周 靜，劉國軍

（國家電網(wǎng)公司智能電網(wǎng)研究院 北京 102200）

1 引言

電力通信網(wǎng)作為公司的第二張實(shí)體網(wǎng)絡(luò)，承載著電網(wǎng)運(yùn)行和企業(yè)管理的核心業(yè)務(wù)，是電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要保障。“十二五”期間，公司通信網(wǎng)已邁入全程全網(wǎng)服務(wù)型網(wǎng)絡(luò)發(fā)展階段，建成了世界上規(guī)模最大的企業(yè)通信專網(wǎng)，其中公司大容量骨干光傳輸網(wǎng)、數(shù)據(jù)通信骨干網(wǎng)、一體化電視電話會(huì)議系統(tǒng)等工程取得了跨越式發(fā)展，為智能電網(wǎng)和“三集五大”建設(shè)提供了堅(jiān)強(qiáng)支撐。

截至目前，國家電網(wǎng)公司通信網(wǎng)“十二五”規(guī)劃主要是從投資完成情況、資產(chǎn)及網(wǎng)絡(luò)規(guī)模變化情況、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況等方面對(duì)規(guī)劃執(zhí)行情況以及執(zhí)行效果進(jìn)行描述分析。其中，建設(shè)規(guī)模是分析通信網(wǎng)規(guī)劃合理性、可行性和科學(xué)性的一個(gè)重要判據(jù)[1]。骨干網(wǎng)由于規(guī)劃建設(shè)較為成熟，其建設(shè)規(guī)模不難把握，但是地區(qū)接入網(wǎng)建設(shè)規(guī)模和地區(qū)配電網(wǎng)建設(shè)一樣，受地區(qū)環(huán)境、地域經(jīng)濟(jì)和技術(shù)體制等多種因素影響，其建設(shè)規(guī)模難以把握。如何科學(xué)評(píng)價(jià)地區(qū)電力通信網(wǎng)建設(shè)的規(guī)模，進(jìn)而指導(dǎo)資金合理部署，促進(jìn)通信網(wǎng)與電網(wǎng)、通信網(wǎng)各網(wǎng)絡(luò)層級(jí)的協(xié)調(diào)發(fā)展，發(fā)揮電力通信網(wǎng)建設(shè)的最大綜合投資效益，是目前通信規(guī)劃管理部門面臨的一個(gè)重要課題。

規(guī)劃評(píng)估方法很多[2～8]，比如層次分析法、模糊綜合評(píng)價(jià)方法、專家評(píng)估方法等，這些方法可以從不同方面反映電力通信網(wǎng)的某些發(fā)展?fàn)顩r，但是也存在很多問題，比如對(duì)電力通信網(wǎng)規(guī)劃缺乏整體性認(rèn)識(shí)，致使評(píng)判結(jié)果不全面；對(duì)規(guī)劃方案優(yōu)劣沒有明確的量化標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)估結(jié)果存在偏差；評(píng)價(jià)方法側(cè)重于對(duì)現(xiàn)狀電力通信網(wǎng)評(píng)價(jià)，使評(píng)價(jià)結(jié)果落后于實(shí)際發(fā)展需求等。本文提出一種評(píng)價(jià)電力通信網(wǎng)與電網(wǎng)發(fā)展適應(yīng)性的量化評(píng)估方法，該方法以年度通信網(wǎng)和電網(wǎng)的歷年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用灰色關(guān)聯(lián)度分析方法，系統(tǒng)分析各地區(qū)通信網(wǎng)建設(shè)規(guī)模指標(biāo)（規(guī)模因子）與電網(wǎng)發(fā)展水平指標(biāo)（影響因子）之間的相互作用關(guān)系，從而得出通信網(wǎng)與電網(wǎng)發(fā)展的內(nèi)在關(guān)聯(lián)規(guī)律，為系統(tǒng)化、差異化分析各地區(qū)電力通信網(wǎng)建設(shè)水平提供量化依據(jù)。

2 電力通信網(wǎng)規(guī)劃評(píng)價(jià)指標(biāo)現(xiàn)狀

電力通信網(wǎng)由骨干通信網(wǎng)、終端通信接入網(wǎng)組成。其中，骨干通信網(wǎng)包含省際骨干通信網(wǎng)、省級(jí)骨干通信網(wǎng)、地市骨干通信網(wǎng)3個(gè)層級(jí)，涵蓋35 kV及以上電網(wǎng)廠站以及公司系統(tǒng)各類生產(chǎn)辦公場所。終端通信接入網(wǎng)由10 kV通信接入網(wǎng)和0.4kV通信接入兩部分組成，涵蓋10（20、6）kV和0.4kV電網(wǎng)。

電力通信網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的總體目標(biāo)是全面覆蓋公司各級(jí)廠站、各類辦公場所，滿足電網(wǎng)安全生產(chǎn)和公司經(jīng)營管理各類業(yè)務(wù)對(duì)通信連接需求以及可靠性的要求，支撐電網(wǎng)智能化發(fā)展以及企業(yè)信息化、現(xiàn)代化。因此，當(dāng)前電力通信網(wǎng)規(guī)劃指標(biāo)主要分為覆蓋率和可靠性兩大類，如圖1所示。

當(dāng)前，電力通信網(wǎng)規(guī)劃成效評(píng)價(jià)方式還是以定性描述為主，缺少定量評(píng)價(jià)指標(biāo)。此外，通信網(wǎng)建設(shè)發(fā)展水平應(yīng)該綜合考慮地區(qū)電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展水平、經(jīng)濟(jì)性等因素，而不僅僅依據(jù)“覆蓋率”等單一指標(biāo)來評(píng)價(jià)通信網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀。電力通信網(wǎng)建設(shè)規(guī)模的大小及發(fā)展的影響因素（主要考慮電網(wǎng)的影響），以及二者之間的關(guān)系不能憑主觀臆測，需要用科學(xué)的方法予以量化分析。

3 要解決的問題及基本分析思路

圖1 電力通信網(wǎng)規(guī)劃指標(biāo)現(xiàn)狀

電力通信網(wǎng)是電網(wǎng)發(fā)展的重要支撐平臺(tái)，電力通信網(wǎng)的發(fā)展速度與電網(wǎng)發(fā)展水平密切相關(guān)。本文定義ΔC為電力通信網(wǎng)發(fā)展裕度指標(biāo)，v1表示電力通信網(wǎng)實(shí)際發(fā)展速度，v2表示電力通信網(wǎng)理論發(fā)展速度，且滿足如下關(guān)系：

ΔC可用于綜合反映各階段、各地區(qū)、各層級(jí)通信網(wǎng)的綜合發(fā)展水平。不同地區(qū)的電力通信網(wǎng)發(fā)展裕度評(píng)估結(jié)果可以直接反映通信網(wǎng)發(fā)展水平的差異以及滿足電網(wǎng)發(fā)展需求的程度。如果ΔC為負(fù)，則說明該地區(qū)通信網(wǎng)支撐電網(wǎng)發(fā)展存在一定的壓力，通信網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)發(fā)展的適應(yīng)性較差，其通信網(wǎng)建設(shè)必須加強(qiáng)；反之則可以說明其建設(shè)規(guī)模過度，存在一定的投資浪費(fèi)。

基本分析思路是：v1可以通過參考文獻(xiàn)[1]提供的計(jì)算方法，由歷史數(shù)據(jù)直接求得；需要建立能夠直接反映電力通信網(wǎng)發(fā)展水平的指標(biāo)體系（規(guī)模因子S）和電網(wǎng)對(duì)通信網(wǎng)發(fā)展水平產(chǎn)生影響的指標(biāo)體系（影響因子F）；通過建立灰色關(guān)聯(lián)度分析模型，科學(xué)地揭示各相關(guān)指標(biāo)之間的內(nèi)在客觀關(guān)聯(lián)規(guī)律，從而推導(dǎo)出電力通信網(wǎng)發(fā)展速度的理論值v2；通過計(jì)算裕度指標(biāo)ΔC評(píng)估各地區(qū)通信網(wǎng)綜合發(fā)展建設(shè)水平。

4 基本方法與應(yīng)用步驟

（1）建立電力通信網(wǎng)規(guī)模因子集

公司電力通信網(wǎng)由骨干通信網(wǎng)、終端通信接入網(wǎng)組成。骨干通信網(wǎng)的建設(shè)投資主要取決于光纜線路（OPGW、ADSS）、傳輸設(shè)備（SDH、OTN、PTN 等）、業(yè)務(wù)網(wǎng)設(shè)備（路由器、交換機(jī)、會(huì)議電視系統(tǒng)、軟交換系統(tǒng)）。終端通信接入網(wǎng)的建設(shè)投資又分為10 kV通信接入網(wǎng)和0.4 kV通信接入網(wǎng)兩部分。通信接入網(wǎng)建設(shè)投資取決于接入網(wǎng)光纜線路（ADSS、溝道光纜、光纖復(fù)合低壓電纜等）、接入網(wǎng)光通信設(shè)備（EPON、工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)）等。本文列出了12項(xiàng)通信網(wǎng)規(guī)模因子（S），見表 1。

表1 電力通信網(wǎng)規(guī)模因子

（2）建立電網(wǎng)對(duì)通信網(wǎng)發(fā)展水平的影響因素集

電力通信網(wǎng)建設(shè)的根本目的是滿足電網(wǎng)安全生產(chǎn)和公司經(jīng)營管理的業(yè)務(wù)需求，并保持適度超前。因此，電網(wǎng)的建設(shè)發(fā)展直接影響通信網(wǎng)的建設(shè)發(fā)展水平。其中，變電站數(shù)量、輸電線路長度和營業(yè)網(wǎng)點(diǎn)數(shù)量將直接影響通信網(wǎng)建設(shè)規(guī)模，而公司售電量、營業(yè)收入、供電可靠性等指標(biāo)作為電網(wǎng)影響通信網(wǎng)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)因素和可靠性因素。本文列出了13項(xiàng)電網(wǎng)對(duì)通信網(wǎng)發(fā)展水平的影響因子（F），見表2。

表2 電網(wǎng)發(fā)展對(duì)通信網(wǎng)建設(shè)規(guī)模的影響因素及關(guān)聯(lián)層次

在表2中，骨干網(wǎng)光纜長度指10 kV以上的所有光纜的總長度；接入網(wǎng)光纜長度指10 kV光纜的總長度。骨干網(wǎng)站點(diǎn)具體包含：1 000/800 kV變電站、750/500 kV變電站、330/220 kV變電站、110 kV變電站、66 kV變電站、35 kV變電站、地（市）供電公司、縣級(jí)供電公司、直屬單位、營業(yè)網(wǎng)點(diǎn)和本級(jí)直調(diào)電廠。接入網(wǎng)站點(diǎn)是指20/10 kV站點(diǎn)（包括開閉站、環(huán)網(wǎng)柜、箱式變電站、桿上變壓器、柱上開關(guān)等）?！啊獭北硎灸骋挥绊懸蜃又笜?biāo)直接或者間接地對(duì)骨干網(wǎng)或者接入網(wǎng)的規(guī)模因子有影響。如35kV及以上變電站數(shù)(F1)和110 kV及以上高壓線路長度（F12）是直接影響骨干網(wǎng)建設(shè)規(guī)模的主要因素；而 20/10 kV站點(diǎn)數(shù)（F2）和10 kV線路長度（F13）是直接影響接入網(wǎng)建設(shè)規(guī)模的主要因素。

（3）影響因子與規(guī)模因子的灰色關(guān)聯(lián)分析模型

本文以2011年、2012年、2013年的通信網(wǎng)和電網(wǎng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為依據(jù)，具體步驟和分析方法如下。

第1步 數(shù)據(jù)規(guī)范化處理。

tk表示 2011 年、2012 年、2013 年，F(xiàn)i(tk)、Sj(tk) 表示影響因子集和規(guī)模因子集。

第2步 計(jì)算各個(gè)規(guī)模因子與影響因子的關(guān)聯(lián)系數(shù)矩陣。

各個(gè)規(guī)模因子受影響因子集影響，所以關(guān)聯(lián)系數(shù)矩陣是由每個(gè)規(guī)模因子與影響因子集組成的關(guān)聯(lián)系數(shù)矩陣，計(jì)算過程如下：

ρ為分辨系數(shù)，ρ∈[0，1],引入它是為了減少極值對(duì)計(jì)算的影響。

第3步 計(jì)算關(guān)聯(lián)度。

由關(guān)聯(lián)系數(shù)矩陣可以計(jì)算出影響因子與對(duì)應(yīng)規(guī)模因子的灰色關(guān)聯(lián)度。計(jì)算式如下：

第4步 計(jì)算平均發(fā)展速度。

采用綜合法[3]分別計(jì)算影響因子集和規(guī)模因子集中各個(gè)指標(biāo)的平均發(fā)展速度。

第5步 計(jì)算規(guī)模裕度。

v1指電力通信網(wǎng)實(shí)際綜合平均發(fā)展速度，v2指電力通信網(wǎng)理論綜合平均發(fā)展速度，計(jì)算式如下：

其中：

gj為各因子的發(fā)展速度對(duì)綜合平均發(fā)展速度的權(quán)重系數(shù)，在此gj=1；qij是影響因子對(duì)規(guī)模因子的影響權(quán)重，計(jì)算式如下：

其中M是影響因子的數(shù)量，pij是影響因子的關(guān)聯(lián)度排序，取值為正整數(shù)，范圍為 1～10。將式（11）、式（12）代入式（1），即可求出電力通信網(wǎng)平均發(fā)展裕度指標(biāo)ΔC。

5 實(shí)例計(jì)算與結(jié)果分析

以某省公司為例，以下說明通信網(wǎng)與電網(wǎng)發(fā)展適應(yīng)性的量化評(píng)估方法。

首先由《國家電網(wǎng)公司“十二五”通信網(wǎng)規(guī)劃執(zhí)行月報(bào)》中提取2011-2013年的通信網(wǎng)建設(shè)規(guī)?；A(chǔ)數(shù)據(jù)，建立通信網(wǎng)規(guī)模因子集S={S1,S2,S3,…,S12}，以國家電網(wǎng)公司近3年的社會(huì)責(zé)任報(bào)告中提取電網(wǎng)的發(fā)展數(shù)據(jù)，建立電網(wǎng)影響因素集合F={F1,F2,…,F11}，詳見表3。

其次，經(jīng)過數(shù)據(jù)歸一化處理后，計(jì)算通信網(wǎng)規(guī)模因子和電網(wǎng)影響因子之間的關(guān)聯(lián)度，計(jì)算結(jié)果見表4。

由表4可以看出關(guān)聯(lián)度值均大于0.7，說明所選因子集間指標(biāo)關(guān)聯(lián)度較大，所選指標(biāo)比較合理。表中還可以看出，同一影響因子對(duì)不同規(guī)模因子的影響程度是不一樣的。

其次，根據(jù)關(guān)聯(lián)度排序可以得到關(guān)聯(lián)度權(quán)重，關(guān)聯(lián)度權(quán)重反映了影響因子對(duì)規(guī)模因子影響的程度。以骨干光纜長度（S1）指標(biāo)為例，對(duì)湖南和北京兩個(gè)不同地區(qū)的骨干通信網(wǎng)光纜長度的影響因素的關(guān)聯(lián)程度不一。對(duì)于湖南省電力公司，變電站設(shè)備容量（F6）、售電量（F4）、資產(chǎn)總額（F8）是影響骨干網(wǎng)光纜規(guī)模的主要因素，而對(duì)于北京電力公司，35 kV 及以上變電站數(shù)量（F1）、線損率（F11）、資產(chǎn)總額（F8）和城市供電可靠率（F9）是影響骨干網(wǎng)光纜規(guī)模的主要因素。而公司資產(chǎn)總額（F8）和輸電線路長度（F5）對(duì)兩個(gè)地區(qū)的骨干網(wǎng)光纜建設(shè)規(guī)模的影響程度是一致的。

最后，通過計(jì)算發(fā)展裕度指標(biāo)，反映電力通信網(wǎng)的整體發(fā)展?fàn)顩r以及各個(gè)指標(biāo)的協(xié)調(diào)發(fā)展情況，“＋”表示通信網(wǎng)建設(shè)規(guī)模超前電網(wǎng)發(fā)展水平；“－”表示通信網(wǎng)建設(shè)規(guī)模滯后于電網(wǎng)發(fā)展水平。如圖2所示，由于該省電力公司“十二五”期間大力建設(shè)終端通信接入網(wǎng)，因此，通信網(wǎng)絡(luò)接入光纖覆蓋站點(diǎn)數(shù)（S9）發(fā)展較為超前，其發(fā)展裕度值為1.9；此外會(huì)議電視覆蓋骨干網(wǎng)站點(diǎn)數(shù)（S5）和綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)覆蓋骨干網(wǎng)站點(diǎn)數(shù)（S6）均較其他指標(biāo)值超前發(fā)展，分別為0.38和0.29，這與該公司近幾年部署會(huì)議電視系統(tǒng)、加強(qiáng)綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)覆蓋面的技術(shù)政策密切相關(guān)，因此計(jì)算結(jié)果符合當(dāng)前電力通信網(wǎng)建設(shè)現(xiàn)狀。此外，還可以對(duì)各地區(qū)、各省公司綜合發(fā)展情況進(jìn)行橫向比較，以指導(dǎo)公司總部掌握所轄各區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)的差異化發(fā)展現(xiàn)狀，為通信網(wǎng)規(guī)劃決策提供指導(dǎo)依據(jù)。

表3 某省公司2011-2013年規(guī)模因子與影響因子相關(guān)數(shù)據(jù)

表4 通信網(wǎng)規(guī)模因子與電網(wǎng)影響因子之間的關(guān)聯(lián)度矩陣

圖2 某省公司電力通信網(wǎng)發(fā)展裕度計(jì)算結(jié)果

6 結(jié)束語

電力通信網(wǎng)規(guī)劃成效評(píng)價(jià)方法對(duì)提高國家電網(wǎng)公司通信網(wǎng)規(guī)劃工作的科學(xué)性、指導(dǎo)性和可操作性具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義，一方面通過引導(dǎo)建立指標(biāo)數(shù)據(jù)庫，逐步積累覆蓋公司業(yè)務(wù)和管理的指標(biāo)數(shù)據(jù)，能夠?yàn)殡娏νㄐ啪W(wǎng)規(guī)劃提供條件；另一方面及時(shí)對(duì)規(guī)劃實(shí)施效果進(jìn)行檢驗(yàn)，能夠?yàn)殡娏νㄐ啪W(wǎng)建設(shè)改造提供依據(jù)。

本文針對(duì)電力通信專網(wǎng)的特點(diǎn)，提出一種通信網(wǎng)與電網(wǎng)發(fā)展適應(yīng)性的量化評(píng)價(jià)方法，該方法首先建立通信網(wǎng)發(fā)展規(guī)模指標(biāo)體系和電網(wǎng)影響因素指標(biāo)體系，然后通過建立灰色關(guān)聯(lián)度分析模型，提取兩者的關(guān)聯(lián)關(guān)系，進(jìn)而求得發(fā)展裕度指標(biāo)。通過計(jì)算發(fā)展裕度指標(biāo)，管理部門可以系統(tǒng)掌握電力通信網(wǎng)的整體發(fā)展?fàn)顩r以及各個(gè)指標(biāo)的協(xié)調(diào)發(fā)展情況。最后，以某典型省公司近3年的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為例，說明了該方法的合理性和實(shí)用性。

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