课题13——分布式能源站点通信接入专题研究

1、分布式能源站点配套通信接入专题报告国网四川省电力公司国网四川电力经济技术研究院国网北京电力公司国网吉林省电力公司国网浙江省电力公司目录一、前言11.1 研究目的及意义11.2 研究范围及内容11.3 相关定义1二、编制原则和依据12.1编制原则12.2编制依据2三、技术体制4四、技术原则74.1 分布式能源74.1.1 35kV分布式能源74.1.2 10kV分布式能源74.1.3 0.4kV分布式能源74.2 电动汽车充换电设施84.2.1 集中充电站84.2.2 充换电站84.2.3 充电桩84.3 安全策略研究94.3.1 网络安全94.3.2 设备安全94.3.3 信息安全11五、业务

2、需求分析175.1 分布式能源业务需求175.1.1 调度需求175.1.2 营销需求175.1.3 安全生产需求175.2 电动汽车充换电设施业务需求185.3 带宽预测185.3.1 分布式能源站点带宽预测195.3.2 电动汽车充换电设施带宽预测205.4 对上一级通信网的影响235.4.1 调度组织关系235.4.2 对上一级通信网的影响23六、分布式能源站点配套通信接入方案研究276.1分布式能源站点发展现状276.2配套通信建设典型方案研究286.2.1 35kV分布式能源286.2.2 10kV分布式能源306.2.3 0.4kV分布式能源33七、电动汽车充换电设施配套通信接入方

3、案研究367.1 电动汽车充换电设施发展现状367.2配套通信建设典型方案研究367.2.1 集中充电站367.2.2 充换电站377.2.3.充电桩38八、结论及建议408.1 结论408.2 建议40附表1 分布式能源站点配套典型通信建设方案投资明细表42附表2 电动汽车充换电设施配套通信典型方案投资明细表4648一、前言1.1 研究目的及意义随着经济的快速发展，能源需求不断增加，传统化石能源（煤炭、石油）储量及可开发利用的水电资源逐渐减少。各类资源的充分、合理利用，以及新能源、可再生能源的开发利用成为当务之急。分布式能源系统是分布安置在需求侧的能源梯级利用，以及资源综合利用和可再生能源设

4、施。分布式能源是以资源、环境效益最大化确定方式和容量的系统，根据终端能源利用效率最优化确定规模，采用先进的能源转换技术，减少污染排放，对传统集中式供电产业形成补充。为满足各类新能源、分布式电源接入系统的需求，支撑各类充换电设施的快速发展，制定配套的接入系统通信技术方案，有利于技术规范的统一，有利于公司配电通信网的发展和业务支撑能力的提高。1.2 研究范围及内容本专题研究范围包括：接入35kV及以下配电网的分布式能源站点（含新能源、分布式电源、小水电）、电动汽车充换电设施等电网节点的通信接入（技术）方案。研究的主要内容包括：技术体制、技术原则、业务需求分析、分布式能源站点配套通信接入方案研究、电

5、动汽车充换电设施配套通信接入方案研究以及相关的结论和建议。本专题报告的编制，不仅可以为项目单位根据实际情况选择合适的建设方案，也为“十三五”通信网规划方案的编制提供参考。1.3 相关定义(一) 分布式电源：是指在用户所在场地或附近建设安装、运行方式以用户端自发自用为主、多余电量上网，且在配电网系统平衡调节为特征的发电设施或有电力输出的能量综合梯级利用多联供设施。分布式电源类型包括太阳能、微型燃气轮机（含天然气三联供）、生物质能、风能、地热能、海洋能、资源综合利用发电（含煤矿瓦斯发电）等，以同步电机、感应电机、变流器等形式接入电网。 (二) 新能源：1980年召开的“联合国新能源和可再生能源会议

6、”对新能源的定义为：以新技术和新材料为基础，使传统的可再生能源得到现代化的开发和利用，用取之不尽、周而复始的可再生能源取代资源有限、对环境有污染的化石能源，重点开发太阳能、风能、生物质能、潮汐能、地热能、氢能和核能（原子能）。在我国，新能源一般是指在新技术基础上加以开发利用的可再生能源，包括太阳能、生物质能、水能、风能、地热能、波浪能、洋流能和潮汐能，以及海洋表面与深层之间的热循环等；此外，还有氢能、沼气、酒精、甲醇等，而已经广泛利用的煤炭、石油、天然气、等能源，称为常规能源。(三) 小水电：由地方、集体或个人集资兴办与经营管理的，装机容量25000kW及以下的水电站和配套的地方供电电网。(四

7、) 电动汽车充换电设施：是指为电动汽车动力提供电能的相关设施的总称，包括各种集中充电站、充换电站、充电桩等。集中充电站：用于为充换电站配送电池，以标准电池模块集中充放电为核心，需完成标准电池模块向充换电站的统一配送、标准电池模块维护等任务；负责标准电池组的保养、检测，并指挥协调整个电动汽车、电池周转网络的运行。充换电站：以标准电池模块充电、换电为核心，整车快速充电为辅。充换电站在主城区主要位于机关、企事业单位和公共服务设施周边、重要交通枢纽、交通干道，在城际高速公路上主要位于高速服务区。充电桩：采用传导方式为具有车载充电装置的电动汽车提供交流/直流电源的专用供电装置。运营管理系统：实现电动汽车

8、充电和电池更换相关业务的数据采集、数据存储、统计分析、运行决策、营业服务以及调度管理的系统。电动汽车充换电设施通信系统的建设是为了实现电动汽车充换电设施与电动汽车运营管理系统之间信息的互联互通，以支撑电动汽车业务运营及生产监控与管理的有序运行。说明：本专题报告所指的分布式能源站点是指接入35kV及以下电压等级配电网的新能源电厂，小水电及分布式电源等通信站点。二、编制原则和依据2.1编制原则结合本专题涉及面广、概念界定范围存在重合交叉等特点，梳理报告编制思路，制定编制总体原则，并重点从建设思路的统一性、技术方案的适用性和先进性、方案投资的经济性和建设方案的差异性等方面制定相关原则。(一) 总体原

9、则全面梳理新能源、分布式电源、小水电、电动汽车充换电设施等节点的业务需求，提出具体的通信建设方案，在满足现有业务需求的基础上，适当考虑未来的业务增长需要。(二) 建设思路统一性原则应随电源及充换电设施项目同步开展配套通信建设，统一标准和要求，以降低建设和运维难度，节约投资。(三) 技术方案的适用性和先进性原则积极采用先进、适用、成熟的通信技术。充分研究不同通信技术对于具体业务的适应性，注重通信技术的先进性、技术标准的有效性、技术体系的完整性、标准使用的广泛性以及产业链的成熟性。(四) 方案投资的经济性原则充分考虑通信设备成本、建设难度、施工周期和后期运维，结合分布式电源和充换电设施节点业务需求

10、和应用环境特点进行通信网方案设计，不盲目追求系统性能指标，提高资金使用效率。(五) 建设方案的差异性原则针对不同地域、不同环境进行差异化设计，兼顾电网架构、通信网络架构、业务需求和投资效益等因素，保障通信建设方案的可行性和适用性。2.2编制依据下列文件中的条款通过本报告的引用而成为本报告的条款。凡注明日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本报告。凡不注日期的引用文件，其最新版本适用于本报告。(一) 国家电网智能化规划总报告(二) 国家电网公司关于印发分布式电源接入系统典型设计的通知（国家电网发展2013625号） (三) 国家电网公司关于印发分布式电源并网相关

11、意见和规范（修订版）的通知（国家电网办20131781号）(四) Q/GDW 11147-2013 分布式电源接入配电网设计规范(五) 配电自动化建设应用提升工作方案（国家电网运检20131085号）(六) 国网运检部关于印发生产技术改造和设备大修原则的通知（运检计划2013428号）(七) GB/T29317-2012 电动汽车充换电设施术语(八) DL/T 790采用配电线载波的配电自动化系列标准(九) Q/GDW 1807-2012终端通信接入网工程典型设计规范(十) Q/GDW 1738-2012配电网规划设计技术导则(十一) Q/GDW 583-2011电力以太网无源光网络

12、（EPON）系统互联互通技术规范及测试方法(十二) Q/GDW 677-2011 分布式电源接入配电网监控系统功能规范(十三) 电力通信接入网安全防护要求报批稿三、技术体制各类分布式能源站点，根据其调度关系、通信网现状、安全性和可靠性要求、投资大小等因素，可选择光纤、电力线载波、无线等多种通信技术方式。 每种通信技术方式各具特点，为合理确定通信技术体制和建设方案，需对各种技术进行综合分析。需要综合分析的主要技术指标包括：可靠性、实时性、IP网络支持、带宽、QoS、传输距离、环境影响、电磁兼容、安全性、组网灵活性、标准、技术成熟度、产品产业链、设备成本和运维成本等。通信方式比较表详见表3-1。表

13、3-1 通信方式比较表技术指标光纤通信载波无线以太网公网营运商SDHPDHEPON中压电力线载波无线公网无线专网工业以太网有线公网可靠性高较高高中低低高较高实时性高高高中低中高较高IP网络支撑支持支持支持部分支持支持支持支持支持带宽（bps）155M-10G8-155M1.25G10-100K50-100K10K-20M10M、100M1000M、10G2M-1GQoS高高高较低低较低高较低传输距离小于80km小于40km小于20km220km无线覆盖区域内110km小于80km有线公网覆盖区域内环境影响不受影响不受影响不受影响电网负载和结构天气、地形天气、地形不受影响不受影响电磁兼容不受影响

14、不受影响不受影响受影响受影响受影响不受影响不受影响安全性高高高中低中高低组网灵活性较为灵活较为灵活受网架变动影响不灵活灵活灵活灵活受公网覆盖范围限制标准ITU-T G.957ITU-T G.703IEEE 802.3ahDL/T 790完备无IEEE 802.3/802.3uIEEE 802.3技术成熟度成熟成熟成熟成熟成熟发展中成熟成熟产品产业链大规模商用大规模商用大规模商用规模商用大规模商用部分区域试点大规模商用大规模商用设备成本高较低中较低低中低低运维成本中中中较高低较低中低综合上表所述，可以得出如下结论：(一) SDH技术体制：SDH在标准完整性、产品成熟度、产业链及性能指标方面具有优

15、势，由于光纤铺设成本较高，适用于对价格不敏感，对安全、可靠性有严格要求的使用场合或已预埋光缆的场合。(二) EPON技术体制：EPON在标准完整性、产品成熟度、产业链及性能指标方面具有优势，由于光纤铺设成本较高，适用于对价格不敏感，对安全、可靠性有严格要求的使用场合或已预埋光缆的场合。(三) PDH技术体制：PDH在产品成熟度、产业链及性能指标方面具有优势，但相比SDH技术，PDH在组网、维护管理等方面存在明显不足，且综合光缆投资，PDH设备相比SDH设备的价格也没有明显优势，不建议使用。(四) 中压电力线载波：施工简单，受电力线运行情况影响，适用于电缆供电系统，适合实时性、并发性要求不敏感的

16、使用场合。(五) 无线公网：易于建设，宜用于实时性不敏感、安全性和可靠性要求不高的场合。(六) 无线专网：技术成熟度未充分验证，不宜大规模使用。(七) 工业以太网：技术成熟，已经有成熟的商业产品可以满足恶劣的电力环境应用要求。具有灵活的接入方式、丰富的功能和低能耗等特点。(八) 公网运营商：组网方式受公网覆盖范围限制，宜用于实时性不敏感、安全性和可靠性要求不高的场合。建设单位可在本专题研究基础上，结合本地区接入条件及现有通信网络情况，因地制宜地合理选择和确定各类分布式能源站点的配套通信建设方案。四、技术原则本报告所述分布式电源及电动汽车充换电设施涉及35kV、10kV、0.4kV电压等级，不同

17、电压等级涉及的生产、控制类业务内容不一，所采用的通信技术也各不相同。4.1 分布式能源4.1.1 35kV分布式能源以35kV电压等级接入配电网的分布式能源站点，优先选用SDH传输技术，可采用155M光电一体化平台设备；当不具备光纤通信条件时，可采用电力线载波技术。4.1.2 10kV分布式能源以10kV电压等级接入配电网的分布式能源站点，在配电自动化光纤网络已覆盖的区域，根据10kV通信接入网使用的技术选择EPON或工业以太网方式；在配电通信网光纤未覆盖的区域，优先采用自建光缆接入或租用运营商光缆以专线方式接入；当不具备光纤通信条件时，可采用电力线载波方式。4.1.3 0.4kV分布式能源以

18、380/220V低压接入的分布式能源站点，可采用无线专网或GPRS、CDMA、3G、4G等无线公网通信方式。当有控制要求时，不宜采用无线公网通信方式；如采用无线公网通信方式且有控制要求应按照信息系统安全等级基本要求（GB/T 22239）的规定采取可靠的安全隔离和认证措施。采用无线公网的通信方式应满足配电自动化建设与改造标准化设计技术规定（Q/GDW625-2011）和电力用户用电信息采集系统管理规范：通信信道建设管理规范（Q/GDW 380.2-2009）的相关规定，支持用户优先级管理。新建光缆宜选用ADSS光缆、普通光缆，光缆芯数宜为1224芯，光缆纤芯均采用ITU-T G.652技术标准

19、。4.2 电动汽车充换电设施坚持“统一规划、统一标准、统筹资源、分级实施”的原则，集中充电站和充换电站按照“以专网为主，租用公网运营商通信网络为辅”原则，充电桩按照“充分结合终端通信网资源建设专网，不具备终端通信网资源的区域租用运营商无线公网”模式，因地制宜开展电动汽车充换电设施通信系统建设，以支撑电动汽车业务运营及生产监控与管理的有序运行。4.2.1 集中充电站集中充电站距离变电站距离较近，可随10kV线路建设双光纤通道，就近接入地区通信传输网络，传输设备宜选用155M SDH光传输平台。4.2.2 充换电站当上级电源点为变电站或具备至变电站光缆通道的开闭所时，宜建设光纤以专线方式就近接入地

20、区通信传输网络。上级电源点为10kV开闭所且该开闭所不具备至变电站光缆通道的主城区充换电站，以及城际高速公路充换电站，可租用运营商专线通道，接入运营管理中心。4.2.3 充电桩充电桩在终端通信接入网络覆盖范围内，可根据实际情况选用EPON、工业以太网交换机或无线专网的方式接入终端通信网。充电桩不在终端通信接入网络覆盖范围内，可租用运营商无线公网，接入运营管理中心。4.3 安全策略研究终端通信接入网安全防护的目标是防止非法用户和终端接入网络，防止接入网传输的信息和数据丢失、泄露或被篡改，防止攻击者发起的网络渗透、病毒扩散、木马植入等攻击手段，保障接入网的安全与可靠，从而确保承载业务系统的稳定运行

21、，避免业务中断造成电网事故。分布式能源及电动汽车充换电设施站点应遵循电力二次系统安全防护总体方案、发电厂二次系统安全防护方案、配电二次系统安全防护方案等相关规程、规范的要求。4.3.1 网络安全终端通信接入网网络安全要求如下：1 接入网光缆拓扑结构应根据配用电网架结构、承载业务的重要程度以及光缆建设情况进行设计。10kV通信接入网宜采用环形、树形或星形拓扑结构，0.4kV通信接入网宜采用总线形、树形或星形拓扑结构。2 EPON光网络承载配网重要业务（如配电自动化）的组网结构应采用双星形骨干环、双链形骨干环或手拉手组网方式。3 工业以太网的主干结构应采用双环冗余结构，关键终端设备点对点连接应冗余

22、配置。同一环内节点数目不宜超过20个。4 为保证无线接入方式的可靠性，配网主站端无线公网接入设备应以双路由方式接入公网运营商系统。5 中压载波拓扑结构应根据配用电网架结构进行设计，组网应采用一主多从组网方式，一台主载波机可带多台从载波机，组成一个逻辑网络。4.3.2 设备安全(一) EPON设备安全性能要求如下：1 EPON设备OLT的MAC功能和性能、ONU的MAC性能、上行带宽分配功能、ONU环回操作、以太网性能、QoS功能、组播功能及性能、业务接口功能及性能应满足Q/GDW 553.1-2010要求。2 应支持EPON主干光纤保护倒换、全保护倒换、手拉手倒换。光通道倒换时间应分别满足以下

23、要求：（1） 主干光纤差分距离<30米时，主干光纤冗余保护：50毫秒；（2） OLT PON口、主干光纤冗余保护：100毫秒；（3） 全保护：100毫秒；（4） “手拉手” 结构全保护：100毫秒。3 OLT主控板11冗余保护要求如下：（1） 机架式OLT应支持双主控板配置，并支持主控板的11保护倒换；（2） OLT应支持主用主控板和备用主控板的配置信息实时同步功能；（3） 主控板倒换时间应小于50毫秒，启用链路聚合前后主控板保护倒换的时间无明显变化。4 OLT应支持上联板双归属保护功能，即OLT两个上联链路分别连接到两个不同的上联网络设备上。OLT的上联双归属保护功能应支持被保护业务人

24、工返回功能。保护倒换的业务损伤时间均应小于50毫秒。5 OLT设备应支持电源冗余保护功能。(二) 工业以太网交换机安全性能要求如下：1 工业以太网交换机吞吐量、转发速率、时延、帧丢失率、VLAN功能、优先级、环网恢复、网络风暴抑制功能、端口镜像、端口聚合、光接口特性应满足YD/T 1099-2005、RFC2889-2000、Q/GDW429-2010主要技术指标的相关要求。2 工业以太网交换机湿热度满足GB/T 2423.9-200要求；外壳防护等级不低于IP30；正常工作电源允许波动为±20%之内；在-40oC70oC能正常工作。(三) 230MHz无线专网设备应符合GB/T 1

25、6611-1996的相关规定。(四) 无线公网设备应符合Q/GDW 378.3-2009的相关要求。4.3.3 信息安全终端通信接入网安全防护分别在传输通道、主站边界和终端等方面提出具体防护要求，保障终端通过有线和无线等通信方式到主站的全程通信安全，部署架构如图4-1所示。 图4-2 电力通信接入网安全防护部署架构终端通信接入网通过SDH/MSTP上联至主站。接入网通道主要分光纤、电力线载波和无线通道，电力线载波主要用在光纤无法敷设的区段，其安全防护不做特殊要求。根据通信方式制定相应的传输通道安全防护要求，包括：EPON、工业以太网、无线公网和无线专网等。EPON接入方式的传输通道防护要求如图

26、4-3所示：图4-3 EPON传输通道安全防护要求EPON的基本安全性应满足Q/GDW 553.1-20107.8中相关要求，增强安全性应满足如下要求：1 应采用国家密码管理局SM1算法或三重搅动加密算法对数据进行保护，每个逻辑链路连接标识应有独立的密钥。2 应对MAC控制帧和OAM帧进行加密。3 管理端口应具备密码设置功能。4 应能够限定端口学习MAC地址的数量。5 应具有基于端口或基于MAC地址的VLAN划分功能。6 宜支持SNMP V3。7 宜支持SSH登陆方式。对于工业以太网系统，应满足以下要求：1 工业以太网交换机安全审计、配置控制等安全性应满足YD/T 1099-2005中相关规定

27、。2 业务端口和管理端口均应通过防协议攻击测试。3 管理端口应具备密码设置功能。4 应具备对非法ONU的识别和隔离功能。5 应具有基于端口或基于MAC地址的VLAN划分功能。6 应支持MAC地址与端口、IP地址的绑定功能。7 应能够限定端口学习MAC地址的数量。8 宜支持SNMP V3。9 宜支持SSH登陆方式。10 宜具备QoS功能。对于无线公网接入模式，应启用公网自身提供的安全措施，应满足以下要求：1 应采用“APN+VPN”技术实现无线虚拟专有通道。2 应通过认证服务器对接入终端进行身份认证和地址分配。3 终端至基站间数据传输应采用加密传输。4 应撤销终端的免认证连接功能。5 在主站系统

28、和公共网络之间应采用有线专线+GRE等手段，可同时部署安全接入平台接入主站。6 严格禁止公网与调度数据网直接相连。当采用专用无线网络时，应分别针对无线接入层和非接入层采用相应的信息安全措施，安全防护体系的总体结构如图4-3所示，应同时满足如下要求：1 应具备网络侧和通信终端的双向认证能力。2 认证过程宜采用AKA或同等强度及以上的认证机制。3 接入层应具备加密功能，非接入层应具备加密和完整性保护功能，接入层和非接入层的安全密钥应基于不同的密钥分发流程。4 系统的信令报文应具备机密性和完整性保护功能。5 应采取ZUC算法或SM1算法对数据和信令加密。6 应支持相同终端上不同业务的逻辑隔离机制。7

29、 通信终端的认证功能应基于独立的智能卡实现。8 互相隔离业务应具备传输优先级和传输带宽的设置功能。9 互相隔离业务在无线核心网边缘处应具备映射到专用物理端口或路由的功能。图4-4 无线专网安全防护要求无线公网安全防护除以上要求外，需重点解决无线公网安全接入、安全传输、终端自身安全以及身份认证、访问控制、数据过滤等问题，并通过建设安全性基础设施，加强安全管理，保障业务应用安全稳定运行。当采用公网传输通道时，首先在前端设备通过指纹识别、PIN码验证、安全加密卡、安全客户端软件、移动数字证书等软、硬件加密技术手段保证数据远程传输的安全，防止数据被窃听、被篡改、传输错误等问题，然后以无线公网APN+V

30、PN或VPDN通道接入安全接入区。安全接入区实现对外统一提供接入、认证、访控、加密、代理、交换、过滤等各种安全服务，完成对各种终端安全接入过程的全程控制，保证无线公网通信的安全。当采用专用无线网络时，应分别针对无线接入层和管理接入层采用相应的信息安全措施。无线接入层指从终端到基站之间的空口传输过程；管理接入层指从终端到配电自动化系统之间的总体传输过程。无线接入层和管理接入层的安全措施应分别独立运作，实现终端与基站、终端与配电自动化系统的双向鉴权认证，提升对“仿冒基站”的防御能力。无线接入层和管理接入层所采用的具体安全措施均包含双向鉴权认证、安全性激活、信令和数据的机密性及完整性保护。无线接入层

31、和管理接入层的安全措施类似，但应采用不同的密钥以保证各自独立运作。五、业务需求分析5.1 分布式能源业务需求根据国网公司企业标准Q/GDW677-2011分布式电源接入配电网监控系统功能规范，分布式电站接入电网须满足电网调度、营销等业务需求，其中380/220V分布式电源只需要满足营销业务需求。5.1.1 调度需求35/10kV并网分布式能源业务需求（1） 分布式发电站并网状态（开关位置）； （2） 分布式发电站并网点有功功率及无功功率、有功电量及无功电量、功率因数；（3） 分布式发电站并网点的电压、电流和频率；（4） 分布式电站并网点开关遥控；（5） 分布式电站无功功率/电压调节，有功功率调

32、节。5.1.2 营销需求1、35/10kV并网分布式能源业务需求（1） 分布式发电站并网点的电能质量：电压偏差、电压波动和闪变、电网谐波、电压三相不平衡、频率偏差、间谐波等指标。（2） 分布式电源与配电网公共连接点处的正反向电能量。2、380/220V并网分布式能源业务需求（1） 分布式电源与配电网公共连接点处的正反向电能量；（2） 并网点电流、电压、功率，预留上传并网点开关状态能力。5.1.3 安全生产需求安全生产方面主要有继电保护、安稳控制等通信业务需求。根据收资反馈，目前暂无视频监控业务需求。分布式能源业务需求如表5-1所示。表5-1 分布式能源业务需求表需求角度分布式能源站点接入电压等

33、级35/10kV380/220V调度并网状态（开关位置）并网点有功功率及无功功率、有功电量及无功电量、功率因数并网点的电压、电流和频率并网点开关遥控无功功率/电压调节，有功功率调节无营销并网点的电能质量电压偏差、电压波动和闪变、电网谐波、电压三相不平衡、频率偏差、间谐波等指标分布式电源与配电网公共连接点处的正反向电能量分布式电源与配电网公共连接点处的正反向电能量并网点电流、电压、功率，预留上传并网点开关状态能力安全生产继电保护、安稳控制无5.2 电动汽车充换电设施业务需求电动汽车充换电设施网络系统可以划分为运行管理中心层、站级管理层、充换电设施层。其中，运行管理中心层根据需要又可分为总部级管理

34、和省级管理两部分。电动汽车充换电设施网络系统各层业务需求如表5-2所示。表5-2 电动汽车充换电设施网络系统各层业务需求表分层划分运行管理中心层站级管理层充换电设施层总部运行管理省级运行管理业务需求综合统计分析系统管理跨区域结算客户服务管理计量计费集中监控综合统计分析系统管理充换电预测及管理其他增值服务实时监控业务管理运行管理汽车身份识别电池身份识别电池定位跟踪电池状况信息采集车辆身份识别车辆运行动态定位增值服务5.3 带宽预测5.3.1 分布式能源站点带宽预测1 电能质量监测每条线路采集点3相电压、电流有效值及其63次谐波值、63次有功和无功谐波功率，共510点遥测数据。按IEC104通信规

35、约分为17帧上送，共需数据量3774字节。2 分布式能源接入按IEC104通信规约每秒上传1次数据计算，根据每个接入终端点上送32点遥测，16点遥信，1点遥控计算信息量，总数据量444字节。3 电表信息包括，6点遥测，4点电度量信息。按IEC104通信规约，总数据量202字节，每秒上传数据一次。根据上述业务需求，测算35kV/10kV并网接入汇总流量为53.04 kbps，380V/200V并网接入汇总流量为2.424 kbps。预测方法采用直观预测和弹性系数结合的方法，在预测中一般可采用式（1）估算：B（B×N×1×2） （1）式中：B 带宽需求；B业务净流量；

36、N 链路数量；1冗余系数(1>1)指为业务预留备份通道和发展空间所需弹性系数，计算中除数据网11外（主要考虑数据网本身具有自动的路由选择功能，保护性能较强，且数据网已充分考虑了冗余空间），其余业务12（主要考虑其它业务实时性、可靠性要求较高，一般配置电路时已为其开通了冗余通道）；2并发比例系数，对于专线业务、实时性要求高的业务，并发比例均取100%。分布式能源站点流量需求如表5-3所示。表5-3 分布式能源站点流量需求表业务类型终端流量（kbps）并发比例冗余系数35kV/10kV并网接入汇总流量（kbps）380V/200V并网接入汇总流量（kbps）电能质量监测信息接入30.1921

37、00%150%45.288-分布式电源监测终端信息接入3.552100%150%5.328-计量信息接入1.616100%150%2.4242.424合计基本业务流量kbps/站点53.042.4245.3.2 电动汽车充换电设施带宽预测通信带宽与业务类型、流量、数量等因素相关。同时实时性要求不同的业务，其带宽统计方法也不相同。对于实时性业务，其带宽统计一般按峰值计算；对于非实时性业务，其带宽统计按照均值计算。依据电动汽车充换电设施通信系统的承载业务及实时性需求，电动汽车充换电服务网络中各站点的通信通道带宽估算模型为：B站点通信带宽=（B1+B2+B6）其中：B1为站点内计量表计用电信息采集系

38、统业务数据流量；B2为运营管理系统业务数据流量；B3为充电监控系统业务数据流量；B4为换电监控系统业务数据流量；B5为供电监控系统业务数据流量；B6为安防监控系统业务数据流量。电动汽车充换电设施网络系统业务流量估算表详见表5-4。表5-4 电动汽车充电设施网络系统业务流量估算表项目业务类别通道传输流量（kbps）用电信息采集系统（B1）电表数据0.2小计10.2运营管理系统（B2）综合统计分析5系统管理5基本GIS10客户服务5计量计费5收费账务5资产管理5物流配送5运行管理5小计250充电监控系统（B3）单充电机监控0.2单电池箱监控0.05单充电桩监控0.1小计30.35换电监控系统（B4

39、）换电设备监控0.05小计40.05供电监控系统（B5）变压器监控0.02开关监控0.01小计50.03安防监控系统（B6）单路视频监控2048小计620481.集中充电站通信带宽估算集中充电站以4000组电池组、250台100kW充电机、2个三相电表的规模测算，站内主要有用电信息采集、运营管理、充电监控、供电监控及安防监控等业务系统(其中安防监控采用轮询方式,一次仅上传一路视频信息)，则：B1=0.2kbps×2=0.4kbps；B2=50kbps；B3=0.2kbps×250+0.05kbps×4000=250kbps；B5=0.03kbps；B6=2048k

40、bps；则集中充电站通信带宽估算为：B集中充电站=（B1+B2+B3+B5+B6）=0.4+50+250+0.03+2048=2348.43kbps2.充换电站通信带宽估算充换电站以200组电池组、15台100kW充电机、10台充电桩、4台换电设备、2个三相电表的规模测算，站内主要有用电信息采集、运营管理、充电监控、换电监控、供电监控及安防监控等业务系统(其中安防监控采用轮询方式，一次上传一路视频信息)，则：B1=0.2kbps×2=0.4kbps；B2=50kbps；B3=0.2kbps×15+0.05kbps×200+0.1kbps×10=14kbp

41、s；B4=0.05kbps×4=0.2kbps；B5=0.03kbps；B6=2048kbps；则充换电站通信带宽估算为：B充换电站=（B1+B2+B3+B4+B5+B6）=0.4+50+14+0.2+0.03+2048=2112.63kbps3.充电桩通信带宽估算充电桩主要有用电信息采集、运营管理（主要为计量计费、收费账务、资产管理、运行管理，带宽需求各为5kbps）、充电桩监控等业务系统，则：B1=0.2kbps；B2=20kbps；B3=0.1kbps；则充电桩通信带宽估算为：B充电桩=（B1+B2+B3）=0.2+20+0.1=20.3kbps根据以上估算，结合集中充电站、充

42、换电站、充电桩等电动汽车充换电设施对通信安全性、实时性要求，各类电动汽车充换电设施通信带宽存在一定差别。电动汽车充换电设施通信带宽预测详见表5-5。表5-5 电动汽车充换电设施通信带宽预测表站点类别安全性实时性通道传输流量（kbps）集中充电站较高较高2348.43充换电站较高较高2112.63充电桩较高一般20.35.4 对上一级通信网的影响5.4.1 调度组织关系根据目前的现状，除小部分以35kV电压等级接入的分布式电源由省公司调控中心调度运行管理外，大部分以35/10kV电压等级接入的分布式电源均由地市或县公司调控中心调度运行管理，380/220V分布式电源只需要满足营销业务需求。各类节

43、点与调度机构及营销部门的业务关系见图5-1。图5-1 各类节点与调度机构及营销部门的业务关系图5.4.2 对上一级通信网的影响鉴于收资情况不理想等客观原因的限制，本部分内容主要以定性分析为主。1.分布式能源站点的影响各类分布式能源站点装机容量如表5-6所示。表5-6 各类分布式能源站点装机容量统计表（单位：MW）电压等级年份光伏发电天然气风电资源综合利用生物质发电其它类型合计新增35kV2013年330.61.897.4536.9167.258.41192.22014年823.392.5182.9619.9210.759.71989.12015年1335.5107.3238.5746.0250

44、.764.42742.42018年2278.1155.1222.3986.6352.976.64071.62020年2870.6228.6226.81189.2405.890.85011.710kV及以下2013年1537.62.47.01646.8438.2198.53830.52014年3880.446.827.02943.2562.6228.07688.12015年6078.2155.1118.73447.6694.5275.510769.72018年9665.2505.6315.34054.3914.9323.115778.32020年12778.7821.3442.14569.111

45、44.9384.320140.4截止2012年底，35kV接入站点装机容量6872MW，接入站点3120座；10kV及以下接入站点装机容量27488MW，接入站点12480座。依据表5-6所示收资数据进行推算：2013年底，35kV接入站点装机容量8064MW，接入站点3661座；10kV及以下接入站点装机容量28680MW，接入站点14219座。2014年-2015年新增35接入站点2148座，新增10kV及以下接入站点9151座；2016年-2020年新增35接入站点4124座，新增10kV及以下接入站点17808座。分布式电源通信建设节点数量估算详见表5-7。表5-7 分布式电源通信建设

46、节点数量估算表（单位：个）分类35kV接入10kV及以下接入2014年-2015年新建站点214891512016年-2020年新建站点412417808根据35kV并网接入汇总流量为53.04 kbps，10kV 及以下并网接入汇总流量为2.424 kbps。计算如下：表5-8 分布式电源通信建设总带宽增加值分类所需要带宽（Mbps)2014年-2015年新增带宽132.922016年-2020年新增带宽255.76根据业务带宽需求分析计算结果，由于分布式电源业务数据量小，对现有的电力通信骨干层承载能力的影响很小，大部分地区的现有通信网络从带宽方面可以满足要求。对于分布式电源数量较多的地县公

47、司，需要对现有通信网络的业务接口进行扩容，同时要加强配网通信网络的建设，满足分布式电源并网接入通信网络的全覆盖、经济、安全接入问题。2.电动汽车充换电设施的影响电动汽车充换电设施建设规模如表5-9所示。表5-9 电动汽车充换电设施建设规模统计表（单位：个）类 型年份2014（计划）2015“十二五”合计201620172018“十三五”合计公交车充换电站2053676755145947343913出租车充换电站551353372853574261844环卫车充电站32731051642022761294充电塔6916283159207城际快充站7182166289967169244109671

48、4212分散充电桩1655337882101375110128136190202805841954专属充电桩1535626617462057936896449140625624255截止2013年底，国家电网经营区域内充换电站（塔）和充电桩数量分别为266座和5.12万个。2014年-2015两年内将新增3766座充换电站（塔）和9.64万个充电桩，2016年-2020年内将新增21470座充换电站（塔）和146.62万个充电桩，形成覆盖国家电网经营区域的智能充电服务网络，满足国家电网公司经营区域内电动汽车的需要。上述电动汽车充换电设施采用电力通信专网通信比例按100%、70%和5%计算，电动

49、汽车充换电设施通信建设带宽增加计算如表5-10所示。表5-10 电动汽车充换电设施通信建设总带宽增加值年限站点类别采用电力通信专网传输比例站点数量单位带宽（kbps）通道传输流量（kbps）2014年-2015年集中充电站(公交车、出租车)100%7622348.431789504一般充换电站（环卫车、充电塔）70%842112.63177461城际快充站、充电桩5%496520.3100781带宽增加合计2019.3Mbps2016年-2020年集中充电站(公交车、出租车)100%57572348.4313519911一般充换电站（环卫车、充电塔）70%10512112.632220374城

50、际快充站、充电桩5%7402120.31502627带宽增加合计16838.8Mbps根据业务带宽需求分析计算结果，虽然电动汽车充换电设施数量众多，但由于单位业务数据量小，对现有的电力通信骨干层承载能力的影响很小，大部分地区的现有通信网络从带宽方面可以满足要求。对于电动汽车充换电设施布点较多的地市公司，需要对现有通信网络的业务接口进行扩容，满足电动汽车充换电设施接入通信网络的接入要求。六、分布式能源站点配套通信接入方案研究本专题报告所指的分布式能源站点是指接入35kV及以下电压等级配电网的新能源电厂，小水电及分布式电源等通信站点。6.1分布式能源站点发展现状自上个世纪90年代以来，分布式电源发

51、展迅速，世界上许多国家都把分布式电源作为经济和社会可持续发展的一个重要突破点。德国分布式电源以光伏发电为主，2013年2月底，德国光伏发电装机3287万千瓦，居世界第一位，其中分布式光伏发电系统容量占比近80%。美国的分布式发电以天然气热电联供为主，年发电量1600亿千瓦时，占总发电量的4.1%。2003年，美国热电联产总装机5600万千瓦，2010年达到9200万千瓦。日本的分布式电源主要以热电联产为主，约占全国总电力的16.7%，日本的热电联产发展得益于该国实施的高折旧和初始低税贷款政策，诸多优惠的财税政策刺激了投资动机，促进了日本分布式电源的大力发展。截至2012年6月底，我国已并网投产

52、的分布式电源4680个，装机容量1060万千瓦，各类分布式电源发电情况见表6-1。表6-1 2012年6月底国内分布式电源发电建设情况电源分类容量分布式发电总量占比资源综合利用730万千瓦68.9%生物质发电141万千瓦13.3%光伏发电103万千瓦9.7%分布式风电48万千瓦4.5%天然气多联供38万千瓦3.6%为推动分布式发电应用，促进节能减排和可再生能源发展，国家发改委于2013年7月18日印发分布式发电管理暂行办法，明确对于分布式发电，电网企业应根据其接入方式、电量使用范围提供高效的并网服务，对入网时如何计价等相关问题做出阐述，并且表示将会给予一定补贴；办法还鼓励企业、专业化能源服务公

53、司和包括个人在内的各类电力用户投资建设并经营分布式发电项目，豁免分布式发电项目发电业务许可。继2012年国家电网公司启动分布式光伏发电支持政策之后，2013年11月29日，再次发布国家电网公司关于做好分布式电源并网服务工作的意见（修订版），进一步推动我国分布式电源的发展步伐。6.2配套通信建设典型方案研究分布式能源站点通信接入应充分利用公司现有的电力通信网资源，坚持统一规划、统一标准、统筹资源的原则，结合光纤通信、电力载波、无线通信等通信方式特点，兼顾分布式能源站点通信服务性能和投资效益，合理选择通信方式，因地制宜的开展分布式能源站点通信系统建设。分布式能源站点接入通信设备、线路等不考虑双重化配置，通道一般按单路配置，分布式能源站点的通信设备型号应与电网侧保持一致性，配套的电源、配线设备以及相关的运行环境等按能够保障通信设备连续、安全稳定运行的要求配置。6.2.1 35kV分布式能源以35kV电压等级接入配电网的分布式能源站点，优先选用SDH传输技术，推荐采用155M光电一体化设备；在分布式能源站点相对分散且光缆线路难以敷设的的区域，优先选择电力线载波方案。1. SDH 传输技术图6-1 分布式能源站点接入系统通信方案（SDH）该方案的配套通信建设示意如图6-1，分布式能源站点以155M SDH链路方式接入电力光传输网。方案主要包含光缆、传输设