SDH光網絡下分層區域式保護通信系統的可靠性分析

金虎

【摘要】 在建設電力系統廣域保護通信系統時，還要對系統的可靠性進行分析，從而為電力系統的安全運行提供保障。而就目前來看，在分層區域式保護通信系統中，主要采取的是SDH光網絡結構。基于這種認識，本文對SDH光網絡結構展開了分析，并對SDH光網絡下分層區域式保護通信系統的可靠性分析問題進行了探討。通過分析可以發現，采用SDH自愈環網結構，能夠使光纖故障對系統可靠性的影響得到減小。

【關鍵詞】 SDH光網絡 分層區域式 保護通信系統 可靠性

引言

在電力系統中，需要利用廣域保護系統進行設備運行狀態的實時監控和保護。在這一過程中，系統需要利用專用通信網絡進行各監測點動態實時信息的獲取和傳輸，以便對系統故障進行綜合判斷。結合判斷結果，系統則可以采取相應控制措施進行故障消除或損害控制，進而使電力系統保持穩定運行。加強對保護通信系統的可靠性分析，則能使系統運行的可靠性得到提高，從而為電力系統的安全運行提供更多保障。

一、SDH光網絡的結構分析

在電力通信網絡系統中，通信主干網和廣域保護的區域網絡采用的是SDH光網絡。而SDH為在光纖上實現信號傳輸的網絡，擁有統一網絡接口標準，并多采用自愈環網結構進行組網。如下圖1所示，為以自SDH愈環網為基礎結構的廣域保護系統。在該系統中，主要利用合并器進行各變電站內信息的傳輸，在保護子站接收到信息后，則可以采取相應保護措施，并利用SDH設備將信息傳送至SDH網絡。通過SDH網絡，各子站和保護中心都能獲得需要的信息[1]。結合獲得的廣域信息，保護中心則能制定相應的保護控制決策，從而控制子站執行相應保護命令。

二、SDH光網絡下分層區域式保護通信系統的可靠性分析

2.1分層區域式保護通信網絡系統結構分析

現階段，廣域保護系統有分布式、分層區域式和集中式三種形式。采取分層區域式結構，能夠實現全局最優決策，并擺脫系統對保護中心的過度依賴。而該種系統需要借助專用通信網絡實現保護功能，網絡則由主干網和區域網構成。其中，主干網可以用于進行系統保護中心與區域保護中心的連接，區域網則用于進行變電站與區域保護中心的連接[2]。在廣域保護區域網絡中，目前可以采用的SDH光網絡主要有兩種結構，即SDH自愈環網結構和SDH星型網結構。具體選用哪種網絡結構，還要根據連接的廠站類型及數量確定。

2.2分層區域式保護通信網絡系統的可靠性分析

廣域保護系統能否保持可靠運行，主要取決于專用通信網絡是否具有較強的可靠性。而使用SDH光網絡進行通信網絡構建，可以利用光通信原理和狀態空間法完成網絡可靠性模型的構建，并對網絡的可靠性展開分析。

2.2.1自愈環網結構的可靠性分析

采取自愈環網結構實現廣域保護，可以采用兩種組網方式，即通道保護環和復用段保護環。相比較而言，通道保護環組網方式采用的協議更加簡單。而在該種組網方式中，二纖單向通道保護環的傳輸延時較小，所以得到了廣泛應用。該種網絡是由兩路光纖和兩路獨立環網構成，網絡業務和數據信號能夠實現雙發選收，并借助光發送設備得到發送[3]。通過倒換開關，光接收設備則能完成其中質量相對要好的一路信號的接收。如果光纖某段發生故障，通過倒換開關切換信號，則能接入備用光纖進行數據傳輸，所以能夠使信號的連續性得到保障。IU為系統通信接口，由保護倒換模塊和復用模塊構成，如果一個IU出現故障，就會對信號傳輸產生影響。倒換開關多為并聯冗余結構，可認為完全可靠，所以單個接口可用度可以利用下式（1）表示，式中λIU為接口故障率，μIU為修復率。

在對主干網進行可靠性評估時，可以利用如下圖2所示的模型。該模型為利用狀態空間法和網絡法構建的模型，由獨立故障和共同故障模型組成，能夠反映一個區段光纖狀態。圖中，μL為一根光纖的修復率，對應的λL則為該光纖故障率。λ1則為光纖及備用光纖的共模故障率。

具體對廣域保護通信網的可靠性進行飛行時，可以IEEE14母線系統為例。在電力系統中，通常使用復合地線光纜或自承式光纜進行網絡構建，需要將通信線路與輸電線路并行鋪設[7]。所以一旦有電力線路存在，就有通信線路存在。在進行分層區域式廣域保護通信網建設時，可以將系統劃分為三個分層區域，即區域1、區域2和區域3，對應的保護中心分別為站2、站4和站5，利用光纖環網連接，從而完成系統通信主干網的建設，而各區域網絡采用星型網結構。如下表1所示，為系統基本參數。

結合以往經驗可知，在進行SDH自愈環網修復時，通常需要花費48h的時間進行光纖修復，設備接口故障修復則需要24h。通過采取上述可靠性分析方法，可以得到如下表2。

相較于設備接口，光纖故障率盡管較高，但是在自愈環網中使用卻能使故障對網絡可靠性的影響得到減小。所以想要使SDH環網保持較高可靠性，還要使設備接口的可靠性得到提高[8]。此外，相較于星型網，自愈環網使用的光纖數量更多，但是可靠性卻要高一些。

三、結論

通過分析可以發現，在決策和組網方面，分層區域式廣域保護系統擁有一定的優勢。而在系統通信網絡建設上，SDH光網絡結構則得到了廣泛使用。對系統可靠進行分析，則能得到各區段的故障概率和可用度等參數，從而更好的進行系統的設計論證和可靠性評價。參 考 文 獻

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