荀思超，沈雨生，徐 明，魏林風（國網鹽城供電公司，江蘇 鹽城 224000）
0 引 言
近年來，國網鹽城供電公司（以下簡稱公司）信息化建設快速發展。隨著信息系統、營銷系統、配用電系統以及智能電網的深化建設，物聯網、云平臺及變電站全面監控等新業務的涌現，數據中心的建設，無線專網在江蘇省內的全覆蓋，公司帶寬需求急劇上升。
光傳送網（Optical Transport Network，OTN）技術作為同步數字系列（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）、波分復用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）等技術的下一代傳送網應用的主流技術，不僅繼承了SDH 和WDM 技術的主要優勢，而且采用了大帶寬顆粒調度、多級串聯連接監視（Tandem Connection Monitor，TCM）、光層組網等更多的新型功能，能夠很好地滿足當前及未來一段時期對大帶寬業務傳送需求，適應電網的網架結構發展和調整[1]。
OTN 設備涉及大量波道的光電轉換，設備功耗大且對供電可靠性要求較高，因此OTN 設備交叉復用部分通常采用分區供電，并且與線路傳輸部分相互獨立。基于OTN 設備的供電需求，如何配置設備供電方式和改造現有站點機房電源，是急需研究的問題。
1 OTN 設備基本組成及功耗
根據OTN 網絡中各站點所處層級及可靠性要求不同，公司OTN 網絡主要包括OTN 站點（匯聚節點、骨干節點、接入節點）和光線路放大器（Optical Line Amplifier，OLA）站點[2]。典型配置如下：一是OTN設備站點配置電交叉矩陣板、波長轉換器（Optical Transponder Unit，OTU）、光功率放大器、光前置放大器、光監控信道（Optical Supervisory Channel，OSC）分波器/合波器；二是OLA 配置光線路放大器、OSC 分波器/合波器等；OTU 板可采用多端口的板卡，但至少要配置2 塊OTU 母卡；三是系統控制板、電源板卡、電交叉矩陣板卡均冗余配置；四是光子框數量原則上按照一個方向配置一個子框，如果機位緊張可多方向合并子框；五是OTU 采用支線路分離的OTU，靈活配置業務與線路板件。根據各類站點網絡層級及配置要求，站點OTN 設備配置功耗對比如表1 所示。
計算各類站點OTN 設備平均運行負載電流和啟動負載電流，具體結果如表2 所示。由表2 的數據可知，不同類型OTN 站點設備的功耗和負載電流存在顯著差異。具體而言，市公司站點設備的平均啟動功耗為4 768 W，平均啟動電流為99 A；縣公司站點設備的平均啟動功耗為2 306 W，平均啟動電流為47 A；5 00 kV 匯聚點站點設備的平均啟動功耗為4 208 W，平均啟動電流為88 A；220 kV 匯聚點站點設備的平均啟動功耗為3 286 W，平均啟動電流為68 A；一般組網站點設備的平均啟動功耗為3 142 W，平均啟動電流為65 A；線放站站點設備的平均啟動功耗為416 W，平均啟動電流為9 A。
表2 OTN 設備平均負載電流
根據表1 和表2 數據，對比各類站點設備的功耗和負載電流數據可以發現，市公司站點設備的平均啟動功耗和平均啟動電流明顯高于其他類型站點設備，而線放站站點設備的平均啟動功耗和平均啟動電流則相對較低。在實際應用中，需要根據不同類型站點設備的特點和功耗需求，合理配置設備，擴容現有通信電源系統，以保障網絡的穩定性和可靠性。
目前，主流品牌OTN 設備采用左右兩分區均衡供電，每個分區均需主備2 路電源輸入，1 套OTN設備一共需要4 路電源輸入[3]。分區供電示意如圖1所示。
圖1 OTN 設備分區供電示意
2 電源配置原則
根據OTN 設備技術特性以及供電需求特點，配套通信電源配置應滿足以下原則。一是OTN 設備電源應由來自不同交流母線的2 路電源供電。二是市公司、縣公司、500 kV 變電站應采用獨立通信電源系統供電，更新改造容量或端子不滿足需求的通信電源系統。三是對于已經安裝獨立通信電源的220 kV變電站，優先選擇使用獨立通信電源，更新改造容量或端子不滿足需求的通信電源系統。四是對于沒有安裝獨立通信電源的220 kV 變電站，優先選擇使用保護通信傳輸設備專用直流/直流（Direct Current/Direct Current，DC/DC）電源，對整流容量或空開端子不滿足的進行擴容模塊或改造端子，再選擇使用站用220 V 直流電源，對整流容量或空開端子不滿足的進行擴容模塊或改造端子，如果現有220 V 直流電源不具備改造條件，可新增DC/DC 變換器；再次新增獨立通信電源系統。五是新增或改造獨立通信電源系統應符合《通信電源技術、驗收及運行維護規程》（Q/GDW 11442—2020）要求[4]。六是當選擇使用保護通信傳輸設備專用DC/DC 電源系統以及站用220 V 直流電源系統時，應與地市檢修部門核實220 V蓄電池容量是否滿足，原則上不改造變電站220 V 直流電源系統蓄電池組。七是OTN 設備含電子框機架供電端子原則上按4×63 A 配置，僅含光子框機架按4×32 A 配置。
3 電源系統改造原則
根據OTN 設備功耗分析，對于常規OTN 節點設備，單套設備平均啟動功耗超過3 142 W，平均啟動電流超過65 A，進一步增加現有機房電源容量的需求，需要校核和改造現有機房的整流器以及蓄電池容量。
3.1 整流器改造原則
改造整流器時，單套整流容量需要滿足的條件為
式中：QZ為單套整流容量，A；ID為現有主備整流器電流讀數值，A；IC為新上OTN 設備電流計算值；QR為冗余模塊容量。
改造后的整流器容量配置原則為
式中：QG為改造后單套整流器容量，A；ID為現有主備整流器電流讀數值，A；IC為新上OTN 設備電流計算值；QR為冗余模塊容量。
改造后的整流器由變電站交流屏不同母線分別供電。同時，計算時整流器工作環境溫度取25 ℃，電壓取48 V。
3.2 蓄電池改造原則
蓄電池改造原則如下：對不滿足4 h 放電要求的蓄電池進行改造；計算時電池溫度系數取15 ℃，蓄電池電壓取放電終止電壓43.4 V；根據蓄電池容量計算公式計算蓄電池容量[5]。蓄電池容量公式為
式中：QC為蓄電池的容量，Ah；K為安全系數，取1.25；IC為負荷電流，按各站點實際負荷計算，A；TF為放電小時數，取4 h；η為放電容量系數，根據規范取0.79；α為電池溫度系數，1 ≤TF＜10，取0.008；t為實際電池所在地最低溫度數值，取25 ℃。
4 結 論
隨著通信技術的不斷迭代和演進，通信設備對于配套電源的容量和可靠性都有了更高的需求，要合理配置通信機房配套電源設備，保障各類生產業務的平穩運行。文章通過對比分析目前主流品牌OTN 設備的功耗數據，結合公司對通信電源運行、維護的要求，提出OTN 傳輸節點機房電源的配置方案和配套電源改造整體原則。該通信電源系統配置和改造原則為電力系統通信電源設計提供了一種新的思路和可行方案。公司的OTN 光傳輸網絡投運以來，設備電源供電正常設備運行穩定，能夠滿足調度運行需求。通信電源作為通信設備的重要配套設施，在電力通信系統中擔任著重要的作用。隨著通信技術的不斷迭代和演進，通信設備對于配套電源的容量和可靠性都有了更高的需求，要合理配置通信機房配套電源設備，保障各類生產業務的平穩運行。
