董正坤（国网河北省电力公司信息通信分公司 050000）
摘要：提高通信网可靠性是网络建设、运维的不变追求。文章基于目前电力通信网可靠性分析评估工作主要面临问题的分析，从“对电网安全运行支撑能力”角度，以及从通信网稳定运行的可靠性和业务服务的可靠性两个维度出发，探索并提出了建立一种简易实用的通信网可靠性分析评估模型，详细介绍了基于该模型对光传输网和线路保护业务进行可靠性分析评估的方法，通过定量和定性分析手段，分析通信系统对电网主网安全稳定运行的保障能力。这一方法可指导电力通信网运维单位对现网开展可靠性分析评估工作。
关键词：电力通信网；可靠性；分析；评估；光传输网
0 引言电网对通信网的依赖性不断增强，对通信网安全可靠性要求在不断提高；随着电力通信网规模日益庞大、结构日益复杂，承载的电网生产、管理业务信息量飞速增长，电力通信网面临的安全风险也与日俱增，安全生产工作面临着前所未有的压力和挑战。开展通信网可靠性分析评估工作，有助于正确认识通信网的可靠性水平，并能有效地指导通信网规划、建设和优化工作。
1 实用型可靠性分析评估方法介绍文章介绍的可靠性分析评估方法，其尝试重点在网络管理层面，从通信网的稳定运行可靠性和业务服务可靠性两个维度出发，建立通信网可靠性分析评估模型，并在该模型基础上形成可靠性分析评估方法，通过定量和定性分析手段，分析通信系统对电网主网安全稳定运行的保障能力。
1.1 分析模型根据通信网和业务服务两个分析维度，分别建立模型。
1）通信子系统可靠性分析评估模型。通信子系统的可靠性分析评估模型如图 1 所示。
2）通信业务可靠性分析评估模型。在本通信业务可靠性分析评估模型中，通信业务限于线路保护、稳控和远动 EMS 业务三类生产实时控制业务。通信业务可靠性分析评估模型如图 2 所示。
模型中业务通道 N-1 分析目的是要确保在单一故障下不会导致同一条线路的所有继电保护通信通道、厂站间的自动装置通信通道或调度机构至厂站的调度电话、自动化业务通信通道中断[3]。
上述分析评估模型具有以下特点：1）不脱离电力通信网的立足根本。不同于众多“就网论网”的分析方法，这一模型从“对电网安全运行支撑能力”角度来分析通信网的可靠性，符合通信网 “以保障电网运行及电力业务需求为根本”[1]的宗旨。
2）简单实用，可操作性强。在不具备应用系统支持的条件下，脱离复杂的算法和模型。只要提供明确的工作指引，就能指导各运维单位对现网开展分析评估工作。
3）易与指标体系建设结合，利于量化评估结果。分析评估模型各环节能通过设置多项指标进行评估，符合通信网运维管理要求，为日后建立可靠性量化评估体系打下基础。
1.2 光传输网分析方法根据分析评估模型，光传输网的可靠性分析从系统设备结构、节点覆盖、系统结构、系统资源、系统情况和管控能力 6 个环节进行。
1.2.1 设备构成合理性系统设备构成合理性分析要点包括：1）设备双重化配置：每个 110 kV 及以上厂站和省、地调度机构通信站点应配置有不少于 2 套可独立上下业务的 SDH、PDH 等光传输设备；对应分析评价指标：光传输设备双重化配置率。
2）设备关键部位冗余配置：各 110 kV 及以上厂站及省、地调度机构通信站点设备的电源板、交叉板等关键部件（根据设备情况增加）应满足冗余配置要求；对应分析评价指标：SDH 光传输设备关键部件冗余配置率（按传输平面、设备部件类型分别评价）。
3）同类型设备软件版本应能兼容。
4）设备容量（槽位、交叉容量等）应满足目前及未来2 年内的组网和负荷需求。
5）单一传输平面上的设备厂商不多于2 个。
6）单一传输平面上有多厂商设备共存情况下，设备分布满足在目前及未来 2 年内，该传输平面上所承载的、同一线路保护业务通信电路（如220 kV XX 线路主一保护通道的通信电路）由同一厂商的设备承载（分析结合了组网需要和业务流向）。
7）设备厂商持续支持：能持续供给与运行设备相同型号的新设备，并能持续提供技术支持。
1.2.2 节点覆盖完备性系统节点覆盖完备性分析要点：根据组网原则，分析系统是否覆盖到应有的节点；对应分析评价指标：SDH 光传输网覆盖率。
1.2.3 结构合理性系统结构合理性分析要点。
1）双传输平面：具备两层相互独立的 SDH 光传输网络（网 A、网 B）。
2）结构分层：单一传输平面应形成清晰的分层结构（骨干层和接入层），骨干层具备网状结构，接入层具备环形结构（含独立路由的 1+1 链路方式）；骨干层和接入层的异地相交点不少于 2 个；采用评估指标：节点的光传输成环率。
3）上下级网络互联：省、地 SDH 光传输网络互连，至少有一个传输平面节点具备不少于 3 个的互连接点（包括地调及 2 个变电站节点）。
4）系统结构符合通信 N-1 分析要求：即所提供的通信电路能满足在任一光传输通道或传输设备中断情况下，不造成任一 110 kV 及以上厂站、地级及以上调度机构通信站点的 EMS 自动化全断、厂站间稳控 A\B 通道全断或 220 kV 及以上线路保护业务通道无主保护运行情况（即从网架结构角度，排查生产实时控制业务通道单点故障隐患）。
5）系统主干结构在未来 2 a 内具有相对的稳定性，不会频繁改变运行方式。
1.2.4 资源合理性系统资源合理分析要点。
1）组网带宽资源满足目前及未来 2 a 的业务需求，并具有一定的冗余度（≥30%），满足重要业务通信电路的应急通信资源调度需求。
2）设备物理资源满足目前及未来 2 a 的业务需求，并具有一定的冗余度，满足 SDH 光传输网架或重要业务通信电路的应急恢复需求，能快速消除系统结构破坏（如开环）状态下可靠性急剧下降的风险。
1.2.5 运行情况分析系统运行情况分析重点是：分析同一类设备本身或应用方式上是否存在某种共性缺陷，同一条光缆是否存在反复出现某一缺陷或故障的情况。
1）设备运行情况分析：对设备运行情况进行量化评估；对应分析评价评估指标：SDH 光传输网的通信设备缺陷率。
2）故障原因统计分析：对设备故障进行全断。
3）单套设备缺陷次数、故障中断时长情况分析（不含已完成整改的部分）。
4）系统运行中存在的其他问题。
2.2.6 管控能力分析系统管控能力分析也就是从现有运行监控手段、资源管理手段、有效性角度，分析有效支撑系统运行的能力。分析要点如下：1）运行监控手段：实现对系统（含所有光传输设备）进行故障管理、性能监视、配置管理、安全管理等功能。
2）资源管理手段：具备资源管理系统，数据录入完整、准确，并能提供多方位数据查询和统计等功能。
3）智能化系统分析手段：以智能化手段快速、准确分析系统存在隐患、检修情况下的运行方式变化与影响等情况，并提供应急恢复方案等功能。
2.3 线路保护业务通道分析方法根据通信业务分析模型，从业务通道 N-1 分析、业务通道合理性、运行情况 3 个环节进行分析。
1.3.1 业务通道 N-1 分析业务通道 N-1 分析，即要求从通信电源、站间光缆、传输设备、站内联络线缆等通信电路组成环节着手，对业务通信通道逐一进行N-1 分析。线路保护业务通信通道 N-1 分析应满足以下要求：1）500 kV 线路单套保护装置的保护通信业务通道（如500 kV XX线路主一保护装置的保护通道一和保护通道二的通信电路）满足独立双通道要求，不存在单点故障导致该套保护装置通信中断隐患。
2）220 kV 线路保护主一保护和主二保护的业务通信通道（如220kV XX 线路主一保护通道和主二保护通道的通信电路）满足独立双通道要求，不存在单点故障导致线路无主保护运行隐患。
1.3.2 业务通道合理性分析在满足 N-1 分析前提下，进行如下分析：1）重点逐一分析高频保护通道、载波保护通道是否具备光纤化改造条件等。
2）分析目前虽无线路保护业务，但通信网已具备提供光纤保护通道的 110 kV 线路情况。
3）逐一分析光纤化保护业务通信电路组成的合理性：①专用纤芯通道应使用随本线路（含甲乙线）架设光缆；②差动保护所使用的2 M 复用通道不得配置 SNCP 保护，非差动保护所使用的 2 M 复用通道应配置 SNCP 保护[2]；③重点分析2 M 复用线路保护通道优化的可能性。如 2 M 复用通道原则上不经市区光缆和非 110 kV 及以上厂站节点，优先使用高可靠性路由（如高等级线路光缆构成的光传输通道），所经跳数尽可能少。
1.4 量化评估方法介绍量化评估也就是基于上述分析方法，通过细化各环节分析要点和要求，并确定评估分值标准，达到量化评估、易于呈现整体可靠性水平的目的。
以某地区通信网的光传输网中设备构成合理性环节的量化评估为例，标准分为 25 分。评分方法：①220 kV 及以上厂站中存在单光缆站点的，减 5 分；且每高 1.00%减 1 分；②110 kV 厂站存在单光缆站点的，减 2 分，且每增加 5.00%减 10％标准分；③省、地调度机构节点不具备 2 条及以上独立光缆路由，减 10 分；④任一条光缆中断或光纤网中任一节点中断，引发 220 kV 及以上线路无主保护运行，控制主站-控制子站、控制子站至所带执行站的稳控通道A、B 全断或 3 个及以上厂站调度通信系统中断，减 10 分；⑤一条高电压等级线路两侧站点的光传输通道，因缺乏随线光缆，造成无法开通或需要经过多段（≥4）低于该电压等级线路光缆或管道光缆跳接开通，每缺乏一条减5％标准分；⑥一条组网光缆中断，造成通信网主干光传输通道中断，无应急恢复的备用路由及资源，每缺乏一条减 2％标准分。评分为 20.5 分，减分理由为有 7 个 110 kV 变电站，5 个电厂存在单光缆站点。
2 结语提高通信网可靠性水平是通信网规划、建设和运维的不变追求，而有效地开展电力通信网可靠性分析评估工作，则是正确认识电力通信网的可靠性水平的关键。电力通信网可靠性分析评估工作需要基于大量真实、准确的运行数据、运行事件等运行资料，合理设置评估指标、评估条件，才能确保达到真实、准确、全面地评价通信系统可靠性的工作目的。分析评估结果除用于直接指导通信网络的规划、建设和优化工作外，还有助于通信网风险评估工作的开展。通过提前发现潜在的运行风险，提前提出并落实规避风险的措施和要求，对确保电网安全运行有着重要意义。
参考文献：[1]陈竟成.电网安全生产预警与应急预案主要内容及实施要点[J].电力安全技术，2005（5）：5-9.[2]中国南方电网有限责任公司.中国南方电网电力调度管理规程（QCSG 2 1003-2008）[S].2008.[3]中国南方电网有限责任公司.中国南方电网通信管理规定（CSG/MS0808-2005）[S].2005.作者简介：董正坤（1982.10—），男，河北石家庄人，华北电力大学通信工程学士，工程师，研究方向：电力通信，单位：国网河北省电力公司信息通信分公司。
论文作者:董正坤
论文发表刊物:《电力设备》第01期供稿
论文发表时间:2015/9/22
标签：通信网论文; 通道论文; 业务论文; 通信论文; 设备论文; 线路论文; 光缆论文; 《电力设备》第01期供稿论文;