电力光传输网可靠性评估方法研究

李明洋 张利军

【摘要】 本文旨在对电力光传输网进行评估，以电力光传输网可靠性为重点。在电力通信光传输网评估模型中，评价指标的选取以及评价算法的研究将直接影响评价结果。本文选取节点设备以及传输光缆两方面的可靠性指标，通过模糊综合评价方法 对指标进处理，经过实例分析，得出算法的可行性。

【关键词】 电力光传输网 可靠性 糊评价

一、引言

电力通信光传输网是电力系统的重要基础设施之一，以确保电力系统的安全稳定运行。在现代电网中，电力通信光传输网扮演着越来越重要的角色。随着电力行业的快速发展，信息技术不断的渗透到电力行业建设中，信息网络与电力网络之间相互结合的趋势越来越明显[1]。

同时由于电网建设不断的发展，电力通信光传输网中的节点数量不断增加，网络结构变的更加复杂，各类业务的接入需求也在逐年增加。电力系统的安全稳定运行越来越依赖电力通信光传输网络，电力系统的建设也越来越依赖电力通信光传输网[2]。所以对电力通信光传输网进行综合性的评估，是势在必行的。

通过对电力通信网可靠性的研究来提高电力通信网的可靠运行，同时能够更好的服务于电力系统，确保电力网络的安全可靠。国内外研究人员对电力通信光传输网的评估已经进行了多年的研究，并取得了一定的研究成果。随着电力系统的不断发展，智能电网追求更高的自动化水平，从而使得电力光通信在电力系统中的作用越来越大。本文从可靠性为切入点，选取光传输网络可靠性指标，同时本文运用模糊综合评价算法对可靠性指标进行处理，得出电力光传输网可靠性量化值。

二 指标体系建立

本文旨在对电力光传输网可靠性进行评估，从可靠性方面招手选取指标。

2.1 指标选取原则

（1）系统全面性原则：设计的指标应该尽可能的反映电力光传输网的可靠性；

（2）指标独立性原则：设计的指标之间应该避免重复，相互独立。

（3）灵活可操作性原则：设计的指标数据应该能够很容易的获得和分析。

2.2 模型建立

电力光传输网中各部件的故障运行是影响可靠性的主要因素。本文主要从电力光传输网的设备和光缆角度对电力光传输网可靠性进行评价。 通过进一步分析，评价模型由三层体系组成，目标层为电力光传输网可靠性，准则层为站点设备可靠性和传输光缆可靠性。如图1指标递阶层次结构模型所示。其中U为电力光传输网可靠性评价指标，U1、U2分别是站点设备可靠性以及传输光缆可靠性。

本文选取了两个方面的指标作为准则层，分别是站点设备和传输光缆。主要通过光设备可用性、光设备成环率、光设备双备率、光设备冗余度、百台光设备缺陷率对站点设备进行评估；通过复合光缆占比、百公里光缆故障率、高负载光缆比例对传输光缆进行评估。

2.2.1 站点设备

（1）光设备可用性 U11

光设备可用性指的是光设备在任意时刻可以完成功能的能力，可以用平均无故障时间（MTBF）以及平均故障修复时间（MTTR）来表示11=MTBF/（）UMTBFMTTR+。

（2）光设备成环率U12

光设备成环率指的是在环上的节点设备数量与总的节点设备数量的比值，为了统计光传输网节点成环保护情况；

（3）光设备双备率U13

光设备双备率指的是有备份设备的数量与总设备数量的比值，对实现双重化的节点传输设备进行量化评价；

（4）光设备冗余度U14

光设备冗余度指的是网络中实现冗余的设备数与总设备数的比值。

（5）百台光设备缺陷率U15

百台光设备缺陷率指的是每百台光设备发生各类缺陷的次数与总设备的比值，对设备运行状况进行量化评价。

2.2.2 传输光缆

（1）复合光缆占比U21

复合光缆占比指的是使用复合光缆的里程数与所有使用光缆的比值；

（2）百公里光缆故障率U22

百公里光缆故障率可以用每百公里光缆发生故障发生的次数与总光缆的比值。

（3）高负载光缆比例U23

当光缆纤芯使用率超过75%就可以认为是高负载光缆，高负载光缆比例指的是纤芯使用超过75%的光缆里程数与总里程数的比值。

可靠性评估指标如表1所示，主要有准则层、指标层、指标代码、计量单位以及指标属性组成。其中指标属性它表示的是指标变动对评价结果的影响。“+”表示有利影响，指标变化方向和综合评价结果的方向是一致的；“-”表示有弊影响，指标变化方向和综合评价结果的方向是相反的[6]。

三、算例分析

本文采用模糊综合评价算法对指标进行处理，从而达到对电力光传输网的可靠性评估。模糊评价算法是一种基于模糊数学的综合评标方法，它是模糊数学的一个重要研究成果，它在很多领域都有重要的应用。

它把难以评价的定性评价内容转换为容易量化的定量评价，是一种使用模糊数学把受到多种因素和指标影响的对象或者事物做一个定量的评价。它的结果比较清晰，系统性非常强。

选取三个地市作为研究对象，对其数据进行分析，验证了算法的可行性。

1）通过层次分析法确定权重W。

3）计算模糊关系矩阵R，R体现了指标体系U 与评语等级V之间的关系，矩阵R中的元素rij体现了指标体系中的第i个元素对应到评语等级V中的第j个等级的一个隶属程度。根据10位专家给出的评价数据，按照模糊评价矩阵的建立原则，我们得出A市、B市、C市模糊关系矩阵如下图2所示。分别为矩阵R1，R2，R3。

从计算结果可以得出，可靠性A市表现的更加优秀，B市变现相对较差，总体来说表现都在0.9分左右，表现都比较优秀。证明了算法的可行性。

四、总结

通过对电力通信网可靠性的研究来提高电力通信网的可靠运行，同时能够更好的服务于电力系统，确保电力网络的安全可靠。对电网以及电力通信网络的发展具有一定的促进意义。本文从可靠性的两个方面，节点设备以及传输光缆出发选取评价指标，采用模糊数学中的模糊评价发对指标进行处理，评价结果具有较高的可信度。

参 考 文 献

[1]任柳明， 何光宇， 沈沉， 等. IECSA 项目介绍[J]. 电力系统自动化， 2006， 30（13）： 99-104.

[2]蘇波， 齐苗苗. 一种电力通信网可靠性综合评价方法[J]. 电力系统通信， 2010， 31 （215）： 5-8.

[3]许雪燕. 模糊综合评价模型的研究及应用 [D]. 西南石油大学， 2011 （6）.

[4]苑津莎， 高会生， 孙逸群， 等. 电力光纤通信网的安全性评估指标体系[J]. 高电压技术， 2009， 35（4）： 960-964

[5]李杰， 李纲， 陈希， 等. 电力通信网可靠性模型及仿真[J]. 电力系统通信， 2012， 33（1）： 23-27.

[6]李冶文， 孟洛明， 亓峰. 基于运行统计的网络管理系统连接质量模糊评价[J]. 电子学报， 2003， 31（5）： 747-750.