一种电力通信解决方案概要

一、 宽带载波解决方案方案特点：1、 用户接入环境相对复杂，宽带载波利用电力线传输无需布线，有效的降低了施工难度；2、 具有足够的通信带宽及速率，能完美实现多种网络的融合，为用户提供全新的体验和全面的服务；3、 宽带载波技术已经被广泛应用于广电领域，HOMEPLUG技术相对成熟，产品性能较为完善；4、 对比光纤直接接入或者其他传统接入模式，有效的降低了运营成本。方案架构：二、 抄表系统组网方式1、 传统GPRS无线抄表系统组网方式：GPRS电力远程抄表系统由位于电力局的配电中心和位于居民小区的电表数据采集点组成，利用中国移动现有的GPRS/GSM网络，电表数据通过中国移动的GPRS/GSM网络进行传输。居民小区的所有电表首先连接到电表集中器，居民用户的用电数据由复费率电表通过RS485总线传到电表集中器，电表集中器通过RS232接口与GPRS DTU透明数据传输终端连接，电表数据经过安全认证后发送到中国移动的GPRS数据网络，通过GPRS数据网络将数据传送至配电数据中心。组网优劣势分析：此种组网方式是以无线GPRS为接入系统，其优点是网络部署方便，组网投资较小，主要缺点是需要不断的给移动公司付GPRS流量费用，且网络传输不稳定，另外提供的带宽有限（中国移动提供的带宽40-171.2kbit/s)。2、 基于无源光网络组网方式：无源光网络远程抄表系统由位于电力局的配电中心和光线路终端(OLT)、分光器ONU、集中器、采集器、电能表组成（其中的一些器件可以根据组网方式的不同可以有所不同），上行接收来自终端电力载波信号或其他串口信号搭载的信息流量和指令输出，转化为光信号通过光纤发送采集信息及电表计量信息通过PON接入系统，由OLT接入核心数据网至信息中心或计费中心的数据库，下行接收来自信息中心或管理中心传来的通过OLT光信号搭载的信息流量和指令输出，转化为电力载波信号或者其他串口信号对电表数据进行采集，实现实时、高速的用电信息采集。根据组网方式中ONU光模块所处位置的不同可以把组网方式分为以下几种方式：1) 集中器ONU方式组网2) 采集器ONU方式组网3) 电能表ONU方式组网4) 改进型电能表ONU方式组网1) 集中器ONU方式组网：组网分析：系统由主站、OLT、光纤通信信道、ONU模块和集中器、采集器、和电能表构成。主信道(上行)一般采用公网，集中器与采集器之间(下行)采用485通信或者载波通信，采集器和电能表之间也采用485通信或者载波通信用于采集电能表数据。协议转换描述：电能表至电能表模块之间采用T645协议，电能表模块至采集器和集中器模块之间采用T376.2协议，集中器模块至ONU模块和主站之间采用T376.1协议，ONU模块在之间只起着透传作用。集中器模块负责协议转换，ONU模块并不做任何协议处理，只负责透传。2) 采集器ONU方式组网：组网分析：系统由主站、OLT、光纤通信信道、ONU模块和采集器、和电能表构成。主信道(上行)一般采用公网，采集器和电能表之间也采用485通信或者载波通信用于采集电能表数据。协议转换描述：此组网方式就必须在ONU模块或者在采集器上做协议转换，这两个随便选择哪个都是可以做协议的，这样做的话和一个集中器没有太大区别。3) 电能表ONU方式组网：组网分析：系统由主站、OLT、光纤通信信道、ONU模块和电能表构成。主信道(上行)一般采用公网，ONU模块与电能表之间(下行)采用串口通信用于采集电表数据。协议转换描述：此种组网方式需要在ONU光模块上做协议，电能表至电表模块、电表模块至光模块之间采用T645协议，ONU模块和主站之间采用T376.1协议，ONU模块在之间只起着把T645协议转换为T376.1协议的作用，此组网方式不利于网络部署，电表数量一旦很多，主站就必须处理每个电表下挂的ONU发送的T376.1协议，这样主站将面临崩溃的危险。4) 改进型电能表ONU组网方式：组网分析：系统由主站、集中器型OLT、光纤通信信道、ONU光模块和电能表构成。主信道(上行)一般采用公网，ONU光模块与电能表之间（下行）采用串口通信用于采集电能表数据。协议转换描述：电能表至电能表模块之间采用T645协议，电能表模块至集中器型OLT之间采用透传，集中器型OLT至主站之间采用T376.1协议，此种组网方式的优势在于主干采用透传，把协议集中在集中器型OLT上进行转换，大大减轻了主站负担，增加系统通信容量。改进型电能表ONU组网方式特点：A. 通信容量大；B. 可靠的安全认证；C. ONU光模块即插即用；D. 抄表业务与其他业务做到物理隔离；E. 为未来四网合一垫定基础。三、 配网自动化解决方案方案简介：通信支撑是智能电网的重要组成部分，而通信接入是智能电网通信支撑的关键。由于 EPON 系统网络拓扑能够与电力配电网环形、链形结构完全吻合，能够节省光纤，能够实现站点到配电终端之间链路的 1+1 保护功能并且实现 50ms保护切换，能够实现单纤双向高带宽业务承载，全程无源，能够完全满足智能电网坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的要求，因此EPON是智能电网通信接入的最佳技术选择，基于EPON技术组网是配电、用电、调度等环节的理想通信方式并将在智能电网中发挥重要作用。网络拓扑图：系统组成：本系统主要包括三个部分：光线路终端(0LT)、光分配网(0DN)和光网络单元(0NU)。其中，OLT位于局端，ONU位于用户端，ODN由无源分光器件和光纤线路构成。系统主要特点：1、 多业务接入： OLT可提供各种广域网接口，可与上连的IP网络设备相连；可提供千兆以太网接口，并能提供IP网络二、三层的交换与路由功能。ONU提供FE、RS232、RS485等业务接口；2、 业务QoS保障：EPON系统保证面向连接业务的低延时，低延时通过EPON的DBA算法和时隙划分的“低颗粒度”(TinGranularity)来保障。在EPON的上下行信道上，OLT、ONU分别建立不同业务队列来区分不同用户的服务等级；3、 网络和信息安全：为保证每个ONU数据的保密性，需要在下行方向对每个ONU的数据进行加密算法；上行方向，为了保证系统的安全性，需要对MAC控制帧和OAM帧进行加密；4、 保护倒换：提供骨干光纤保护倒换方式和光纤全保护倒换方式；5、 运行维护管理(OAM)：在OLT和ONU之间特别定义了OAM子层，提供在线的性能监测、各种故障告警和远端故障指示、远端近端环回等功能，OAM为网络管理员提供了监控网络以及快速故障定位和错误告警的能力。四、 电力智能小区解决方案方案简介：电力智能小区通信系统是建立在以光纤与电力线为通信介质，利用高性能智能光纤电表来桥接主站和用户之间的信息交互系统，通过EPON技术和HOMEPLUG技术的完美结合，即满足了电力对配网通信坚强稳定的要求，又搭建可与用户之间灵活互动的平台。方案特点：1、 在用电环节采用光纤通信，配合EPON技术实现对电能表信息采集，解决了前期抄表实时性差，抄通率不高，速率低的问题，为国家电网的信息化平台提供了有利的帮助；2、 采用OPLC复合低压电缆，在铺设电缆的同时就实现了光纤接入，有效的减少施工工程量及对建筑物的损坏；3、 光通信模块及载波模块均集成在电能表中，简化了系统产品链，有效的解决了设设备安装空间的问题；4、 智能光纤电表与用户之间的信息交互采用宽带载波通信，解决了用户端布线繁杂，容易损坏的问题；5、 智能光纤电能表与用户的通信速率最高可达500M，能完美实现多媒体、数据、视频监控、有线电视、能耗管理、智能家居、社区服务等多种网络的融合，为用户提供全新的体验和全面的服务；6、 组网、施工、运维管理、供电简单，扩展性强，减少了有源节点，提高了整个网络的可靠性和抗干扰性。方案架构：五、 用电信息采集解决方案方案简介：用电信息采集方案是建立在以光纤传输为通信通道，结合EPON通信技术，在物理结构和数据流上均实现了点到多点；整个网络采用无源光网络传输系统，确保用户用电信息采集安全、可靠、准确的运行。方案特点：1、 可实现计量装置在线监测及用户负荷、电量、电压等重要信息采集功能；2、 光纤通信相对其他通信方式具有更强的实时性和准确性，这是现有的其他通信方式所不能替代的；3、 可及时、完整、准确掌控电力用户信息；4、 确保用户用电信息采集安全、可靠、准确的运行；5、 系统通信可靠性、实时性及安全性优于GPRS/CDMA和230 MHz专网方式；6、 EPON技术作为用户用电信息采集系统采用点对多的方式，有效地节约了成本问题。方案架构：六、 系统配线解决方案总体架构：小区组网：单元内EPON方案：七、 智能小区建设方案功能描述：1、 实时获取用电信息通过采用光纤复合电缆或电力线载波通信技术，建设小区用电信息采集通信网络，安装智能电能表、采集器等设备，实现用电信息采集、用户数据分析以及数据同享等功能，实时获取用电信息并掌握用电规律。通过实现与分布式电源管理、电动汽车充电管理、配电自动化等系统信息集成，为电网企业营销业务管理、用户用能管理和小区物业管理提供及时、完整、准确的基础数据。2、 实现智能用电双向互动服务通过部署智能交互终端、自助用电服务终端等设备，结合规划建设的95598互动网站，实现双向互动服务。一是提供信息互动，向用户提供用电状况、缴费结算、用能效率、营业网点分布、电价政策、服务种类等信息查询服务；二是业务受理互动，受理用户的业扩报装、投诉、举报与建议等业务；三是用户缴费互动，提供智能化多渠道缴费服务；四是辅助服务互动，包括用能管理、能效诊断、需求侧管理、增值服务及分布式电源、电动汽车、储能装置等新能源新设备的接入与使用等服务。3、 实现居住区供用电状况的监控和故障迅速响应通过小区配电自动化建设，将小区配电系统运行信息传送到公司配电自动化主站，实现供用电运行状况、电能质量监控，故障自动检测与自动隔离，并对故障迅速响应；实现小区配电设备视频监控；实现与物业集中管理系统的集成，支持电网企业与居住区物业公司的故障处理协同，提高电力故障响应能力和处理速度。4、 提供“三网融合”服务结合国家“三网融合”政策的实施，采用光纤复合电缆入户技术，构建信息通信网络，支持电信网、广播电视网和互联网的“三网融合”。探索建立居住区电力通信网的商业运营模式，充分利用公司综合实力和成本优势，开拓公司新的电力增值业务，创造新的效益增长点。5、 满足电动汽车有序充电要求在智能用电小区内建成完善的电动汽车配套充电基础设施，形成科学合理的电动汽车充电桩布局，通过充电桩计量、控制装置，统计分析用户充电要求，合理调配用户充电时段和充电容量，实现电动汽车有序充电。6、 满足分布式电源接入、使用和控制清洁能源的推广是智能电网建设工作的重点之一，智能用电小区内