谷卫星，刘毅梅，王婷婷，汤 奕，赵 巾
（北京电力经济技术研究院，北京 100055）
摘 要： 光传输骨干网B平面是北京电网重要的通信业务传输支撑平台，覆盖全网220kV及以上变电站、电厂和各供电公司，覆盖范围广。由于建设年限早，缺乏前期统一规划，导致目前B平面网络小系统过多，技术标准不一致，网络结构复杂，通信可靠性不高。文章针对B平面网络的现状不足，结合调度范围调整，提出了新的B平面网络组织方案。
关键词： 调度；通信；方案；研究
0 引言
北京电力通信网是北京电网的重要组成部分，电力通信网的安全性、可靠性直接关系到电网的安全可靠运行。随着北京市电力公司现代化管理及信息化发展，大量业务需要电力通信网承载。电网及公司对于通信网的依赖性日益增大，通信网发生故障时对电网及公司的影响也愈加严重。
随着北京市电力公司子公司模式的运营，电网调度范围相应进行了调整，原属于华北电网公司调度的通信系统，现划归为北京电力，主要包括：（1）原华北电网热王线光传输系统，1997年投运，主要采用NEC光传输设备；（2）原华北电网北京南部光环网，2002年投运，主要采用马可尼光传输设备；（3）原华北电网孙河至太阳宫变光传输系统，2007年投运，主要采用马可尼光传输设备；（4）原华北电网顺义至孙河光传输系统，2001年投运，主要采用GPT光传输设备。此次调度范围调整涉及的相关通信系统共包括27个220 kV变电站和7个电厂。
目前，北京电力现有光纤传输通信网络是按照分层分级建设的，由网内220 kV变电站组成的为骨干传输网，由各地区110 kV变电站组成的为地区传输网。
1 现状分析
北京电力骨干传输网由A、B双平面组成，主要承载220 kV主网和公司总部及二级单位的通信业务。A、B双平面各自组网，相互独立，互为备份。A平面侧重承载调度语音、调度自动化、行政语音、会议电视等业务；B平面侧重承载线路保护、调度自动化等业务。
骨干传输网A平面于2006年建成投运，A平面是在充分结合光缆网络结构，站点地理位置，传输性能要求，网络安全可靠等因素情况下，经过统一合理规划设计建设而成，因此，网络结构完整统一，安全、灵活、可靠，网络传输速率为10 G/2.5 G。
骨干传输网B平面自1996年开始在各区域建设，并且主要是随着各个220 kV变电站新建工程独立、分散、逐步建成的，没有统一的网络规划。目前，传输网B平面由十多个子网络组成，自成系统，没有进行互联组网，传输速率为2.5 G/622 M/155 M，使用的光传输设备型号繁多，包括NEC、马可尼、阿尔卡特、GPT等多个厂家的多种型号设备。B平面整体网络结构分散，薄弱，部分子网还利用110kV系统的光缆，可靠性较低。
随着北京220 kV电网的不断扩大，站点进一步增多，作为主要承载线路保护和调度数据网信息的骨干网B平面存在很多问题：小系统过多、过于分散、系统结构较复杂、运行时间较长、系统间缺乏高可靠的光接口互联、电路转接环节多、通道可靠性不高等问题越发凸显出来，这些问题都直接影响到电网保护通道的稳定性和整个电网的安全运行。加之电网调度范围调整，华北网移交的通信系统和设备大多是2000年左右投运的，运行时间长，设备严重老化，备品备件大多已经停产。
2 建设思路
为了从根本上解决目前传输网B平面和调度范围调整移交通信系统存在的问题，加强今后北京公司对调整后移交电厂和枢纽220 kV变电站的调度管理，扩展电厂的通信接入能力，提高220 kV及以上变电站通信支撑能力，必须对现有B平面进行完善，建设高可靠大容量、网络结构坚强的B平面，满足电力安全生产的需要。
传输网B平面的站点构成是北京市调、各地区供电公司区调，网内所有220 kV及以上变电站和电厂。由于北京公司220 kV及以上变电站、电厂的站点比较多，覆盖范围广，因此，在确定B平面的网络结构和容量时应充分考虑B平面所承载的业务类型以及各业务的特点。
2.1 承载业务分析
（1）调度电话
调度电话主要应用在市调、备调、区调、变电站、直调电厂等站点，用于调度机构与被调度厂站之间的调度业务联系，业务流向是厂站至调度部门之间，业务需主备配置，带宽为64 kb/s。
（2）线路保护通道
线路保护通道主要应用在500 kV、220 kV的线路，业务流向是变电站之间，通道须主备配置，带宽为2 Mb/s，有极高的时延稳定要求。
（3）电网自动化
电网自动化类业务，主要承载在调度数据网上，包括EMS、保护故录信息、电量采集、智能变电站信息、各种在线监测信息等，信息源主要集中于前门与各供电公司。
业务主要应用市调、备调、区调、变电站、直调电厂等站点及线路，业务流向主要是自动化主站与被监控厂站及线路之间，业务需主备配置，带宽为2 Mb/s。
2.2 网络结构和容量选择
根据对B平面所承载业务的分析，B平面除了承担着重要的调度电话和调度自动化信息传输之外，主要还承担着大量的220 kV及以上线路保护信息，结合这一特点，为了适于线路保护通道的实现，B平面的网络结构应尽量与220 kV电网结构保持一致，但同时为了避免网络过大，站点过多， B平面应按照220 kV系统电网接线分区域建设，形成多个相互独立的子系统，再通过各子系统之间进行互联，从而将各子系统连接构成一个统一的整体。这种网络结构，每个子系统组成的站点数量合理，网络以环状、简易网状为主，结构简洁灵活、安全可靠，既满足线路保护通道经过跳接站点不易过多的要求，保证了通道质量，同时，各子系统之间通过互连提供了相互之间互为备用的迂回通道，又保证了各子系统中各站点调度电话和自动化信息至调度部门的可靠传送。根据B平面所承载业务的带宽需求，B平面传输容量以2.5 Gb/s为主。
3 B平面通信组网方案研究
3.1 指导思想
（1）坚持电力通信是为一次电网服务的，是为电力生产和经营管理服务的根本宗旨，为电力系统的安全、稳定、可靠、经济运行提供先进、可靠的通道保障。
（2）遵循《北京电力公司“十二五”通信发展规划》的要求。
（3）充分利用现有光缆资源，避免光缆路由重复建设，降低工程造价。
（4）传输系统组网应根据光缆路由优选环型或简易网状结构。
3.2 建设原则
（1）先进性
B平面光传输网络作为北京电力220 kV及以上厂站通信业务系统的基础与承载网络，其网络系统应融合具有国际先进水平的、成熟的网络技术，使得今后的网络系统能够保持技术上的领先地位，便于日后开展新的应用业务。
（2）适用性
B平面光传输网络在满足全网不同节点对不同应用需求的同时，充分利用现有资源，配置一个具有最佳性价比的网络系统。
（3）高可靠性
B平面光传输网络作为业务系统的支撑平台，为了保证应用系统的稳定运行，该系统必须具有高度的可靠性。
（4）开放性和标准化
为适应今后网络技术的发展和业务发展的需要，B平面光传输网络应采用开放的体系结构，并具有极强的扩展能力和向后兼容性，便于网络系统的升级，并在采用新技术的同时有效保证现有投入能适应今后发展的需要。
（5）易于管理和维护
光传输网络的稳定、高效运行，依赖于对该系统的管理和维护。而网络系统的管理和维护成本将长期存在，为了提高网络系统的利用率，有效降低成本，应保证光传输网络具有较好的可管理性。
3.3 B平面整体方案
3.3.1 组网方案选择
根据指导思想和建设原则，充分结合利用北京电力现有的光缆网络资源和现状B平面网络中一切可以利用的设备资源等，提出如下两种B平面网络组网方案：
（1）组建多个子网络，以网状方式组网
优点：子网络中业务接入灵活、全业务互通等。
缺点：业务开通复杂，不利于故障定位，运行维护难度大。
组网示意图如图1所示。
（2）组建多个子网络，主要以环形和简易网状方式组网
优点：子网络中业务开通简单、业务接入灵活、全业务互通、易于故障定位与处理等。
缺点：光纤存在重复占用，利用率稍低。
组网示意图如图2所示。
（3）方案比较
从网络保护方式、业务开通灵活性、故障定位与处理等方面对上述两种方案进行比较，具体比较详见表1。
从上表的两种方案比较中可以看出，第二种方案最适合在主要传输继电保护信息的传输网络中采用，故建议采用第二种方案进行组网。
3.3.2 组网方案
由于B平面主要承担着线路保护通道，可靠性要求很高，因此，B平面组网各站间的设备尽量是以直达光缆进行连接，并且，光缆多采用OPGW或非金属沟道光缆等高可靠性光缆。根据目前北京220 kV以上电网接线和线路保护通道需求统计，完善优化后的B平面包含北京市调、各供电公司、220 kV及以上变电站、电厂等共计104个站点，由11个子网组成，每个子网主要采用环网结构，并且，每个子网与相邻的子网之间分别有两个站点进行互连，提升了整体网络的可靠性，网络传输容量为2.5 Gb/s。
4 建设目标
完善优化后的B平面，网络结构得到大幅度优化，所有220 kV及以上变电站均采用220 kV及以上骨干光缆进行线路保护等信息的传输，通道可靠；实现电厂通信的全面接入，加强了北京电力对直调电厂的调度能力。B平面与A平面形成两个相互独立的平面，互为备份，为整个公司提供了坚实可靠的信息传送的支撑平台。
北京电力新的B平面骨干传输网络已于2013年按照子网陆续分批建设并投运，已经在北京220 kV及以上电网的生产和运行中发挥着重要的作用。
参考文献
[1]北京市电力公司. 北京市电力公司通信网“十二五”规划报告[R].
[2]北京市电力公司. 北京电网通信技术原则[R].