2M、155M光接口穩控系統雙通道直連技術應用

林禮華

（中國南方電網有限責任公司超高壓輸電公司天生橋局，貴州 興義 562400）

0 引言

隨著電力系統的不斷發展，對電網安全、穩定運行的要求也越來越高。穩控系統是保證電網安全、穩定運行的重要設備，站間穩控裝置通過光纖數據通道連接并交換信息，識別系統的運行方式，判別系統的故障形態，按照預先指定的控制策略執行切機、切負荷或聯解等控制措施，是防止發生電網穩定破壞和大面積停電事故的重要防線。

穩控系統站間通信通道作為穩控系統的重要組成部分，其可靠性是保證穩控系統安全、穩定運行的基本條件。目前，電力系統中各廠站A、B套穩控系統站間通信通道普遍采用2M電接口方式，且每套穩控系統通道均為單通道運行，可靠性較低，通道故障后將直接導致單套穩控系統退出運行。

為了提高區域電網穩控業務的可靠性，天生橋局試點應用穩控系統通道雙重化配置以及2M、155M光接口技術，成功解決了目前穩控系統通道存在的問題。

1 穩控系統通道現狀

穩控系統利用光傳輸網絡中的2M通道進行裝置間的有效通信，通道正常運行時正確傳輸控制信息，通道異常時不進行任何操作，通道恢復正常狀態后迅速恢復裝置所有功能。

如圖1所示，A站和B站均配置了A、B套穩控裝置，2套穩控裝置的通信通道由2套獨立的光傳輸網設備提供，分別承載于光傳輸A網和光傳輸B網。每條通道在傳輸網部分均開通了自愈功能，即在光傳輸網中配置了通道的主用路由和備用路由，或者在具備自動交換光網絡（ASON）技術功能的光傳輸網絡中配置了穩控系統通道ASON 永久1+1，始終保證有1條主用路由和1條備用路由，當主用路由故障時自動切換至備用路由，同時觸發動態路由方法建立1條新的保護路由，直至路由無法重構，確保穩控系統通道在光傳輸網絡部分滿足“-1”的要求，在一定程度上提高了穩控系統通道的可靠性。

圖1 典型穩控系統通道示意圖

另外，為保障冬季冰區電網的穩定運行，許多廠站充分利用電信等運營商公網資源，在廠站間租用1條公網2M應急通道作為冷備用通道，須定期對該通道進行測試，確保應急通道保持可用狀態，能按需及時投入。當其中一套穩控系統在用通道中斷后，可以現場通過手動方式將穩控業務切換至公網2M應急通道上運行，有效避免了該穩控裝置業務長時間中斷的風險。

由圖1可知，傳統的站間A、B套穩控系統通道及公網應急通道均為2M電接口復用方式，即2 048 kbit/s帶寬，ITU-T G.703 E1電接口。

2 穩控系統通道存在的問題

2.1 單通道運行（可靠性低）

站間A、B套穩控系統通道均為單通道運行，雖然每條通道均已配置自愈功能，但是該方式僅能保證通道在光傳輸網絡部分運行的可靠性。從穩控裝置至光傳輸設備的2M端子板間，任何設備、線纜或者端子故障都將直接導致穩控裝置通信失敗，不能實現穩控系統通道全路徑“-1”的保護功能。

另外，雖然站間A、B套穩控系統增加了公網應急通道作為冷備用，當其中一套穩控系統在用通道中斷后，可臨時切換至2M應急通道上恢復運行，但是從業務中斷至臨時恢復運行的處理過程仍需要花費較長的時間，不僅嚴重影響生產實時控制業務通信通道中斷的考核指標，而且還可能導致出現穩控系統拒動的風險。當穩控系統原通道修復后，又需要手動將穩控裝置業務從2M應急通道恢復至原通道上運行，不僅費時費力，而且在切換過程中還可能會造成單套穩控裝置業務再次中斷。

2.2 通道節點設備較多（故障率高）

如圖2所示，采用2M電接口的穩控系統通道，穩控裝置發出的2M光信號經穩控系統通信接口裝置轉換成2M電信號，再復用進電力傳輸專網SDH中，對端SDH設備解復用出2M電信號后，同樣要經過穩控系統通信接口裝置轉換成2M光信號送至穩控裝置。從穩控裝置到SDH設備間，包括ODF單元、穩控系統通信接口裝置以及DDF數字配線架等設備，通道信號經過的中間節點較多，傳輸效率低，故障風險點多，存在一定安全隱患。另外，通道異常后只能通過分段自環的方式檢查，故障定位困難。

圖2 穩控系統2M 電接口通道連接圖

3 穩控系統通道可靠性提升方案

3.1 配置雙重化的穩控系統通道

通過前文的分析可知，站間穩控系統受通信通道的限制，經常因通道異常、檢修而退出運行。為降低因單一通道異常中斷而導致穩控系統退出運行的概率，天生橋局開展穩控裝置雙通道接入與通道多路由互備應用，實現在1條穩控系統業務通道故障的情況下，2套穩控系統能夠同時在線運行，提高穩控系統運行的可靠性。

根據穩控系統雙通道策略數據處理機制，當雙通道均正常時，采用通道一的信息或雙套數據實時交換；當其中一條通道異常時（連續5 ms不能接收有效數據），則采用另一條正常運行的通道信息；當2個通道均異常時，默認采用通道一的信息，此時穩控業務通信失敗。

通常在條件具備的前提下，提供單套穩控系統2個獨立通信通道的設備應采用不同電源、不同光傳輸網設備、不同板卡插件和不同光纖，保證站間穩控裝置通道全路徑始終滿足“-1”的要求。

3.2 采用2M、155M光接口傳輸模型

隨著光纖通信技術的發展，尤其是2M光接口技術在繼電保護業務中的推廣應用，為2M光接口在穩控系統中的應用奠定了堅實的基礎。155M光接口與2M光接口傳輸模式的區別僅在于傳輸帶寬顆粒度的大小，根據SDH設備基本復用映射結構，即1個155M包括63個2M。155M光接口一般用于穩控系統控制主站，通過配置時隙與多個子站或執行站之間2M光接口傳輸控制信息。

如圖3所示，在穩控系統采用2M、155M光接口的傳輸模式后，與2M電接口方式相比，其穩控系統通信接口屏、DDF數字配線架以及光傳輸網2M端子板等節點設備設施減少，不僅有效節省了機房屏位空間，簡化了穩控業務信號的編解碼環節，減少了設備連接線纜的數量，而且還解決了光電轉換設備不能遠程網管監控的問題，不會因中間線纜或光電轉換裝置發生故障而影響穩控系統業務。

圖3 穩控系統2M、155M光接口通道連接圖

4 2M、155M光接口穩控系統雙通道直連技術應用

4.1 應用實例

該文介紹了一種2M、155M光接口穩控系統雙通道直連技術應用實例，A站穩控裝置與B站、C站穩控裝置通信，A站A套穩控裝置通過二個155M光接口與B站、C站A套穩控裝置4個2M光接口直連通信，A站B套穩控裝置通過4個2M光接口與B站、C站B套穩控裝置4個2M光接口直連通信。

如圖4所示，A站A套穩控裝置的第一個155M光接口經過光傳輸A網的155M光接口通道，第一個時隙與B站A套穩控裝置的第一個2M光接口通信，第二個時隙與C站A套穩控裝置的第一個2M光接口通信。同樣，A站A套穩控裝置的第二個155M光接口經過光傳輸B網的155M光接口通道，第一個時隙與B站A套穩控裝置的第二個2M光接口通信，第二個時隙與C站A套穩控裝置的第二個2M光接口通信。

圖4 A套穩控系統雙通道應用連接圖

如圖5所示，A站B套穩控裝置的第一個2M光接口經過光傳輸A網與B站B套穩控裝置的第一個2M光接口通信，第二個2M光接口經過光傳輸A網與C站B套穩控裝置的第一個2M光接口通信。同樣，A站B套穩控裝置的第三個2M光接口經過光傳輸B網與B站B套穩控裝置的第二個2M光接口通信，第四個2M光接口經過光傳輸B網與C站B套穩控裝置的第二個2M光接口通信。

圖5 B套穩控系統雙通道應用連接圖

A站、B站和C站光傳輸A網設備具備ASON功能，因此在光傳輸A網中每條穩控系統通道均配置了“ASON永久1+1”保護功能，光傳輸B網設備不具備ASON功能，但是在光傳輸B網中均配置了主用路由和備用路由。因此，穩控系統雙通道在光傳輸網絡中均具備自愈恢復功能。

4.2 通道測試

穩控系統通道開通前須保證通道傳輸時延及誤碼率等性能指標滿足規范要求，根據設備檢驗周期須定期開展穩控裝置通道檢查測試，通道故障處理時須逐段環回測試定位故障點等。因此，通道測試是穩控系統檢修維護中重要的內容之一。

2M光接口通道測試與常規2M電接口通道測試方法類似，都要用到2M誤碼儀，不同的是2M光接口誤碼儀可以直接測試光信號。如圖6所示，如果A站需要測試一個2M光接口通道，就需要對端B站運維人員在相應2M光接口處使用跳纖進行光口硬件環回或者通過光傳輸設備網管軟件環回，然后在A站2M光接口接入2M光接口誤碼測試儀，即可測試2M光接口通道的通斷、傳輸時延及誤碼率等性能指標，從而分析判斷2M光接口通道的運行質量。

圖6 2M光接口通道測試示意圖

對A站采用155M光接口分別與B、C 站2M光接口通信的情況，可在A站155M光接口板的收發端口使用跳纖進行硬件環回，然后分別在B站和C站2M光接口板上相應的通道收發端口接入2M光接口誤碼儀進行測試。

4.3 應用效果

穩控系統在采用2M、155M光接口雙通道直連技術后，其穩控系統通信接口裝置以及DDF子架等傳輸通道鏈路節點的數量減少，不僅節省了通信機房屏柜資源，為后期通信網建設預留空間，而且還減少了穩控系統業務信號的中間轉換環節和故障風險點，同時穩控系統通道實現了雙重化配置，即單套穩控系統的通信通道均為“雙設備、雙路由、雙電源”，在單一通道異常處理或檢修過程中均不會影響穩控系統業務的正常運行。

5 結語

該文分析了傳統復用2M電接口穩控系統單通道存在的一些問題，介紹了一種2M、155M光接口穩控系統雙通道直連技術應用實例以及2M、155M光接口通道測試基本方法，該新技術在實際運用中帶來的效果顯著。目前，穩控系統業務通信通道單種通信方式接入仍是造成生產實時控制業務通信通道中斷的主要原因，因此，根據南方電網生產實時控制業務通信通道“永不中斷”的行動方案，將繼續推廣穩控系統通道雙重化配置以及2M光接口技術應用，全面提高穩控裝置通信通道的可靠性，確保電網的安全、穩定地運行。