信建設及規劃，省電視電話會議系統高清，MCU雙機備用。

隨電網通信工程建設，在保持330kV以上變電站光纖覆蓋100%的同時，逐步實現骨干節點多方向路由，為網狀網、智能光網絡、波分網的建設提供基礎物理平臺。

隨電網通信工程建設，110kV變電站實現光纖覆蓋100%，新建城網的35kV變電站實現光纖覆蓋100%。

對110kV變電站的光纖匯聚網絡進行優化和改造，提升容量，實現重要變電站通信系統的環網運行；加大35kV變電站通信網建設，全面建成以區域調度為中心的35kV通信網。

電力通信網包括傳輸網、支撐網、業務網三個部分。骨干傳輸網的建設包括傳輸電路的建設、通信站的建設（包括站內傳輸設備、電源設備）及利用光纖電路和光通信設備進行組網等三個方面的內容。

通信電路的建設應以光纖通信方式為主。新建或改建的送電線路應敷設架空地線復合光纜（OPGW）。35kV送電線路上應敷設復合相線光纜（OPPC），根據電路長度及具體情況適當選擇ITU-TG.652及G.655光纖。根據骨干傳輸網的分布組織行政交換網網絡結構，充分利用傳輸環網建設網狀結構的電力行政交換網。對處于行政交換網絡地區匯接節點的程控交換機提出配置要求，對不具備匯接能力的進行更新改造。電力調度交換網要求全部采用2M數字電路、共路信令方式組建，為電力生產指揮提供高質量、安全穩定的專用聯系方式。建設高清視頻會議系統可使電力視頻會議水平更上新臺階，包括為電力所轄系統單位提供流暢的視頻圖像、清晰的聲音，以便系統具備更高的安全運行可靠性。將現有網絡設備、傳輸設備、終端設備、輔助設備的網管系統信息接入通信網綜合監控管理系統，通信網全網統一運行管理平臺。將電源監控、環境監控、視頻監控等信息接入至通信網綜合監控管理系統，對各通信站點環境情況進行集中監控管理。

5 結束語

按照全網統一規劃、統一部署、分步分層實施的原則，以滿足堅強智能電網通信需求為核心，以提高網絡架構的安全可靠性、提高各級通信資源的高效管理、合理調配能力、拓展對各類業務的承載能力為目標，構建以骨干通信網為主體、配電通信網為延伸、各級通信網協調發展的結構合理、先進實用、堅強高效、覆蓋全面、接入靈活、兼容性好、具有業務感知能力和自愈能力的一體化通信網絡，為堅強智能電網建設提供堅強可靠的通信基礎平臺。

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1004-7344（2016）24-0098-02

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