孟興國

(山西地方電力有限公司朔州分公司，山西朔州036002)

隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人們對電能越來越依賴，同時對電力系統(tǒng)的可靠性、安全性、穩(wěn)定性提出了更高要求。為此，電力運營部門應(yīng)加強(qiáng)對電力通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面的研究，為電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行奠定堅實的基礎(chǔ)，更好地為人們的生產(chǎn)生活服務(wù)。

1 電力通信傳輸網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀分析

電力通信網(wǎng)絡(luò)的安全性極其重要，但我國部分地區(qū)的電力通信傳輸網(wǎng)絡(luò)在結(jié)構(gòu)上仍存在一些問題，這在一定程度上影響著電力通信網(wǎng)絡(luò)的運行質(zhì)量，具體存在如下問題:

(1)部分電力通信網(wǎng)絡(luò)節(jié)點仍使用鏈狀結(jié)構(gòu)，并且部分接入環(huán)下掛在同一節(jié)點設(shè)備上的情況時有發(fā)生，給網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的安全性帶來了威脅;(2)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，例如，未明確區(qū)分接入環(huán)的環(huán)路區(qū)，出現(xiàn)跨匯聚環(huán)現(xiàn)象等;(3)光口資源利用率低且未采取有效措施保護(hù)部分環(huán)路節(jié)點的單板，一旦出現(xiàn)故障則不得不中斷該節(jié)點業(yè)務(wù)，嚴(yán)重影響了網(wǎng)絡(luò)效率。

為了解決這些問題，需要從結(jié)構(gòu)上對電力通信傳輸網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化。

2 優(yōu)化模型的建立

2.1 重要度計算模型構(gòu)建

(1)假設(shè)說明

構(gòu)建重要度計算模型時應(yīng)對電力通信傳輸網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行假設(shè)，本文中假設(shè):a.電力通信傳輸網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點重要程度僅受其所在位置影響;b.通信網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點和鏈路狀態(tài)具有唯一性并且失效與否相互獨立;c.網(wǎng)路中不同鏈路的工作狀態(tài)相同且為雙向通道;d.網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點和鏈路分布服從負(fù)指數(shù)分布;e.通信網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不發(fā)生改變。

(2)符號說明

建立的模型中涉及較多參數(shù)，現(xiàn)將不同參數(shù)表示的含義進(jìn)行簡單的說明:G為電力通信傳輸網(wǎng)絡(luò)中若干節(jié)點和鏈路組成的無向圖;PSD表示G的路集完備集，其余參數(shù)及含義如表1所示。

表1 各參數(shù)含義

(3)結(jié)構(gòu)重要度模型建立

假設(shè)電力通信傳輸網(wǎng)絡(luò)中某段第i個部件工作狀態(tài)表示為 Si，則該段網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)可用 S=［S1，S2，...，Sn］向量表示，網(wǎng)絡(luò)工作狀態(tài)用φ(S)表示，為了方便計算進(jìn)行以下定義:

假設(shè)電力通信傳輸網(wǎng)絡(luò)中共包含n個部件，每個部件的狀態(tài)有失效和正常之分，由此可知整個網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)共2n個。網(wǎng)絡(luò)中第i個部件的結(jié)構(gòu)重要度表示在第i個部件由正常狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槭顟B(tài)時，網(wǎng)絡(luò)鏈路和節(jié)點從正常變?yōu)槭У臓顟B(tài)數(shù)和其余部件狀態(tài)數(shù)之比，且結(jié)構(gòu)重要度越高表示部件失效后給其他部件帶來的影響越嚴(yán)重，第i個部件的重要度可用公式表示:

計算電力通信傳輸網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)時，考慮到其總共有2n種狀態(tài)，可利用基于路集完備集的方法進(jìn)行求解。另外，用PSD表示由k-端路集組成且互不相交的集合，若路集的概率和可靠度值相同，用公式表示為:

此時集合PSD稱之為G的路集完備集，此時網(wǎng)絡(luò)中i部件結(jié)構(gòu)的重要度為:

利用上述公式求解網(wǎng)路結(jié)構(gòu)重要度的具體步驟如表2所示。

表2 結(jié)構(gòu)重要度計算步驟

2.2 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)評估模型建立

評估電力通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)包括網(wǎng)絡(luò)可靠性評估、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)合理性評估以及網(wǎng)絡(luò)覆蓋完備性評估，其具體評估指標(biāo)體系和遵守的評價規(guī)則如表3所示。

表3 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)評估指標(biāo)

3 實例分析

3.1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分析

通過分析，發(fā)現(xiàn)電力通信傳輸網(wǎng)絡(luò)中存在如下問題:(1)各段光纜通道資源分布不合理現(xiàn)象較為嚴(yán)重。例如:在“中心站-小平易-店坪-劉家口-團(tuán)堡-城關(guān)-李家堡-開閉所”網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，前三段光路占據(jù)約1/6的光路資源，從劉家口至李家堡段的光路占據(jù)約2/6光路資源，而最后一段光路占據(jù)約1/2光路資源。很顯然當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中業(yè)務(wù)量急劇增加時，最后一段達(dá)到滿負(fù)荷的機(jī)率較高，不利于光路資源充分利用;(2)該電力通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中光口資源配置不合理。表現(xiàn)在:李家堡節(jié)點第6塊光口板和劉家口節(jié)點的第2塊光口板，分別連接開閉所、城關(guān)與團(tuán)堡、同福節(jié)點，如其因發(fā)生故障而中斷，節(jié)點業(yè)務(wù)將無法完成。并且安莊、同福、朔南、沙塄河節(jié)點東西方向運用相同的光板接口，因此當(dāng)該光板出現(xiàn)故障時節(jié)點業(yè)務(wù)會全部中斷;(3)該電力通信傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，環(huán)路涉及較多的理論數(shù)據(jù)，對保護(hù)數(shù)據(jù)進(jìn)行配置時出現(xiàn)錯誤的機(jī)率較高。

鑒于該通信傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)存在的問題，借助公式(4)對網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的重要度進(jìn)行計算，并對該網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)而使不同環(huán)路占有相似的光路資源。

3.2 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化后評估

由優(yōu)化后的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可知，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間無交叉現(xiàn)象，整體看來結(jié)構(gòu)比較清晰，使整個光路資源較為均勻的配置在不同的環(huán)路中，避免了因某個節(jié)點業(yè)務(wù)量過大，影響整個環(huán)路正常運作的情況發(fā)生。利用優(yōu)化模型對不同節(jié)點重要度進(jìn)行計算，并在重要度較高的節(jié)點位置增加光板，進(jìn)一步提高了網(wǎng)絡(luò)的可靠性能。

4 總結(jié)

對電力通信傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化時，應(yīng)結(jié)合原有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特點建立優(yōu)化模型，對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)各節(jié)點重要度進(jìn)行準(zhǔn)確評估，為網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化提供依據(jù)，最終為電力系統(tǒng)的可靠運營營造良好的環(huán)境，使其更好地為人們的生產(chǎn)生活服務(wù)。

［1］潘志暉.電力通信傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化［J］.數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2012，(10):69.

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