电力通信网可靠性评估指标体系的设计与优化-通信与信息系统专业论文.docxVIP

华北电力大学硕士学位论文 华北电力大学硕士学位论文 -1- -1- 第 1 章 绪 论 1.1 选题背景及意义 电力通信网已经建设成为了覆盖全国主要地区的电力专用光纤网络和覆盖 全国县级以上城市供电部门的电力专用数字程控交换机网络，并实现了全国联网 和全程自动拨号[1]。电力通信系统为全国电力系统提供了调度通信、行政办公电 话、继电保护信息传输、自动化信息传输、网络监控信息通信、计算机网络通信、 会议电话、视频会议、配电网自动化信息传输、电能计量网络、电力服务以及市 场营销系统等业务，不断配合着我国电力系统发电、供电、用电等各部门信息传 输的发展需要，是现代智能电网不可分割的组成部分，也是智能电网安全、稳定、 经济、优质运行的三大支柱之一[2]。坚持为电力系统服务是电力通信的根本宗旨， 保障电网安全稳定运行是电力通信的核心任务，实施集约化管理、全网统一标准、 统一规划是电力通信网建设的基本方针[1]。 提高电力通信网的通信质量、增加电力通信网的可靠性是国家电网公司对电 力通信网提出的一贯要求，这是贯穿整个电力通信网生命周期的持续过程[3]。仅 仅在电力通信网的规划设计阶段，通过对电力通信网进行优化设计来提高电力通 信网的可靠性是远远不够的，还需要制定完备的电力通信网可靠性管理规范，以 此对电力通信网可靠性进行有效评估，找出电力通信网中存在的可靠性问题，并 采取相应解决、改进措施，从整体上提高电力通信网的可靠性，这样才能够促进 电力通信网的快速发展并满足电力系统对电力通信网可靠性要求。 目前，还缺少一套健全、完备的电力通信网可靠性评估体系，也缺乏系统性 的评估手段和方法来研究电力通信网的可靠性[3]。由于电力系统业务与公网业务 之间具有一定的差异性，所以在对电力通信网可靠性问题的研究上，也具有一定 的特殊性。公用通信网的可靠性评估指标并不完全符合电力系统对电力通信网的 特殊要求，所以必须要为电力通信网单独制定一套能够符合电力通信网可靠性要 求的标准规范。因此，非常有必要对电力通信网的可靠性评估指标体系的设计与 优化问题进行具体探讨和研究。 电力通信网可靠性研究的根本目的是为了提高电力通信网的服务质量，使其 更好地满足电力系统通信业务的需求，保证智能电网的安全稳定运行。电力通信 网可靠性研究的关键就在于制定一套实用、完整的测度指标，并应用这些指标对 电力通信网可靠性进行评估，提高通信网的可靠性[4]。规范、科学、合理、完备 的电力通信网可靠性评估指标体系，可以提高电力通信网可靠性评估结果的合理 - - 性、真实性。 1.2 国内外研究动态 电力系统可靠性的研究经历了 40 多年的历史，有了成熟的理论以及可靠性 指标体系和评估方法，可靠性管理也已达到了一定的水平，并在实际电网运行中 发挥了重要作用[5]。通信网络在电力系统中发挥着越来越重要的作用，但是电力 通信系统可靠性的研究和管理却一直没有进展。从电力通信系统本身来说，在系 统设计、工程实施和网络运行过程中，都考虑了必要的可靠性措施，但是对整个 电力通信网络的可靠性水平和发展，却没有一个综合的评估指标体系和评估方 法，以至于无法对某个区域电力通信系统可靠性进行有效评估[6]。 随着通信业务及其网络的发展，网络可靠性的设计目标已不再局限于网络设 备的可靠性（如交换设备和传输设备的可靠性），而着眼于全网（包括公用网和 专用网）；不再局限于物理网的研究，而向逻辑网和高级智能网的层次扩展。与 此同时，通信网可靠性的测度也从最初的设备故障率向更高层次的测度发展，继 而引入的测度指标有各种故障规模下网络的不可用性、长时间业务中断的发生频 率、长时间业务中断发生时网路的不可用性以及网络的完整性。网络的完整性用 来衡量发生短时间业务中断时网路的不可用性，这一测度已越来越受到重视[7]。 在我国，电信网的呼损率、数据网的时延都被当作网络的业务性能指标。实 际上，由于网络的拥塞和故障导致可靠性的劣化必然要影响到这些性能指标，这 些指标在一定程度上也反映了网络的工作可靠性[8,9]，这对电力通信网也不例外。 二十世纪 90 年代末，梁雄健教授提出通信网的可靠性综合指数的概念，它 是对若干指标的综合。指标的选取非常重要，首先需要搜集大量数据进行比较分 析，将得到的指标进行科学合理的选取，建立起通信网可靠性的指标体系。2000 年有专家归纳了分析通信网可靠性的一般方法[10,11]，第一步，选择网络业务性能 指标(如网络时延或网络吞吐量)，确定性能阈值。第二步，通过可靠性建模与模 型求解计算机网络的可靠性，即定义网络部件的工作模式，进而确定网络的工作 状态，计算每个网络状态出现的概率，并把所有满足条件的状态的概率进行综合， 得到网络的可靠性测度。可以采用的方式有：进行数学建模和数学分析，并得到