解析县域智能电网改造的现状和未来

2012-05-02 09:43:48 来源:北极星智能电力网

摘要:  当前各单位由于对现代通信技术及发展趋势掌握不全面,对县域电力通信网建设和技术方向把握等方面存在诸多问题,不同地域县域电力通信网的建设模式、装备水平、以及应用效果差异较大;县公司普遍对通信技术和组网方式选择重视不够,工作思路不清,通信网建设缺乏系统规划,建设及运营成本偏高,投入与产出不匹配,通信网整体水平落后于农电发展要求;还有的县公司重要业务的信息传输盲目租用公网通道资源,给农网运行和经营服务带来一定隐患。这些都与发展坚强智能电网不相适应,加强和完善县域电力通信网建设十分紧迫。

关键字:  电力通信,  智能电网,  PCM,  

电力通信网是坚强智能电网的重要组成部分。县域电力通信网是推进农网智能化建设,保障电网生产、运行、管理和供电服务的重要基础。

当前各单位由于对现代通信技术及发展趋势掌握不全面,对县域电力通信网建设和技术方向把握等方面存在诸多问题,不同地域县域电力通信网的建设模式、装备水平、以及应用效果差异较大;县公司普遍对通信技术和组网方式选择重视不够,工作思路不清,通信网建设缺乏系统规划,建设及运营成本偏高,投入与产出不匹配,通信网整体水平落后于农电发展要求;还有的县公司重要业务的信息传输盲目租用公网通道资源,给农网运行和经营服务带来一定隐患。这些都与发展坚强智能电网不相适应,加强和完善县域电力通信网建设十分紧迫。

网络自上而下演进

网络的建设都是自上而下的,所以如何做好处于接入层的农网网络规划,需要先思考骨干、汇聚层网络如何建设。

当下可以用于骨干、汇聚网络层的三种核心技术分别是MSTP、PTN、OTN。

MSTP技术是目前最成熟的多业务传输技术,组网灵活、业务分插方便、设备稳定、成本低廉、应用广泛。ASON技术是对MSTP技术的一种革新与改进,其增加了控制层面,使网络更趋智能化,采用该技术可实现网络拓扑自动发现、业务带宽动态分配、在线业务优化调整、端到端业务的智能开通等功能,而且网络保护与恢复会更加灵活可靠。但是,它以VC4为基本交叉调度颗粒,采用单通道线路、容量增长和调度颗粒大小受到限制,无法满足业务的快速增长需求。

PTN是在IP业务和底层光传输媒质之间设置了一个层面,针对分组业务流量的突发性和统计复用传送的要求而设计,以分组业务为核心并支持多业务提供,具有较高可用性和可靠性、高效的带宽管理机制和流量工程、便捷的OAM和网管、可扩展、较高的安全性等。但是PTN技术毕竟是建立在分组核心上的,该技术没有经过长时间的网络重载的严苛验证,对于电力的IP数据业务来说,比较适用,但对传统基于电路交换的TDM业务,是否足以胜任目前还有待考证。而且其目前线路容量只能支持到10GE,对未来电力的数据业务发展也会有一定的限制。

OTN是以波分复用技术为基础、在光层组织网络的传送网,是通过G.872、G.709、G.798等一系列ITU-T的建议所规范的新一代“数字传送体系”和“光传送体系”,将解决传统WDM网络无波长/子波长业务调度能力差、组网能力弱、保护能力弱等问题。OTN处理的基本对象是波长级业务,它将传送网推进到真正的多波长光网络阶段。可以提供巨大的传送容量、完全透明的端到端波长/子波长连接以及电信级的保护,是传送宽带大颗粒业务的最优技术。不难看出,OTN适合大颗粒、长距离的传输,且对业务基本是透明的,这样对TDM或IP业务都可以做到很好的承载,这也就决定了OTN技术比MSTP和PTN更适合作为骨干网络。但也因为OTN的工作特性以及支持的业务端口类型,同时决定其绝对不适合在技术层应用。

通过以上的对比,结合目前及未来电力业务发展趋势,我们基本可以得出一个结论:OTN目前最适合用于电力通讯网一、二、三级骨干层和汇聚层,但毕竟成本较高,所以短期内,各地结合自身业务发展需求以及资金的情况,可以考虑将MSTP或PTN用于三级、四级骨干及汇聚层,以优化投资成本。待产业链逐步稳定后,可将OTN再做进一步下沉。

县域电力通信网现状

早期的县域电力通信网基本只满足农业生产的供电,很多县乡并未实现信息化,通讯网基本没有建设。只有一少部分属于国网直属的,或经济基础较好的县乡农网,之前进行过改造,通讯网才得以敷设,因为没有统一进行全面详细的规划,也没有权威的指导意见,所以仅仅是对电力网自身生产必须的信息配置了相应通讯设备。

经过改造的县域电力通信网,基本上是地区调度中心一般覆盖所属县调、集控站、供电所以及110kV(66kV)、35kV变电站等,主要有数字(或模拟)远动、调度电话、OA和视频会议(或监控)等,在建设之初,因业务容量较低,加之当时的通讯技术,其网络建设主要思想是以110kV及以上站点为主站点,通过SDH传输形成环网,然后再以环上各点为一个大型汇聚点,通过链状网、星状光纤网络结构延伸,接入其临近的35kV变电站和10供电所等。

这样逐步形成了目前大多数地调网络的结构,这种建设思想在网络建设之初是很有效率的,但是随着业务发展、35kV站点的不断新建,尤其是逐步纳入县域电力通信网的站点时,其弊端亦逐步暴漏出来。

一是管理没有分层。早期,传输设备(SDH或MSTP)主要应用在核心、汇聚层面,节点数量不多,管理起来也比较方便,且这些节点重要级别也很高,网络节点少,也便于维护。但如果将县域电力通信网中大量的35kV站点甚或10kV站所,也采用传输设备纳入到汇聚层网管平台中来,势必会对网络管理的效率带来冲击。

二是设备种类太多。一个站点上的设备包括传输、PCM、协转等等,多厂家设备自然得依靠多厂家网管来管理,即便采用第三方综合网管,也只能起到监视,很少能做到控制。

三是管理有盲区。当资金受限,为了降低成本,采用PDH的传输方式时,该站点的网管信息是无法送到网管中心的,这就带来了网管盲区。

四是不利于业务扩展。SDH传输线路的业务通道总是刚性的,即使不用,也要占用线路资源,而目前业务逐渐向大颗粒、分组IP化发展,依靠现有模式建立承载网,无疑会制约新业务的反正。

这也就是当前对网络进行改造接入模式的驱动力。

县域电力通信网建设方案

县域电力通信网改造工作应将目光放长远,将资金用到实处。应重视信息化建设,提高农网管理水平;可以适当尝试一些新的农网形式。

这样,我们可以得出县域电力通信网设备的应用模型:

TDM业务流与IP数据业务流通过一台通讯设备的双核心,进行分流后,分别接入上层网络。这样,大颗粒的数据业务就不会对承载TDM业务的MSTP网络造成线路资源大量占用。同时,一小部分TDM业务可以通过例如线路仿真(PWE3)的方式,使用一部分IP数据的资源。

这样的通讯方式,既可以保证网络的兼容性以及未来业务IP化的发展,同时对于现有投资、新网络的敷设,都可以起到完美的支撑作用。再通过这种双核心设备上的光传输的环网保护功能,形成未来县域电力通信网的一种“综合业务接入环网”的应用模式蓝图,这种应用既可以满足电力现有业务的接入,又可以为用电信息采集、配网自动化或三网融合的EPON设备提供足够的上行通道。

同时这种综合接入环网,应该可以与现有MSTP网络以及未来的PTN,甚至是OTN网络实现无缝对接,同时,组成的接入环网,可以为下游业务起到完善的保护功能。TDM业务可以通过STM-N接口传送至MSTP四级骨干网上,OA、视频、配网自动化以及多网融合的大颗粒数据业务,可以传送至PTN网络。如果OTN设备的产业链得到发展,成本允许的话,可以将OTN设备下沉至四级骨干、汇聚层面,这样可以更为有效地支撑IP业务的承载。

这种低成本的、双核心通讯产品构成“综合接入环网”的建设思路,落实了县域电力通信网的投资需求、业务需求、网络扩展需求、管理需求,既保护现有设备投资,又满足未来业务、网络的发展,势必能够有效支撑县域电力通信网的信息通信发展。

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