配电自动化终端及通信技术介绍

1、周捷周捷 博士博士 配电自动化终端简介配电自动化终端简介 几种主要的通信方式几种主要的通信方式 配电自动化通信产品简介配电自动化通信产品简介 二二 三三 四四 配电自动化建设的部分建议配电自动化建设的部分建议 六六 七七配电自动化研究专题及未来发展配电自动化研究专题及未来发展 概述概述 一一 配电自动化通信实际应用案例配电自动化通信实际应用案例 五五 配网自动化是应用现代计算机技术、远动、自控、通配网自动化是应用现代计算机技术、远动、自控、通 讯、新型配电设备等先进技术手段，实现配网在线和离线讯、新型配电设备等先进技术手段，实现配网在线和离线 远方监控，与配电自动管理，以达到配网安全，可靠，经

2、远方监控，与配电自动管理，以达到配网安全，可靠，经 济，优质，高效运行之目的。济，优质，高效运行之目的。 n 提高供电可靠性提高供电可靠性 n 改善电能质量改善电能质量 n 节能降损，优化运行，提高系统经济运行水平节能降损，优化运行，提高系统经济运行水平 n 提高配网现代化管理水平提高配网现代化管理水平 n 提高服务水平，改善用户形象合理规划，科学决策提高服务水平，改善用户形象合理规划，科学决策 配网自动化意义配网自动化意义 标准先行、统一规划、优化设计、信息共享、标准先行、统一规划、优化设计、信息共享、 因地制宜，分步实施因地制宜，分步实施 建设原则建设原则 实施方式实施方式 从上世纪从上世

3、纪9090年代，在我国的许多城市都在不同层次不同规模上对配电自动年代，在我国的许多城市都在不同层次不同规模上对配电自动 化工作进行了试点，并积累了不少经验和教训。化工作进行了试点，并积累了不少经验和教训。 前一阶段试点工程的实践中，存在着配电自动化系统功能定位未能充分反映前一阶段试点工程的实践中，存在着配电自动化系统功能定位未能充分反映 供电企业的实际需求供电企业的实际需求: : 1) 1)应用主体不明确，无具体的受益者；应用主体不明确，无具体的受益者； 2)2)无统一的规划，普遍存在无统一的规划，普遍存在“盲人摸象盲人摸象”的现象；的现象； 3)3)将馈线自动化等同于配电自动化，过分强调馈线

4、自动化、故障隔离等；将馈线自动化等同于配电自动化，过分强调馈线自动化、故障隔离等； 4)4)套用调度自动化的思路，过分强调实时；套用调度自动化的思路，过分强调实时； 5)5)“面子工程面子工程”多，系统投入产出比低。多，系统投入产出比低。 1、分散；、分散； 2、运行环境恶劣；、运行环境恶劣； 3、功能：、功能：3遥遥+故障检测；故障检测； 4、装置结构不统一，如各地环网柜的外箱结构、装置结构不统一，如各地环网柜的外箱结构 尺寸等等。尺寸等等。 1 1、从上世纪、从上世纪9090年代即投入大量的人员进行相关产品的开发年代即投入大量的人员进行相关产品的开发. . 先后有先后有dat-1000da

5、t-1000、dat-2000dat-2000、pdzpdz系列数十种装置的成功应用。系列数十种装置的成功应用。 2 2、全国电力信息标委会配电工作组挂靠单位、全国电力信息标委会配电工作组挂靠单位. . 3 3、承担了国内大量重点配网改造项目建设、承担了国内大量重点配网改造项目建设. . 重点工程重点工程: : 北京奥运场馆配电自动化终端北京奥运场馆配电自动化终端 福州市配电自动化系统福州市配电自动化系统 苏州新加坡工业园配电自动化系统苏州新加坡工业园配电自动化系统 宁波市配电自动化系统宁波市配电自动化系统 重庆市城区重庆市城区 杨家坪配电自动化系统杨家坪配电自动化系统 厦门市配电自动化系统厦

6、门市配电自动化系统 深圳市配电自动化改造项目深圳市配电自动化改造项目 上海松江配电自动化项目上海松江配电自动化项目 。 配电自动化系统一般采用分层处理模式：配电自动化系统一般采用分层处理模式： 由于配电网网络结构复杂，点多面广，因而对设备和信息的由于配电网网络结构复杂，点多面广，因而对设备和信息的 组织可根据具体情况采用不同的组织结构，一般情况下可根组织可根据具体情况采用不同的组织结构，一般情况下可根 据建设规模分为据建设规模分为: 三层结构模式三层结构模式 主站层主站层 子站层子站层 终端层终端层 这种模式适用于配电网络较大，信息相对集中的情况，其总这种模式适用于配电网络较大，信息相对集中的

7、情况，其总 体成本较高体成本较高 两层结构模式两层结构模式 主站主站 终端终端 这种模式适用于配电网络较小，信息分散的情况，其总体成这种模式适用于配电网络较小，信息分散的情况，其总体成 本较低本较低 根据最新发布的配电自动化技术建设与改造原则，配电自动化将 由以下五种类型组成： 简易型、实用型、标准型、集成型、智能型 对于后三种类型（即：标准型、集成型、智能型），应根据其功能及特 点，部分或全部的具备下列基本特征： 完全符合国际标准的系统构架和数据模型； 可以对超量实时数据进行准确可靠的处理； 具备基于配网拓扑的分析应用和实用功能； 针对配网调度和故障抢修的“停电管理系统”； 采用信息交换总线

8、实现与相关系统的互联； (6)各种通信方式综合应用支持配电信息传输。 配电自动化终端简介配电自动化终端简介 几种主要的通信方式几种主要的通信方式 配电自动化通信产品简介配电自动化通信产品简介 二二 三三 四四 配电自动化建设的部分建议配电自动化建设的部分建议 六六 七七配电自动化研究专题及未来发展配电自动化研究专题及未来发展 概述概述 一一 配电自动化通信实际应用案例配电自动化通信实际应用案例 五五 配电子站功能：配电子站功能： 区域区域dada； 区域性区域性scadascada； 通信；通信； 站内当地功能；站内当地功能； 远程诊断维护；远程诊断维护； 参数设置；参数设置； 远方读表；远方

9、读表； 数据管理；数据管理； 配电子站容量：配电子站容量： 汇接型子站；汇接型子站； 功能型子站；功能型子站； 子站容量：网络型：子站容量：网络型：128128个终个终 端；串口端；串口8080个；混合：串口个；混合：串口 8080网络网络5050 配电自动化终端简介配电自动化终端简介 几种主要的通信方式几种主要的通信方式 配电自动化通信产品简介配电自动化通信产品简介 二二 三三 四四 配电自动化建设的部分建议配电自动化建设的部分建议 六六 七七配电自动化研究专题及未来发展配电自动化研究专题及未来发展 概述概述 一一 配电自动化通信实际应用案例配电自动化通信实际应用案例 五五 主站主站 网络交

10、换机网络交换机 以太网以太网/ei口口 ei口口/以太网以太网 子站子站1子站子站2子站子站3 sdhsdh sdhsdhsdhsdhsdhsdh 10m 1 dtu ttu 配网主站 ttu 10mrs485 sdh/pcm 10m 35 eponepon技术简述技术简述 传统光纤通信系统传统光纤通信系统 无源光网络技术：无源光网络技术： 传统：点到点网络光纤直连或星型连接；传统：点到点网络光纤直连或星型连接； eponepon：点到多点：点到多点 传统：分光需有电源；传统：分光需有电源； eponepon：分光器（无需电源）：分光器（无需电源） 传统：通常需要两根光纤远距离传输；传统：通常

11、需要两根光纤远距离传输； eponepon：单纤传输：单纤传输 36 eponepon关键技术关键技术- -分光分光 eponepon单纤双向单纤双向技术 odn分光分光技术（有平均分光/非均分分光） 1：32分光分光 37 eponepon组网常见拓扑形式组网常见拓扑形式 38 eponepon技术在电力系统应用注意技术在电力系统应用注意 基于卡接式耦合方式纯电缆屏蔽层载波通信基于卡接式耦合方式纯电缆屏蔽层载波通信 主载波 plc-075 从载波 rtu rs232 莘闵变电站 闵17 沿海 ： 混合线路 松 江 配 电 自 动 化 主 站 ds-100a通信管理机 光端机等 etherne

12、t rs232 plc-075b主载波 plc-075 从载波 rtu rs 232 阳光1 号配电站丽水开关站 光纤 闵24 阳光 ： 混合线路 阻抗匹配器 阻抗匹配器阻抗匹配器 混合线路的中压载波通信主备组网方案：混合线路的中压载波通信主备组网方案： 42 43 uscdma宽带无线接入系统，简mcwill，是基于现有窄带 scdma技术，同时集智能天线、cs-ofdma、增强零陷、 信道跟踪和预测、动态信道分配、频空联合检测等核心 技术为一体的宽带无线通信系统。 umcwill 为全ip 架构，将ofdma 与scdma 有机结合，能 够提供超大容量的话音业务和高带宽数据性能 ,支持固

13、定、便携以及全移动模式下的话音和数据业务，支持切 换和漫游 。 44 u系统容量大、带宽高、覆盖范围大。 u全ip的核心网络，丰富的网络管理功能，设备兼容性好。 u产品成熟度高。 u自主知识产权，灵活地定制各种业务。 u安全性好。 uqos保证。 umcwill系统目前国内只有很少部分企业掌握核心技术， 国际上没有相应的产业联盟和技术标准。 配电自动化终端简介配电自动化终端简介 几种主要的通信方式几种主要的通信方式 配电自动化通信产品简介配电自动化通信产品简介 二二 三三 四四 配电自动化建设的部分建议配电自动化建设的部分建议 六六 七七配电自动化研究专题及未来发展配电自动化研究专题及未来发展

14、 概述概述 一一 配电自动化通信实际应用案例配电自动化通信实际应用案例 五五 47 南瑞ids2000-dpn系列epon是面向配电网自动化、 用电数据采集、配用电信息管理和电力光纤到户应用 推出的新一代通信网络产品。产品包括光线路终端olt 设备、光网络单元onu设备和光分路器odn设备等部分。 南瑞ids2000-dpn系列产品支持数据、语音、视频等多 种业务，可以实现多网融合的应用；可满足ftth、 fttb/ftto/fttc等各种业务模式需求，方便地实现高 速宽带数据传送；产品具备强大的网管，提供完善的 自管理功能。 48 49 强大的增值业务功能，具有l2/l3/l4线速交换能力、

15、具备qos、mpls、nat、 带宽控制、组播等高级性能，定位于网络核心层、实现整体网络增值的优 选设备。同时提供基于硬件的流量分类和组播以及速率限制和先进的服务 质量保证（qos）机制，可为用户开展增值业务提供强大的支持 强大的安全功能，支持acl安全过滤机制，可提供基于用户、地址、应用以 及端口级的安全控制功能，并支持ipsec、mpls vpn特性 支持基于端口不同优先级队列的和基于流的入口和出口带宽限制、urpf、防 ddos攻击、ssh2.0安全管理、802.1x接入认证及透传等安全功能。 全面实现了各种ipv6协议技术，包括ipv4和ipv6双协议栈和基于手工配置隧道、 自动配置隧

16、道、6to4隧道等ipv4向ipv6的基本过渡技术，同时，实现了ipv6 静态路由，支持bgp4/bgp4+、ripng、ospfv3等动态路由协议 强大的南瑞智能综合网管平台（支持用户管理、业务管理、故障管理、性能 管理、拓扑管理、日志告警管理、安全管理等各种要求，支持snmp，支 持多用户操作和访问控制，支持数据库备份、恢复和拷贝功能，支持任意 拓扑、设备自动发现、日志等各种功能，支持nms访问服务的可扩展性、 一致性和易操作性等） 50 标准系列号标准说明 yd/t 1475-2006接入网技术要求基于以太网方式的无源光网络(epon) yd/t 1771-2008接入网技术要求epon

17、系统互通性 ieee802.3ah采用以太网协议连接服务供应商与用户的标准规格 yd/t 1082-2000接入网设备过电压过电流防护及基本环境适应性技术条件 gb 9254-1998信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法 gb/t 17618-1998信息技术设备抗扰度限值和测量方法 itu-t g.983基于无源光网络的宽带光接入系统（bpon） itu-t y.1291（2004）分组网络支持qos 的结构框架 itu-t y.1730（2004）以太网oam功能需求 gb/t 17626.2-2006静电放电抗扰度试验 gb/t 17626.3-2006射频电磁场辐射抗扰度试验 gb/

18、t 17626.6-2008射频场感应的传导骚扰抗扰度 gb/t 17626.8-2006工频磁场抗扰度试验 en 61000-6-2-2005工业环境抗扰度通用标准 iec 61850-3-2002变电站通信网络和系统第3部分总体要求 ieee1613-2003变电站通信网络设备ieee标准环境和测试要求 iec 61800-3-2004变频调速系统emc要求和规定的测试方法 ct2.0/2.1中国电信epon设备技术要求 51 产品描述：产品描述： v2个主控板插槽+2个电源板插槽+12个业务板插槽 v背板带宽：960g v最大pon口数：48个（4个/板） v最大百兆口数：48个（4个/

19、板） v最大千兆口数：48个（4个/板） v最大万兆口数：4个（1个/板） v电源1+1备份，支持热插拔 v交流：200240vac，50/60hz v直流：-48v v功耗：450w v尺寸：482mm(宽)415mm(深)400mm(高) v支持cli、snmp、telnet、nms管理方式 v工作环境温度：-1050 v存储环境温度：-4080 v环境湿度：1090（非凝结） 适用场合：适用场合： v 配电自动化业务大型子站建设 v 用电采集与营销业务大型分站建设 v 城域网核心层和汇聚层 v 园区网核心层 v 超大型中央商务区cbd宽带接入 v 超大型居民区宽带接入 52 产品描述：产

20、品描述： v 2个主控板插槽+4个业务模块插槽 v 背板带宽：1.8t v 最大pon口数：64个（16个/板） v 最大百兆口数：192个（48个/板） v 最大千兆口数：192个（48个/板） v 最大万兆口数：16个（4个/板） v 电源1+1备份，支持热插拔 v 交流：200240vac，50/60hz v 直流：-48v v 功耗：1000w v 尺寸：450mm(宽)436mm(深)680mm(高) v 支持cli、snmp、telnet、nms管理方式 v 工作环境温度：-1050 v 存储环境温度：-4080 v 环境湿度：1090（非凝结） 适用场合：适用场合： v 配电自动

21、化业务大中型子站建设 v 用电采集与营销业务大中型分站建设 v 城域网汇聚层和接入层 v 园区网核心层和汇聚层 v 大型办公场所宽带接入 v 大型居民区宽带接入 53 q 产品描述：产品描述： v 2个主控板插槽+8个业务模块插槽 v 背板带宽：3.2t v 最大pon口数：128个（16个/板） v 最大百兆口数：384个（48个/板） v 最大千兆口数：384个（48个/板） v 最大万兆口数：32个（4个/板） v 电源1+1备份，支持热插拔 v 交流：200240vac，50/60hz v 直流：-48v v 功耗：1800w v 尺寸：450mm(宽)436mm(深)797mm(高)

22、 v 支持cli、snmp、telnet、nms管理方式 v 工作环境温度：-1050 v 存储环境温度：-4080 v 环境湿度：1090（非凝结） 适用场合：适用场合： v 配电自动化业务大型子站建设 v 用电采集与营销业务大型分站建设 v 城域网核心层和汇聚层 v 园区网核心层 v 超大型中央商务区cbd宽带接入 v 超大型居民区宽带接入 54 q 产品描述：产品描述： v 2个pon口+4个fe口+4个rs232/485口 v pon口2个，提供主备保护 v 上行发射光功率：-14dbm v 下行接收灵敏度：-26.5dbm v 支持在线光功率监测 v 电源：dc12、dc24、dc4

23、8（-36v-72v）、 ac220（176v264v） v 整机功耗小于10w v 体积：75mm(宽)125mm(深)175mm(高) v 重量：2.1kg v 工作环境温度：-4075 v 存储环境温度：-5080 v 环境湿度：595（非凝结） 正面正面 背面背面 配电自动化终端简介配电自动化终端简介 几种主要的通信方式几种主要的通信方式 配电自动化通信产品简介配电自动化通信产品简介 二二 三三 四四 配电自动化建设的部分建议配电自动化建设的部分建议 六六 七七配电自动化研究专题及未来发展配电自动化研究专题及未来发展 概述概述 一一 配电自动化通信实际应用案例配电自动化通信实际应用案例

24、 五五 银川配电自动化 u工程范围 l本次无源光网络系统涵盖银川电力局下属的兴庆区、 金凤区、西夏区三个区域的配电通信网络。其中兴庆 区有海宝变、满春变、民乐变、燕鸽变、沙渠变和光 华变六个变电站；金凤区有新城变、西湖变、双渠口 变和西郊变四个变电站；西夏区有银川变、长城变、 兴庆变、文萃变和盈北变五个变电站。合计需要建设 15个变电站的配电线路通信网络。 l本次通信网络提供以太网/ip业务，支持丰富的以太网 二层功能；提供rs232/rs485数据业务，支持数据透 传；提供pots语音业务，支持语音通信；提供多种 网络保护机制。 通信实际应用案例通信实际应用案例 银川配电自动化 uepon系

25、统组网设计 l为满足银川电力局配网自动化通信系统的需求，本次 项目配置南瑞集团公司自主研发和生产的无源光网络 ids2000-dpn系列产品，包括光线路单元ids2000- dpn-2800、光网络单元ids2000-dpn-2104p、光分配 单元ids2000-odn、网管系统ids2000-dpn-nms。 lids2000-dpn-2800安装在变电站，提供两路上联的千 兆以太网接口（光电可选）接入到sdh/mspt主干网 络中。ids2000-dpn-2104p安装在开闭所、专变或者 配变，提供双pon口，根据线路要求和路由方式，灵 活组网，接入到变电站光线路单元，在条件许可的情 况

26、下组成双光纤保护。 通信实际应用案例通信实际应用案例 银川配电自动化银川配电自动化 u配网接线图节选配网接线图节选 通信实际应用案例通信实际应用案例 通信实际应用案例通信实际应用案例 银川配电自动化银川配电自动化 u“手拉手手拉手”形网络应用形网络应用 通信实际应用案例通信实际应用案例 银川配电自动化银川配电自动化 u链形网络应用链形网络应用 实际应用案例实际应用案例 配电自动化终端简介配电自动化终端简介 几种主要的通信方式几种主要的通信方式 配电自动化通信产品简介配电自动化通信产品简介 二二 三三 四四 配电自动化建设的部分建议配电自动化建设的部分建议 六六 七七配电自动化研究专题及未来发展

27、配电自动化研究专题及未来发展 概述概述 一一 配电自动化通信实际应用案例配电自动化通信实际应用案例 五五 67 odn的拓扑结构、分光器级数和分路比可以根据具体应用环境选择。 epon系统对于分光器级数没有理论限制，但每个onu的光通道衰减应小于 24db。 实际应用中分光器级数越多，通常越能节省主干光纤数量，但也会造成接头 损耗增加、网络拓扑复杂，因此通常需要在光纤资源允许的范围内优化 odn，在odn设计时应综合考虑主干光纤资源和网络拓扑结构。 另外，在odn设计时，需要考虑今后扩容需要，为今后扩容留出光纤支路， 并为新增的onu留下光功率预算。 68 u当需要承载可靠性要求较高的配电自动

28、化业务时，宜采用双pon 口的onu设备，epon网络采用光路全保护方式建设。 u根据配电网架结构，应采用非均匀分光比的多级分光方式组建 epon网络，分光器级联数目不宜太多。为便于维护，选用非均分 的分光器时，不宜选取太多类型。 u为考虑升级扩容，设计时应保留光功率裕量，odn的设计应预留 一些光分路器的位置，保留一定数量的光分路器的光纤抽头备用。 uepon系统应具备较强网络管理功能，能实时监测网络运行状况， 包括：拓扑、故障、告警、性能等。 qeponepon技术在电力系统应用注意技术在电力系统应用注意 配电自动化终端简介配电自动化终端简介 几种主要的通信方式几种主要的通信方式 配电自动

29、化通信产品简介配电自动化通信产品简介 二二 三三 四四 配电自动化建设的部分建议配电自动化建设的部分建议 六六 七七配电自动化研究专题及未来发展配电自动化研究专题及未来发展 概述概述 一一 配电自动化通信实际应用案例配电自动化通信实际应用案例 五五 1 1、开闭所是采用集中式的配电终端还是、开闭所是采用集中式的配电终端还是 分散式的保护测控一体化装置分散式的保护测控一体化装置 ？ n目前的开闭所自动化终端，有的是采用分散式的保护测目前的开闭所自动化终端，有的是采用分散式的保护测 控一体化装置（面向单线路，安装在断路器柜面上），有控一体化装置（面向单线路，安装在断路器柜面上），有 的是采用类似的

30、是采用类似rturtu的开闭所配电终端来集中测量。未来的的开闭所配电终端来集中测量。未来的 发展方向是什么，这需要我们去关注。国电南瑞有发展方向是什么，这需要我们去关注。国电南瑞有“集中集中 式开闭所配电自动化终端式开闭所配电自动化终端”和和“分散式保护测控装置分散式保护测控装置”对对 应着这两种需求。应着这两种需求。 2 2、fafa、dada的工程实现问题的工程实现问题 ？ n从通讯的角度来看，实现故障隔离的方式有如下从通讯的角度来看，实现故障隔离的方式有如下4 4种：种：1 1）、装置没）、装置没 有任何通讯，只是通过故障跳闸重合等功能实现简单的有任何通讯，只是通过故障跳闸重合等功能实现

31、简单的fafa馈线自动化馈线自动化 功能；功能；2 2）、装置之间相互通讯交换故障信息，实现故障区域的快速）、装置之间相互通讯交换故障信息，实现故障区域的快速 隔离，保证变电站出线的出口断路器不动作，达到缩小停电范围的目隔离，保证变电站出线的出口断路器不动作，达到缩小停电范围的目 的。的。3 3）、加装分布式）、加装分布式dada集中判别装置（如集中判别装置（如“pdz850-abh” pdz850-abh” 面保护面保护 判别装置），在局部范围内实现判别装置），在局部范围内实现dada功能，同样可以达到功能，同样可以达到2 2）的目的；）的目的； 4 4）、集中式）、集中式dada功能：即所

32、有装置将信息上送主站，由主站去实现全功能：即所有装置将信息上送主站，由主站去实现全 区域的区域的dada功能。功能。pdz800pdz800系列智能配电终端全部设计为满足上述的功能系列智能配电终端全部设计为满足上述的功能 需求。需求。 3 3、配电终端的、配电终端的snmpsnmp功能实现功能实现 nsnmpsnmp协议（简单网络管理协议），目前已有高校和科研协议（简单网络管理协议），目前已有高校和科研 机构在研究开发利用机构在研究开发利用snmpsnmp协议实现多台装置（数万台）的协议实现多台装置（数万台）的 实时监视数据流量的网络管理功能。一旦一个城市的所有实时监视数据流量的网络管理功能。

33、一旦一个城市的所有 配电终端的通讯状态和流量都能实时显示在监控机房，对配电终端的通讯状态和流量都能实时显示在监控机房，对 提高配电通讯的可靠性，使配电自动化真正走上实用化，提高配电通讯的可靠性，使配电自动化真正走上实用化， 有着巨大的工程意义。有着巨大的工程意义。 国电南瑞的新型配电终端已全部国电南瑞的新型配电终端已全部 移植支持移植支持snmpsnmp协议的实时操作系统。协议的实时操作系统。 4 4、一次设备与二次配电终端的融合问题、一次设备与二次配电终端的融合问题 n从技术的发展来看，一次的柱上开关、环网柜等配电设从技术的发展来看，一次的柱上开关、环网柜等配电设 备与二次配电终端的融合能解

34、决用户在配电设备管理、配备与二次配电终端的融合能解决用户在配电设备管理、配 电工程实施等许多问题。这是未来的发展趋势之一。目前电工程实施等许多问题。这是未来的发展趋势之一。目前 已有已有“abbabb柱上开关柱上开关+ +国电南瑞国电南瑞ftu”ftu”，“平高柱上开关平高柱上开关+ +国国 电南瑞电南瑞ftu”ftu”，等多种的一、二次组合方案可向用户推，等多种的一、二次组合方案可向用户推 荐。当然，未来的一、二次的真正融合还需要很长的技术荐。当然，未来的一、二次的真正融合还需要很长的技术 探索和厂家的共同努力。这也是我们需要研究的重点课题探索和厂家的共同努力。这也是我们需要研究的重点课题 之一。之一。 5 5、配电中广域同步采样的应用价值分析、配电中广域同步采样的应用价值分析 n国电南瑞的国电南瑞的“智能配电同步测量终端智能配电同步测量终端”的出现可以实现广域同步采的出现可