金堂通信系统完善工程 1901(1).doc

检索号 检索号 XD2017082K T 金堂县金堂县 2019 通信系统完善工程通信系统完善工程 可行性研究报告可行性研究报告 报审版报审版 四川省西点电力设计有限公司四川省西点电力设计有限公司 电力工程设计甲级电力工程设计甲级 证书编号 证书编号 A151005557 电力工程勘察乙级电力工程勘察乙级 证书编号 证书编号 B251005554 电力工程咨询乙级电力工程咨询乙级 证书编号 证书编号 12720090002 二二 0 一九年一月一九年一月 成都成都 金堂县 2018 通信系统完善工程 金堂县金堂县 2019 通信系统完善工程通信系统完善工程 可行性研究报告可行性研究报告 批准 批准 审核 审核 校核 校核 设计 设计 金堂县 2018 通信系统完善工程 目 录 1 概述 1 1 1 设计依据 1 1 2 设计规程与规范 1 1 3 设计原则 2 1 4 主要设计内容 2 2 电力系统及通信概况 3 2 1 电力系统概况及调度管理 3 2 2 通信现状 4 2 3 主要存在的问题 7 3 项目建设的必要性 7 4 业务分析 7 4 1 业务种类 8 4 2 业务通道要求 9 5 光缆建设方案 9 5 1 光缆建设要求 9 5 2 光纤选型 10 5 3 光纤数量的选择 11 5 4 光缆参数 11 5 5 光缆金具及附件 13 6 光传输网建设方案 13 6 1 技术体制 13 6 2 系统性能指标 14 6 3 网络拓扑结构 17 6 4 光通信设备配置 19 6 5 传输损耗指标 19 6 6 同步方式 20 6 7 网络管理 20 6 8 调度数据网 20 金堂县 2018 通信系统完善工程 6 9 综合数据网 21 7 电源系统建设方案 21 8 调度自动化建设方案 调度自动化建设方案 21 9 主要设备材料表 61 9 1 通信主要材料 61 9 2 光缆主要材料 64 9 3 调度自动化主要材料 65 10 投资估算 66 11 附件 68 附图一 金堂县水电集团江源电力有限公司电力光缆接线图 2018 年现状 附图二 金堂县水电集团江源电力有限公司电力光缆接线图 本工程建成后 金堂县 2019 通信系统完善工程 1 1 概述概述 1 1 设计依据 1 勘测设计任务委托书 2 现场收集资料 线路电气专业提供的配合资料 3 四川省水电集团投资发展部关于申报 2018 年通信完善工程的导则 1 2 设计规程与规范 DL T5391 2007 电力系统通信设计技术规定 DL T5404 2007 电力系统同步数字系列 SDH 光缆通信工程设计技术规定 DL T 5392 2007 电力系统数字同步网工程设计规范 电力监控系统安全防护规定 国家发展和改革委员会令 第 14 号 DL T 5447 2012 电力系统通信系统设计内容深度规定 DL T5003 2017 电力系统调度自动化设计规程 GB T50980 电力调度通信中心工程设计规范 1 中华人民共和国电力法 2 电网调度管理条例 3 国家相关规程规范 国家经贸委 2002 第 30 号令 电网和电厂计算机监控系统及调度数据网络安全防护规 定 电监会 14 号令 电力二次系统安全防护规定 电力系统设计实时计算机系统运行管理规程 模拟屏驱动器通用技术条件 电网调度自动化信息传输规定 实现变电站无人值班对调度自动化系统的基本要求 DL451 91 循环式远动规约 DL476 2012 电力系统实时数据通信应用层协议 DL5002 2005 地区电网调度自动化设计技术规程 DL516 2006 电网调度自动化系统运行管理规程 DLT550 94 地区电网调度自动化功能规范 DL T634 2016 远动设备及系统传输规约 DL T645 2007 多功能电能表通信规约 DL T630 1997 交流采样远动终端技术条件 DL T13730 1992 地区电网数据采集与监控系统通用技术条件 GB T13729 2002 远动终端通用技术条件 金堂县 2019 通信系统完善工程 2 DL T635 1997 县级电网调度自动化功能规范 IEC870 5 101 远动设备及系统传输规约基本远动任务配套标准 IEC870 5 104 远动网络传输规约 IEC870 5 103 远动设备及系统传输规约保护通信配套标准 DL T 667 1999 继电保护设备信息接口配套标准 IEC529 防护等级 DL T5118 2000 农村电力网规划设计导则 1 3 设计原则 1 光纤通信网络建设应坚持 统一规划 统一标准 统一建设 以及 光缆共享 电 路互补 的原则 2 光纤通信网络应采用先进 成熟 适用的技术 满足电网生产调度 生产管理的业 务需求 并保持适度超前 3 光纤通信网络应作为一个整体进行建设 各层级间协调发展 资源共享 防止网络 重复建设和资源浪费 4 光纤通信网络应遵循统一的技术体制与接口标准 减少信号转换环节 提高网络运 行效率 5 要求调度机构 110kV 厂站的线路保护 调度自动化 调度电话等关键生产业务至 少具备两条独立的通信路由 实现 N 1 运行保障能力 6 传输网采用 SDH MSTP 制式 各级传输网带宽应满足 十三五 规划及发展对通信 业务的需求 并预留充足业务保护 恢复带宽 便于平滑升级和灵活调度 重要节点设备要 求关键部件应冗余配置 设备容量应具备平滑升级的能力 7 新建 110kV 线路与输电线路同步建设双 OPGW 光缆 新建 35kV 线路与输电线路同 步建设 OPGW 光缆 对已建成的 110kV 及以下的输电线路 采用 ADSS 光缆或者阻燃普 通光缆 设计中应对原杆塔强度和对跨越物距离进行校核 如果无已建电力杆路可利用 可采用沿已建地下管网 建筑物外墙敷设 直埋或者自立杆路等方式 规划建设电缆通道 时应预留光缆管孔 新建光缆芯数不少于 24 芯 8 2010 年前投运 且与调度端已实现公网通信的老旧站 不列入本项目 待后期综 合自动化改造一并纳入相关工程 9 电力调度自动化系统及校表系统 1 4 主要设计内容 1 金堂县江源电力有限公司管辖范围内 35kV 及以上电压等级厂站的光纤通信网络建 设项目内容主要包括光缆线路 SDH 光传输网 调度电话交换网 通信电源系统等 金堂县 2019 通信系统完善工程 3 2 工作范围如下 已建而未覆盖光纤通信网络的厂站 已建并已覆盖光纤通信网络 但不能满足 十三五 发展规划目标 需要改造的厂 站 3 新建电力系统调度自动化及校表系统 2 电力系统及通信概况 2 1 电力系统概况及调度管理 1 电力系统现状 目前 水电集团江源电力有限公司所辖电网最高电压等级 110kV 电网共有水电厂 2 座 110kV 变电所 1 座 35kV 变电所 4 座 电网通过九龙滩水电站 35kV 线路与国网联网 已建厂站如下表 表 2 1 已建厂站统计表 序号厂站容量 电压性质产权单位调度管辖备注 一发电厂 1九龙滩3 5MW协议电站水电集团江源公司江源地调 2顽石3 5MW协议电站水电集团江源公司江源地调 二 110kV 变电 所 1竹篙110kV直属水电集团江源公司江源地调在建 三35kV 变电所 1黄桷垭35kV直属水电集团江源公司江源地调 2土桥35kV直属水电集团江源公司江源地调 3转龙35kV直属水电集团江源公司江源地调 4云合35kV直属水电集团江源公司江源地调在建 5广兴35kV直属水电集团江源公司江源地调可研阶段 2 电力系统发展规划 表 2 2 十三五 规划新建厂站统计表 序号厂站电压性质产权单位备注 变电所 1又新110kV直属水电集团江源公司建设时间待定 金堂县 2019 通信系统完善工程 4 3 电力系统调度管理 水电集团江源电力有限公司电网直属调度机构是江源地调 调度范围包含电网 110kV 及以下电网 不含与联网线路及开关 并网小水电厂 2 2 通信现状 1 截止 2018 年 12 月 电力专用光缆现状统计见表 2 3 通信设备统计见表 2 4 金堂县 2019 通信系统完善工程 5 表 2 3 电力专用光缆现状统计表 光缆区段电压等级路径长度 序号 A 端Z 端 所属线路 千伏 光缆 种类 千米 光纤 类型 光纤 数量 备注 现状 1顽石水电站黄桷垭顽石水电站 黄桷垭35ADSS7G 6528至 33 杆 2黄桷垭竹篙黄桷垭 竹篙35ADSS7 8G 65224 3云合竹篙云合 竹篙35OPGW8 7G 65224 合计23 5 金堂县 2019 通信系统完善工程 6 表 2 4 通信设备统计表 设备 厂站 SDHPCMODFDDFVDF 电源安装环境存在的问题处置建议 一地调 江源地调一体化电源系统 竹篙站 二水电厂 顽石电站 九龙滩电站 水电站保护为继电器式 不具备四 遥功能 三110 千伏变电所 竹篙 110 四35 千伏变电所 黄桷垭243250 土桥 转龙 云合243250 金堂县 2019 通信系统完善工程 7 2 水电集团江源电力有限公司无光传输网 3 水电集团江源电力有限公司无调度交换机 4 水电集团江源电力有限公司在竹篙站内设置调度系统自动化 调度系统自动化并未 建设 只是在竹篙新建工程中设置调度设备室 未设独立通信机房 通信设备与调度自动 化设备安装在同一房间 调度自动化基础设施所包括的计算机房 UPS 室 蓄电池室 调 度大厅 运维室等专业用房及不间断电源 空气调节系统 新风系统 消防系统照明系统 电子门禁系统 综合布线等在竹篙变电站设计时已经同步设计 调度自动化计算机房温湿度要求采用 B 级标准 机房温度 18 24 温度变化 率每小时不超过 10 并不得凝露 相对湿度为 40 70 因此为机房配备 2 台 3P 来电自启动机柜 以调节机房内温湿度 调度自动化机房 调度大厅 运维室内设计安装新风系统 装修设计时考虑防噪声措 施 各专业用房设计设计安装 100mm 环形铜排接地体与大楼接地体相连 电阻 0 5 机房地面采用防静电地板 墙壁及顶棚采用优质乳胶漆 机房雷电分为直击雷和 感应雷 对直击雷的防护主要由主控楼的避雷针完成 本期设置电源综合防雷箱 仿制 感应雷引起的雷电浪涌和其他原因引起的过电压 机房采用综合布线系统 机房部署生产控制大区设备的区域设计了两道门禁系统 其余区域及其他专用用房也 设计了电子门禁系统 调度自动化辅助系统包括动力环境监测系统 调度大屏幕系统 音响系统等 2 3 主要存在的问题 水电集团江源电力有限公司厂站都未配置 SDH 光设备 现有站点系统通信主要采用市 话通信方式 无光纤通信网络 安全可靠性差 3 项目建设的必要性 金堂江源电力有限公司的供区约 400km2 承担金堂县隆盛镇 转龙镇 竹篙镇 广兴 镇 又新乡 土桥镇 云合镇 7 个乡镇 53 个村 10 社区 约 30 万人的供电任务 占金堂 总人口的 24 目前供区有用电户 8 万余户 供区供电的安全 稳定性直接影响农村排灌 农副业加工 农业居民的生产生活 江源公司现阶段各站点没有光纤通信 没有调度自动化系统 不能及时监控供电系统 的供需矛盾 故障隐患 供电安全性 可靠性 稳定性较差 利用农网资金完善江源供区各站点的网络通信 采取提高调度自动化水平等措施 采 用计算机自动控制 能够及时发现供需矛盾并自动调整 巡检发现故障能够及时告警 事 故区域及时切除 能够大力提升电网的供电安全性 稳定性 可靠性 金堂县 2019 通信系统完善工程 8 光纤通信是基于光导纤维作为传输介质的通信方式 相对于其它传统通信方式 具有 传输质量高 误码率低 频带宽 抗干扰能力强等等优点 在电力系统得到广泛的应用 因此光纤通信是作为电力通信网络的最佳方式 目前 水电集团江源电力有限公司没有专用的电力光纤通信网络 无法满足电力系统 特殊业务安全可靠传输的需要 随着水电集团江源电力有限公司电网规模的扩大和供区工 农业对供电可靠性及服务质量的要求不断提高 这对电力通信提出了新的更高要求 为满 足电力生产调度和经营管理的需求 实现调度电话 保护及故障录波 调度自动化及电能 量采集 视频监控等业务信息的传输 保证电网安全 稳定 经济运行 推动变电所无人 值班工作顺利开展 各变电所有必要建设至江源地调的光纤通信电路 4 业务分析 4 1 业务种类 表 4 1 电力系统业务统计及承载方式 承载方式 序号业务名称业务属性 业务系统 安全分区 光 纤 SDH 调度 数据网 数据 通信网 一SDH 承载的 TDM 业务 线路保护数据生产控制大区 1 电力系统 专有业务 调度电话话音生产控制大区 金堂县 2019 通信系统完善工程 9 序号业务名称业务属性 业务系统 安全分区 承载方式 光 纤 SDH 调度 数据网 数据 通信网 二SDH 调度数据网 调度自动化实时数据生产控制大区 电能量计量数据生产控制大区 1 调度实时 准实时数据 保护故障录波数据生产控制大区 三SDH 数据通信网 1语音业务行政电话话音信息管理大区 视频监控图像及数据 信息管理大区 2视频业务 高清视频会议图像及数据 信息管理大区 3办公业务 财务 生产 营 销 物资 建设 人资 综合管理 等 数据信息管理大区 4 2 业务通道要求 4 2 1 线路保护通道要求 110kV 线路光纤保护需要 2 对光纤芯 1 对主用 1 对备用 35kV 线路电流电压保护 不需要保护通道 4 2 2 调度自动化通道要求 远动信息采用 2 路 2Mb s 专线远动通道 2 路通道互为主备 电能量计量信息采用 1 路 64kb s 专线拨号通道 4 2 3 通信专业通道需求 发电厂 变电所的调度 行政电话采用 PCM 远端放号解决 发电厂 变电所的视频监控终端通过 1 路 100Mb s 以太网通道上传视频监控信息 5 光缆建设方案 5 1 光缆建设要求 本工程新建 24 芯 ADSS 光缆线路 2 条 总长约 28 6km 新建光缆尽量与原有线路路径保持一致 水电集团江源电力有限公司调度中心新建在 竹篙 110kV 变电站内 光缆进出站沿已建通道敷设 敷设方式为电缆沟敷设和直埋穿管敷 金堂县 2019 通信系统完善工程 10 设 表 5 1 光缆建设安排表 5 2 光纤选型 光纤通信系统建设必需选择合适的光纤 使系统具备较高的性价比 既要满足通信系 统传输信息量不断增大的要求 同时还要考虑到光纤价格和使用寿命 避免投资的浪费 目前 类似工程常用的光纤有色散非位移单模光纤 G 652 和非零色散单模光纤 G 655 这 两种种光纤的特性如下所述 1 色散非位移单模光纤 G 652 G 652 光纤是目前光纤通信中最广泛使用的一种光纤 ITU T 根据 G 652 光纤的工作波 长范围 支持的不同传输速率系统 在 1385nm 波长衰减系数的不同以及链路偏振模色散 大小等 将 G 652 光纤细分为 G 652 A G 652 B G 652 C 和 G 652 D4 个子类 按照 G 652 光纤的性能特点 国家标准将 G 652 光纤分为两大类 标准单模光纤 G 652A G 652B 和波长扩展单模光纤 G 652C G 652D G 652A 用于 2 5Gbit s 的传输系统 G 652B 用于 10Gbit s 以下的传输系统 G 652B 的 偏振模色散值较 G 652A 更为严格 G 652C G 652D 消除了 1383nm 处的水吸收峰 将工作波长扩展为 1280 1625nm 大大增加了波分复用信道数量 G 652D 的偏振模色散值较 G 652C 更为严格 2 非零色散单模光纤 G 655 G 655 光纤的基本设计思想是在 1550nm 窗口工作波长区具有合理的 较低的色散 足 以支持 10Gbit s 以上速率的长距离传输而无需色散补偿 从而节省了色散补偿器件及其附 加光放大器的成本 主要适用于长距离通信 结合实际情况 考虑到技术 经济和未来的发展要求 建议光缆选用 G 652B 单模光 纤 光纤技术特性如下表 光缆区段 电压 等级 路径长 度 序号 A 端Z 端 所属线路 千伏 光缆 种类 千米 光纤 类型 光纤 数量 备注 本次项目新建 1转龙站竹篙站转龙站 竹篙站35ADSS9 9G 65224 2土桥站竹篙站土桥站 竹篙站35ADSS18 7G 65224 3合计28 6 金堂县 2019 通信系统完善工程 11 表 5 2 G 652B 型光纤特性表 项目波长及参数 1310nm 0 36dB km 衰减 1550nm 0 21dB km 1310nm9 3 0 5um 模场直径 1550nm10 5 1 0um 1285nm 1339nm 3 5ps km nm 色散 1550nm 18ps km nm 偏振模色散系数 0 2ps km 光缆截止波长1260nm 包层直径 125 1 0um 模场同心度偏差 0 8um 包层不圆度 1 0 光纤强度 100kpsi 抗疲劳系数 20 5 3 光纤数量的选择 在选择光缆纤芯数量时 需要考虑光缆物理寿命 如架空光缆约 20 年 地下光缆 25 年 及 诸多不易确定的因素 因而有较大的难度 一方面 光纤成本较低 纤芯数量可有适当富余度 但过得的纤芯 会在光缆接近其 物理寿命时仍有不少纤芯闲置不用 这显然是一种浪费 另一方面 光缆线路属于一次性 建设 初期投资及施工工作量较大 如果由于纤芯数量配置不足而造成光缆线路重复建设 将是一种更大的浪费 鉴于上述两方面的原因 在选择纤芯数量时 既要满足网络发展的 需要 又要利于提高网络的经济性能 并留适当余量 根据水电集团江源电力有限公司业务需求 系统制式 系统配置数量 网络可靠性及 新业务发展需要 考虑统一纤芯数量方便订货和施工 本工程光缆纤芯数量统一为 24 芯 5 4 光缆参数 ADSS 光缆一般分为层绞式和中心束管式结构 常用的是层绞式结构 两种结构的光 缆如下图 金堂县 2019 通信系统完善工程 12 图 5 1 ADSS 光缆结构 1 层绞式 ADSS 光缆 光缆中心元件采用玻璃增强纤维构成 抗张力强度元件由芳纶 纱制成 芳纶纱缠绕通过调节扭矩平衡的方法 使 ADSS 光缆得到极高的抗拉强度和应力 特性 因此 层绞式 ADSS 光缆的结构稳定 机械强度高 使用跨距大 绝缘性能好 常 用于 220kV 及以下电力线路 ADSS 光缆的纤芯被放入充满油膏的松套管内形成一定余长 余长控制在光缆总长的 0 8 以内 光缆中的纤芯实际长度大于光缆在受力情况下的长度 纤芯以自身余长来克服 光缆初伸长和运行过程中所产生的变形 所以 当光缆张力在 70 RTS 以下时 纤芯受力 很小 2 中心束管式 ADSS 光缆 光缆的截面小 重量轻 结构简单 机械强度低 但纤芯 余长有限制 适用于丘陵 平原等地形条件较好的地方 光缆的纤芯余长一般控制在光缆 总长的 0 3 以内 本工程选用电力系统常用的层绞式 ADSS 光缆 光缆型号为 ADSS 24B1 30 6kN AT 光纤芯型号为 G 652B 由于各厂家 ADSS 光缆结构及参数有一定差异 结合本工程的使用条件以及类似工程 的 ADSS 光缆参数 确定 ADSS 光缆的主要参数如下表 表 5 3 ADSS 光缆主要参数表 序号项目单位ADSS 24B1 30 6kN AT 1光缆直径mm13 5 金堂县 2019 通信系统完善工程 13 5 5 光缆金具及附件 光缆金具及附件包括专用的预绞式悬垂串 预绞式耐张串 防震金具 引下夹具 接 头盒 余缆架 抱箍等 为保证光缆安装的顺利进行 与光缆配套的金具由 ADSS 光缆生 产厂协调供应 金具具体型号及数量在初设阶段进一步明确 6 光传输网建设方案 6 1 技术体制 目前的光传输网技术一般包括有线传输和无线传输 其中以有线光传输方式为主 无 线传输方式作为有线光传输必要的补充 对有线光传输难以覆盖的区域进行覆盖 在通信领域 近年来伴随着层出不穷的技术创新 通信技术呈现出日新月异的发展态 势 针对水电集团江源电力有限公司光传输网规模较小的情况 选取企业专网常用的 SDH 同步数字体系 MSTP 基于 SDH 的多业务传送平台 PTN 分组传送网 技术比较如 下 1 SDH 技术 SDH 光传输网是一种将复接 传输及交叉连接功能融为一体的时分复用 TDM 同步数 字传送网络 它可通过网管系统实现网络配置 有效管理 实时监控 动态网络维护等功 能 是非常成熟光传输技术 SDH 光设备具有种类多 电路管理灵活 网管技术成熟等优点 但是传统的 SDH 光 传输网主要为以语音业务为代表的固定带宽业务而设计 其拓扑结构以线形和环形为主 业务配置时 需要逐环 逐点配置业务路径及时隙 业务配置比较复杂 2 MSTP 光传输网 由于 IP 业务的迅速增长 MSTP 技术解决了 IP 业务直接融入 SDH 光传输网的问题 是在 SDH 技术上的 把以太网 异步传输模式 ATM 等多种业务进行汇聚并进行有效适配 实现多业务的综合接入和传送的多业务平台 2光缆重量kg km147 3标称抗拉强度 RTSkN 30 6 4平均运行张力 EDS kN 25 RST 5最大允许工作张力 MAT kN 40 RST 6极限运行张力 UOSkN 60 RST 7光缆结构形式层绞式 8纤芯类型G 652 9外层护套AT 金堂县 2019 通信系统完善工程 14 MSTP 的基本特征是通过对以太数据帧和 ATM 信元的封装 实现基于 SDH 的多业务 综合传送 MSTP 的技术定位在融合 TDM 和以太网二层交换 通过二层交换实现优化数据 在 SDH 通道中的传输 并有效解决分叉复用器 ADM 数字交叉连接设备 DXC 业务单一 和带宽固定等问题 MSTP 是现网中承载 E1 FE GE ATM 等数据业务较简单 快捷 较少投资的承载 方案 对于新建网络 如果以 TDM 业务为主 IP 业务较少 MSTP 是成熟 经济的选择 3 PTN 技术 PTN 是面向分组传送的新一代光传输技术 是一种能够支持以太网业务 兼容 TDM ATM 等传统业务的综合传送网技术 PTN 主要为数据业务的传输而服务 因此它 主要提供 GE FE 接口 也可以提供 2M 或者 STM N 接口 对于新建网络 如果以 IP 业 务为主 TDM 业务较少 可以选择 PTN 技术组网 4 结论 由于电力系统调度电话 保护故障录波 调度自动化及计量等业务要求实时性强 可 靠性高 对于上述业务基于 TDM 的 SDH 有其突出的优点 被电力系统大量采用 但是 SDH 光设备对多业务的支持度不高 同时 SDH 光设备正在被 SDH MSTP 光设备所取代 对于新增站点不再采用传统的 SDH 设备 应选择基于 SDH 的多业务传输平台 MSTP 设备 6 2 系统性能指标 传输性能指标包括误码性能 抖动性能 漂移性能 可用性目标 指标按 ITU T 国 家标准 电力行业标准执行 传输系统的参考配置如下图所示 图 6 1 传输系统的参考配置 1 误码性能 6800km 数字通道的误码性能 长期系统指标 应不低于下表的指标 测试时间不小于 720h 表 6 1 6800km 数字通道的误码性能指标 长期系统指标 速率 kbps 20481555206220802488320 金堂县 2019 通信系统完善工程 15 ESR1 63E 36 53E 3待定待定 SESR8 16E 58 16E 58 16E 58 16E 5 BRER8 16E 68 16E 64 08E 64 08E 6 6800km 数字通道的误码性能 短期系统指标 应不低于下表的指标 测试时间为 24h 表 6 2 6800km 数字通道的误码性能指标 短期系统指标 20481555206220802488320 速率 kbps S1S2BISP07S1S2BISP07S1S2BISP07S1S2BISP07 ES43744112042661645 SES0621062106210621 2 抖动性能 SDH 网络接口最大输出抖动见下表 表 6 3 SDH 网络输出接口允许的最大输出抖动 网络接口限值测量滤波器参数 B1 UIpp B2 UIpp 速率 Kbps f1 f4f3 f4 f1 Hz f3 kHz f4 MHz STM 1o1 5 0 75 0 15 0 15 500651 3 STM 4o1 5 0 75 0 15 0 15 10002505 STM 16o1 5 0 75 0 15 0 15 5000100020 STM 64o1 5 0 75 0 15 0 15 20k4M80 表 6 4 STM 1 光接口输入抖动容限 频率 Hz 抖动幅度 峰峰值 10 f 19 338 9UI 19 3 f 68 7750 fE 1 UI 68 7 f 500750 fE 1 UI 500 f 6 5k1 5UI 6 5k f 65k9800 fE 1 UI 65k f 1 3M0 15UI 表 6 5 STM 4 光接口输入抖动容限 频率 Hz 抖动幅度 峰峰值 9 65 f 1001500 fE 1 UI 100 f 1k1500 fE 1 UI 金堂县 2019 通信系统完善工程 16 1k f 25k1 5UI 25k f 250k38000 fE 1 UI 250k f 5M0 15UI 表 6 6 STM 16 光接口输入抖动容限 频率 Hz 抖动幅度 峰峰值 10 f 12 1622UI 12 1 f 5007500 fE 1 UI 500 f 5k7500 fE 1 UI 5k f 100k1 5UI 100k f 1M150000 fE 1 UI 1M f 20M0 15UI 表 6 7 2048kbps 接口的输入抖动容限和漂移容限 频率 Hz 指标要求 峰峰值 12m f 4 88m18us 4 88m f 10m0 088 fE 1 us 10m f 1 678 8us 1 67 f 2015 fE 1 us 20 f 2 4k1 5UI 2 4k f 18k 3 6E 3 fE 1 UI 18k f 100k0 2UI 3 漂移性能 表 6 8 STM N 接口上的漂移限值 MTIE us 观察时间 s 7 5tt 1 30 0 1t 0 251 30 t 17 5 5 10 3t 217 5 t1200 4 可用性目标 表 6 9 数字段可用性目标 长度可用性不可用性不可用时间 年 金堂县 2019 通信系统完善工程 17 长度可用性不可用性不可用时间 年 L 420km99 977 2 3 10 4 120 分 年 420 L 280km99 985 1 5 10 4 78 分 年 L 280km99 99 1 10 452 分 年 表 6 10 SDH 系统的不可用时间的分配 设备不可用时间比例不可用时间 min 光缆线路部分 含光缆 活动连接器和跳 线 75 90 硬件12 5 15 终端 再生器 软件12 5 15 6 3 网络拓扑结构 水电集团江源电力有限公司调度骨干光环网的通信速率选择 2 5Gbit s 骨干光环网以 外的 110kV 变电所通信速率选择 622Mbit s 水电厂和 35kV 变电所的通信速率选择 622Mbit s 或者 155Mbit s 1 接入网络 黄桷垭 35kV 变电站 竹篙 110kV 变电站 1 1 方式 622Mbit s 光路 云合 35kV 变电站 竹篙 110kV 变电站 1 1 方式 622Mbit s 光路 图 6 1 光传输网络拓扑结构图 6 4 光通信设备配置 本工程建设后 光通信电路图如图 6 2 所示 图中虚线框表示本期新建或待建设备 金堂县 2019 通信系统完善工程 18 光通信设备配置详见下表 35kV 转龙和土桥站 站端设备配置在后期变电站改造工程中完善 图 6 2 光通信电路图 本工程建设后 金堂县 2019 通信系统完善工程 19 江源公司光缆路由图 金堂县 2019 通信系统完善工程 20 6 5 传输损耗指标 1 光口参数 表 6 13 光口参数表 名称项目标准参数值 标称比特率 kbps 1555206220806220802488320 应用分类代码L 1 1S 4 1L 4 1 L 16 1 工作波长范围 nm 1280 1335 1274 1356 1296 1330 1280 1335 光源类型MLNMLNMLNSLM 最大 rms 谱宽 nm 42 51 7 最大 20dB 谱宽 nm 1 最小边模抑制比 30 最大平均发送功率 dBm 0 823 最小平均发送功率 dBm 5 15 3 2 发信机 在 S 点特性 最小消光比 dB 108 2108 2 衰减范围 dB 10 280 1210 2410 24 色散容限 ps nm 18574109NA 光缆在 S 点的最小回波损耗 dB NANA2024 SR 点 光通道特性 SR 点间最大离散反射系数 dB NANA 25 27 最差灵敏度 BER 1012 dBm 34 28 28 27 最小过载点 dBm 10 8 8 9 最大光通道代价 dB 1111 收信机 在 R 点特性 收信机在 R 点最大反射系数 dB NA27 14 27 2 再生段性能计算 再生段性能计算采用最坏值设计法 即利用损耗限制中继段长度计算及色散限制中继 段长度计算分别计算后 取其两者较小值 计算结果用于光口应用代码的选择 计算见下 表 表 6 14 再生段性能计算表 应用代码S 1 1L 1 1L 4 1L 16 1 光纤类型G 652BG 652G 652BG 652B 金堂县 2019 通信系统完善工程 21 波长 nm 1261 1360 1280 1335 1296 1330 1280 1335 接收灵敏度 Pr dBm BER 10 12 28 34 28 27 平均发送功率 Ps dBm 15 5 3 2 最大光通道代价 Pp dB 1111 光纤每公里平均接续衰耗 As dB km 0 030 030 030 03 光纤活动连接器衰减 Ac dB 1211 光缆每公里衰减常数 Af dB km 0 360 360 360 36 系统富余度 M dB 3333 衰减受限再生段长度 L km 20 5158 97 51 2851 28 最大总色散值 Dmax ps nm 96185109NA 光纤色散系数 D ps nm km 3 53 53 53 5 色散受限再生段长度 km 27 4252 86 31 14NA 本工程设备配置光口选择根据中继段长度 按以上计算结果进行配置 6 6 同步方式 水电集团江源电力有限公司调度没有独立的通信时钟节点 本工程采用从光传输网中 采集同步定时信号的时钟提取方法 同步时钟信号取自水电集团江源电力有限公司调度的 同步时钟源 新配置设备所需时钟从对侧 SDH 光设备的 STM N 信号码流中提取 同步方 式为主从同步 6 7 网络管理 水电集团江源电力有限公司电网 SDH 光传输设备 PCM 设备纳入水投江源地调统一 网管 江源地调未配置网管系统 本期工程配置通信设备网管系统 1 套 6 8 调度数据网 根据江源电力调度数据网络总体规划 本期工程相关站点 在网络中处于接入层站点 在变电站配置 1 套调度数据网接入层设备 转龙站 土桥站后期改造中配置 满足变电 站通过电力调度数据网传输调度自动化信息的要求 在调度中心配置 1 套汇聚型调度数据 网设备 根据电监会 2006 34 号文 电力二次系统安全防护总体方案 和 变电站二次系统安 全防护方案 要求 变电站二次安全防护应贯彻执行安全分区 网络专用 横向隔离 纵 向认证四大原则 以保障电力监控系统和调度数据网络的安全 在调度中心配置 1 套纵向 加密设备 在变电站内配置 1 套纵向加密设备 转龙站 土桥站后期改造中配置 云合 黄桷垭已在新建和扩建工程中配置 金堂县 2019 通信系统完善工程 22 图 6 3 调度数据网拓扑图 6 9 综合数据网 按照集团公司统一规划的原则 新建 35kV 及以上变电站和供电所 应满足视频会议 系统 SG186 OMS 系统 视频监控系统等各种生产管理业务的需求 本工程江源调度配置汇聚型综合数据网接入设备 1 套 其余各厂站端配置接入型综合 数据网设备 1 套 7 电源系统建设方案 1 通信电源 变电站则通信电源 在一体化电源系统中统一考虑 由站用直流电源设置 DC DC 模块 实现 考虑通信设备统一安装在箱体或二次设备室内 通信传输设备 电源设备 配线设 备等安装在一起 设备安装 布线 维护管理等都比较方便 节省 并应考虑以后增加屏 位数量的需要并满足设备运行时对环境温度的要求 通信设备的防雷和过电压能力应满足 电力系统通信站防雷运行管理规程 的要求 黄桷垭站改造工程中已考虑有独立通信电源 云合站已在一体化电源中考虑 江源地 调通信电源由 110kV 竹篙变电站内一体化电供电 8 调度自动化系统建设方案 系统总体技术要求 系统采用开放式结构 提供冗余的 支持分布式处理环境的网络系统 系统必须满足如下总体技术要求 可靠性 金堂县 2019 通信系统完善工程 23 系统提供保证数据安全的措施 重要的设备 软件功能和数据具有冗余备份 任何 冗余服务器切换时保证信息不丢失 并为系统故障的隔离和排除提供快捷的技术手段 系统的重要单元或单元的重要部件应为冗余配置 保证整个系统功能的可用性不受 单个故障的影响 系统的历史数据服务器 SCADA 服务器 数据采集服务器等均采用冗余的双服务 器配置方式 当一台发生故障 其功能自动由另外一台代替 保证系统的正常运行 系统应能够隔离故障 切除故障应不影响其它各节点的正常运行 并保证故障恢复 过程快速而平稳 系统所选的硬件设备应是符合现代工业标准 在国内计算机领域占主流的标准产品 所有设备具有可靠的质量保证和完善的售后服务保证 应用软件的开发应遵循软件工程的方法 经过充分测试 程序运行稳定可靠 系统 软件平台应选择可靠和安全的版本 各厂家的软 硬件产品应遵循共同的国际或国内标准 以保证不同产品组合一起能 可靠地协调工作 具有方便可靠的备份与恢复手段 开放性 系统应具有开放系统的体系结构 符合 POSIX100 标准和 IEC61970 信息模型与 API 接口标准 保证与相关系统的互联 互通 互操作 能实现第三方应用软件的方便接入 数据库应基于 CIM 模型或建立系统内模型和 CIM 之间的映射关系 系统应遵循国际标准 满足开放性要求 选用通用的或者标准化的软硬件产品 包 括计算机产品 网络设备 操作系统 网络协议 商用数据库等均遵循国际标准和电力工 业标准 系统应采用开放式体系结构 提供开放式环境 能支持多种硬件平台 支撑平台应 采用国际标准开发 所有功能模块之间的接口标准应统一 支持用户应用软件程序的开发 保证能和其它系统互联和集成一体 或者很方便的实现与其它系统间的接口 安全性 在任何情况下 系统的操作失败或系统缺陷不能导致一次系统的事故及二次系统的 崩溃 系统安全性应满足 电力二次系统安全防护规定 的要求 系统功能应达到安全性 评估的各项指标要求 根据全国电力二次系统安全防护总体框架的系统配置的有关规定 系统安全管理必 须基于二次系统安全防护体系 系统应具有高度的安全保障特性 能保证数据的安全 信息的安全和具备一定的保 密措施 执行重要功能的设备应具有冗余备份 系统运行数据要有双机热备份 防止意外 金堂县 2019 通信系统完善工程 24 丢失 系统应构筑坚固有效的安全防护措施 最大限度地阻止从外部对系统的非法侵入 有效地防止以非正常的方式对系统软 硬件设置及各种数据进行更改等操作 系统的管理上应采取各种措施防止内部人员对系统软 硬件资源 数据的非法利用 严格控制各种计算机病毒的侵入与扩散 当入侵发生时系统能及时报告 检查与处理 系 统万一被入侵成功或发生其它情况导致数据服务崩溃时要能在很快时间恢复 服务器采用全 Linux 平台 并可实现不同 Linux 服务器混用 为用户将来采用其他 类型的 性价比更好的服务器做准备 可维护性 系统应具备较高可维护性 包括硬件系统 软件系统 运行参数三个方面 主要表现 在 系统所选设备应是符合现代国际标准 工业标准的通用产品 便于维护 系统应具备图模库一体化技术 方便系统维护人员画图 建模 建库 保证三者数 据的同步性和一致性 系统必须具备完整的技术资料 包括自身和第三方软件完整的用户使用和维护手册 系统应具备简便 易用的维护诊断工具 使系统维护人员可以迅速 准确确定异常 和故障发生的位置及原因 可扩展性 系统须具有很好的软 硬件扩充能力 包括增加新计算机硬件 增加新软件功能和系 统容量可扩充 包括可接入的厂站数量 系统数据库的容量等 不应该有设计容量上的 限制 从而能使系统可以整体设计 分步建设投运 逐步扩充 逐步升级 以满足电网监 控与运行管理不断发展的要求 实时性 系统必须满足电网监控的实时性要求 对系统事件提供快速和恒定的响应时间 实时 性指标应满足相关规程规范要求 一体化 1 统一的支撑平台 各应用功能应采用完全一致的支撑平台 充分考虑调度自动化 对开放性 可扩展性 可移植性 易维护性 可靠性和安全性的要求 2 图模库一体化 系统设计上应充分考虑各种不同的应用对图模库一体化技术的不 同需求 把各种不同的需求有机地揉和在一起 系统的全部操作完全基于人机接口进行 实现实用的图模库一体化功能 图模库一体化必须能够满足系统方便建模的要求 能够实 现间隔 厂站的复制 在复制的基础上灵活的实现新间隔 厂站的建立 3 系统应采用标准化的支撑平台 各种应用应是在此标准支撑平台上的不同应用模 金堂县 2019 通信系统完善工程 25 块 4 各类应用程序接口 API 采用国际标准 IEC 61970 CIM CIS 公用信息模型 组件接口规范 5 图形格式和界面风格统一 系统应采用相似的图形格式和界面风格 以及统一的 专业应用工具模块 便于操作和维护 6 系统提供统一的显示操作界面 实现各功能的统一界面显示和维护 标准化 系统的设计和建设遵循在统一标准的一体化平台基础上 各功能子系统或功能模块采 用组件化 标准化的方式实现 系统平台遵循硬件设备无关化 电网模型标准化 数据通 信标准化的统一标准和规范建设 方便的实现功能的扩充 平台化 系统平台的设计和建设充分考虑各种标准公共应用的提供 平台将各公共应用以公共 服务的形式实现 为其他各种具体的应用和第三方应用提供相应的服务 其包括但不限于 以下几部分内容 1 统一的模型服务 考虑各不同应用系统的需要 能够遵循 IEC61970 标准实现统 一模型的建立 在统一建模的基础上 能够为各不同应用提供各自不同要求的电网模型 系统模型还应支持动态扩展的功能 模型的动态扩展不影响系统已经建立的模型 2 统一的数据服务 在遵循相关标准要求的基础上 为系统中各不同的应用提供统 一标准的数据服务 以方便实现数据的共享 为应用的综合和扩充提供数据服务支持 3 统一的图形服务 提供标准的图形服务 能够实现系统中不同应用以及不同系统 之间的图形共享 4 统一的参数服务 系统平台对系统运行所需的各种参数实现统一的设置管理服务 此参数管理服务应能够实现灵活的动态扩充 以方便后续应用扩展的需要 5 统一的短信 报警服务 对整个系统中 提供统一的短信 报警平台服务 各不同 应用以及子系统产生的报警信息 均可通过此平台可以实现统一的短信以及语音等报警服 务 6 统一的曲线服务 系统提供统一的实时 历史曲线显示 曲线查询服务 对各不 同应用的数据均可通过此统一的曲线服务实现相关数据的监视和查看 7 统一报表服务 系统中各不同应用的数据均能通过此统一报表服务实现灵活的定 制 对于定制的数据类型等不能有任何的限制 多态化 系统该支持实时态 历史态 规划态 调试态等各种不同运行状态 不同状态下均能 实现各种电网分析及计算功能 并能够方便的实现在不同状态之间的转换 各种不同状态 下的模型 图形以及数据必须相匹配 金堂县 2019 通信系统完善工程 26 1 实时态 实时态为电网正常监视状态 在此状态下可以实现电网当前实时数据的 监视分析 并可以运用各种电网分析工具协助进行电网的监视 分析以及控制等 2 研究态 研究态可以任意选择历史断面或某一历史起始时间点开始对电网历史状 态进行分析 可以对研究者认为修改的电网方式进行分析 在此状态下应该也可以运用各 种电网分析工具对电网的历史状态进行综合分析 3 规划态 规划态为在目前电网结构的基础上 通过一定的工具方便的实现电网的 规划 比如增加一个厂站 一条线路 一个变压器等 在规划完成后可以方便的调用各 种电网分析工具协助进行规划后电网的模拟分析 以确定规划是否合理等 对于规划态中 的各种内容可以方便的部署到调试态或是实时态 4 调试态 调试态为新厂站投运或是新的软件功能投入时的信息调试和功能调试 在调试态下进行的各种操作不影响对电网的正常运行和监视 在调试态下确定无误后可以 方便的将相应内容部署到实时态下 系统主要技术指标 设计容量 新建的调度自动化系统的运行寿命要满足未来 8 10 年的运行要求及升级扩容需求 基本技术指标要求 系统时钟与标准时间误差 1ms 遥测综合误差 1 0 额定值 事件顺序记录站间分辨率 10ms 显示器的分辨率 1280 1024 系统实时性指标 遥测传送时间 4s 遥信变化传送时间 3s 电网事故信号传送时间 3s 遥控 遥调命令传送时间 4s 画面调用响应时间 85 的画面不大于 2s 其他画面不大于 3s 其中报警输出的相量 数据显示刷新时间不大于 1s 画面实时数据刷新周期 5s 10s 可调 大屏幕数据刷新周期 8s 12s 数据库访问时间 0 5ms 通过 WEB 方式浏览画面 曲线 历史数据等 画面的刷新周期 5s 遥测量越死区传送时间 从前置服务器端口到 MMI 工作站上显示 1s 遥信变位传送时间 从前置服务器端口到 MMI 工作站上显示 1s 全系统实时数据扫描周期 1 10s 可调 不同县调转发可定义不同扫描速率 金堂县 2019 通信系统完善工程 27 电度累加量扫描周期 5 n n 1 2 12 分钟等级可调 应用数据库刷新周期 3 60 秒 可调 画面调用响应时间 90 的画面 2s 其它画面 其他运算符 选择运算符 支持的标准函数 指数 对数函数 包括 exp log log10 pow sqrt 三角运算和反三角运算 包括 sin cos tg ctg arcsin arccos arctg arcctg 绝对值函数 abs fabs 字符串函数 strcmp strcpy strcat strlen 支持的语句 表达式语句 循环语句 do while for while 等 条件判断语句 if switch case 等 控制执行顺序的语句 break 语句和 continue 语句 复合语句 用花括号 把一个或多个语句括起来构成的一条语句 派生计算量 对采集的所有量能