王海峰

(中移鐵通有限公司邯鄲分公司,河北 邯鄲056000)

SDH 光纖通信作為繼電保護信號傳輸主流的通訊方式,其相關(guān)研究一直是電力系統(tǒng)繼電保護方面的研究重點,成為了學(xué)術(shù)界重點研究的問題,必須提高對其的關(guān)注度。為實現(xiàn)電力系統(tǒng)繼電保護,對于SDH 光纖通信繼電保護信號的精度提出了很高的要求,因此,必須杜絕SDH 光纖通信繼電保護信號在傳輸過程中出現(xiàn)誤碼的現(xiàn)象[1]。在我國,針對SDH 光纖通信繼電保護信號誤碼率分析并不少見,但主要是通過考慮SDH 光纖通信信道傳輸容量與繼電保護信號大小的匹配程度,認為一旦繼電保護信號大小超出SDH 光纖通信信道傳輸容量就會出現(xiàn)信號誤碼的現(xiàn)象,以此推斷信號誤碼率。由于在傳統(tǒng)的SDH 光纖通信繼電保護信號誤碼率分析中,缺少精準的計算,必然無法獲得高精度的SDH 光纖通信繼電保護信號誤碼率分析結(jié)果[2]。因此,有必要對此分析方法展開優(yōu)化設(shè)計,通過計算得出SDH 光纖通信繼電保護信號誤碼率,為防止SDH 光纖通信繼電保護信號誤碼提供理論支持。

1 SDH 光纖通信繼電保護信號誤碼特性

在分析繼電保護信號誤碼率前,必須明確信號誤碼特性。在SDH 光纖通信過程中,繼電保護信號誤碼主要產(chǎn)生的原因是內(nèi)部機制存在誤差,主要由于外界噪聲干擾、碼間導(dǎo)致分散、先天定位誤差以及設(shè)備連接誤差等問題[2]。SDH 光纖通信如圖1所示。

圖1 SDH 光纖通信簡圖

SDH 光纖通信繼電保護信號誤碼特性是以ITU-T 為基礎(chǔ),加設(shè)g.821,將原本對于繼電保護信號誤碼率閾值由1×10-3提高至1×10-4,能夠在一定程度上保證信號傳輸質(zhì)量,常見的繼電保護裝置如圖2 所示。

圖2 繼電保護裝置

2 信號誤碼率分析

信號誤碼率分析主要從信號運維動態(tài)基線計算、信號誤碼特征歸一化處理、信號誤碼率分析三步進行,如圖3 所示。

圖3

2.1 計算SDH 光纖通信繼電保護信號運維動態(tài)基線

考慮到SDH 光纖通信繼電保護信號的數(shù)據(jù)基數(shù)過大,根據(jù)基線規(guī)則中的數(shù)據(jù)粒度,可采用計算SDH 光纖通信繼電保護信號運維動態(tài)基線的方式,掌握SDH 光纖通信繼電保護信號在運維動態(tài)過程中的不變化特性。在此基礎(chǔ)上通過控制計算結(jié)果精度,降低誤碼率分析誤差,以此起到提高SDH 光纖通信繼電保護信號誤碼率分析精度的作用[4]。基線算法的具體流程為：假定SDH 光纖通信繼電保護信號的數(shù)量表示為n,基于此輸出SDH光纖通信繼電保護信號運維動態(tài)基線計算公式。使用D 表示方程式,則有公式(1)。

公式(1)中,E 表示實際計算結(jié)果與預(yù)期計算結(jié)果的偏離值；y 表示不同繼電保護信號在SDH 光纖通信中的權(quán)重系數(shù)。結(jié)合計算公式,輸出計算結(jié)果中的最小數(shù)據(jù)值,以此作為基線的下限數(shù)據(jù)值,同理計算上限值,得出最終的SDH 光纖通信繼電保護信號誤碼率范圍。

2.2 歸一化處理SDH 光纖通信繼電保護信號誤碼特征

以上文設(shè)定的SDH 光纖通信繼電保護信號誤碼率范圍為限定條件,歸一化處理SDH 光纖通信繼電保護信號誤碼特征。首先,選取SDH 光纖通信繼電保護信號的狀態(tài)參數(shù),并進行相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集；而后,設(shè)定SDH 光纖通信繼電保護信號的狀態(tài)參量經(jīng)典域和節(jié)域,根據(jù)SDH 光纖通信繼電保護信號誤碼特征的參量權(quán)重進行歸一化處理。利用上文基線min-max 進行線性縮放,將SDH 光纖通信繼電保護信號誤碼特征歸一化縮放到0-1 之間。歸一化處理SDH 光纖通信繼電保護信號誤碼特征的具體實現(xiàn)過程,可通過公式表現(xiàn),如公式(2)所示。

在公式(2)中,X 表示歸一化處理后的值；P 表示原始SDH光纖通信繼電保護信號誤碼特征數(shù)據(jù)集中的值；Max 表示基線中需要歸一化的最大值；Min 表示基線中需要歸一化的最小值。通過公式(2)完成SDH 光纖通信繼電保護信號誤碼特征歸一化處理。

2.3 分析SDH 光纖通信繼電保護信號誤碼率

完成歸一化處理SDH 光纖通信繼電保護信號誤碼特征后,綜合分析SDH 光纖通信繼電保護信號誤碼率[5]。設(shè)SDH 光纖通信繼電保護信號誤碼率為W,則有公式(3)。

公式(3)中,M 表示SDH 光纖通信繼電保護信號平均無誤碼時間；B 表示平均通訊時間；F 表示平均誤碼時間。通過公式(3),可計算出SDH 光纖通信繼電保護信號誤碼率具體數(shù)值,數(shù)值越高證明SDH 光纖通信繼電保護信號誤碼率越高；反之,則越小。

在對繼電保護裝置進行誤碼行為分析過程中,應(yīng)考慮到通信過程中保護裝置的運行情況。根據(jù)目前對繼電保護裝置的分析,可知在單位時間內(nèi),裝置循環(huán)運行的穩(wěn)定功率為裝置單次運行功率的12.0 倍,因此,也可認為在此過程中,裝置運行的采樣頻率應(yīng)當表示為：50.0×12.0=600.0Hz,而在這一行為發(fā)生后,頻率每一幀的長度則可以表示為6.4×104÷600=1.07×102(/bit)?？紤]到此行為的計算可能存在誤差,因此在每放棄一個對數(shù)據(jù)框的統(tǒng)計,可認為此時裝置信號存在延誤的時間點應(yīng)為1.0÷600=1.00(/ms)。而我國在對此方面進行研究時,也曾有大量的研究成果顯示,使用SDH 光纖通信方式,提供給裝置保護數(shù)據(jù)的性能更為規(guī)范與合理。為了更好的驗證這一事實,使計算結(jié)果更加精準,ITU-T 單位特別開發(fā)了數(shù)據(jù)傳輸通道,此通道對信號誤碼率的要求更為嚴格,其過程無論是基于信息的損失值分析或是信號在傳輸過程的抗干擾能力,效果均更為顯著。

3 結(jié)論

通過SDH 光纖通信繼電保護信號誤碼率分析,能夠取得一定的研究成果,解決傳統(tǒng)SDH 光纖通信繼電保護信號誤碼率分析中存在的問題。由此可見,本文設(shè)計的方法是具有現(xiàn)實意義的,能夠指導(dǎo)SDH 光纖通信繼電保護信號誤碼率分析方法優(yōu)化。在后期的發(fā)展中,應(yīng)加大本文設(shè)計方法在SDH 光纖通信繼電保護信號誤碼率分析中的應(yīng)用力度。截止目前,國內(nèi)外針對SDH 光纖通信繼電保護信號誤碼率分析仍存在一些問題,在日后的研究中還需要進一步對SDH 光纖通信的優(yōu)化設(shè)計提出深入研究,為提高SDH 光纖通信繼電保護信號的綜合性能提供參考。