电力系统通信

1.3无线数字微波中继通信电力线载波通信在电力系统中的应用用高压电力线（在电力载波领域通常指35k压等级）、中压电力线（指10kV电压等级电线（380/220V用户线）作为信息传输媒介进行语音或数据传输的一种特殊通信方式电力线是电力系统独有的通信资源高压电力线载波通信网电力线载波通信是电力系统通信专网特有的一种通信方式。它以电力线为信道，以变电站、发电厂为终端，特别适合于电力调度通信的需要，而且，电力线载波通信系统具有投资少、施工期短、设备简单、通信安全、实时性好、无中继距离长等一系列优点，输电线架设到哪里，通信线路就可以延伸到哪里，在不少工期比较紧张的输变电工程中，往往只有电力线载波通信才能够和输变电工程同期完成建庞大的电力线载波通信网担负着电网内调度电话、继电保护和远动信息的重要传输任务，对于电网的安全稳定经济运行发挥着重要的作用。在10kV电力线作为配电网自动化系统的数据传输在380/220V用户电网作为集中远方自动抄表系统的数据传输通道目（采用的载波通信方式有扩频、窄带调频或类型的设备为多数，因为成本低廉）正在开发并取得阶段性成果的电力线上网高速用（要求的速率至少需要达到512kbit/s～10Mbit/s，由多信道传输、较高的传输速率、更有效的频谱利用率和较强的抗突发干扰噪声的能力，再加上前向纠错、交叉纠错、自动重发和信道编码等技术来保证信息传输的稳定可靠，因而成为电力线上网应用的主导通信方式）电力线载波在电力系统中的应用信方式。在中高压输电网(35kV以上)上通过电力载波机利用较低的频率(9～490kHz)以较低速率传送远动数据或话音，就是电力线通信技术应用的主要形式之一。低压宽带电力线载波的应用近年来，随着Internet技术的飞速发展，登录上网的人数成倍增长。然而，采用何种通信方式使用户终端连接到最近的宽带网络连接设备，成为长期困扰人们的难点之一，也是Internet普及的瓶颈之一，被业内人士称为宽带网络接入的“最后一公里”问围广、连接方便的显著特点，被业内人士认为是提供“最后三百米”解决方案最具竞争力的技术之一。时传输数据、语音、视频和电力，有可能带来“四中高压电力线载波的发展历程中高压电力线载波的发展历程光纤即为光导纤维的简称；光纤通信是以光波作为载频，以光导纤维作为传输媒质的通信方式；光波是一种电磁波，波长在微米级，频率在1014数量级；光纤通信是信息传输的最重要方式之一；光纤通信满足了在信息传输中对于带宽和容量的需要；通信主干传输网的最主要通信方式；世界上有60％-80％的通信业务是经光纤传输的。2002年，DWDM系统容量达160×10Gb/s;’’光纤通信技术是近30年迅猛发展起来的高新技术，发展历程如下:光纤的结构包层一次涂敷:包层一次涂敷:二次涂敷:外层套塑硅酮树脂聚乙烯\聚丙稀等塑料大束管式层绞式骨架式全介质自承式光缆ADSS全介质自承式光缆ADSS23456234562—芳纶纱光纤复合架空地线OPGW光纤复合架空地线OPGWOPGW光缆现场施工微波中继通信微波中继通信数字微波概述数字微波中继系统通信的概念:通信方式以媒介的分类：1）有线通信2）无线通信数字微波通信：利用微波携带数字信息，通过电波空间，同时传递相互信息，并进行再生中继的通信方式。数字微波通信发展的现状数字微波通信的研究开始于60年代，70年代以后逐步进入实用化阶段。e世界各国发展状况：-日本：1988年时，数字微波系统已占全部微波系统的30%左右，并在20世纪末基本实现微波系统的数字化。-加拿大：1983年已建成横贯北美大陆的全长为6400公里-中国：新建的微波线路大多是数字微波系统。在电力系统，数字微波在80年末和90年代初是主要的通信方式。数字微波中继通信的特点主要是模拟微波相比较-模拟微波通信基带的信号是连续的，不可数-数字微波通信基带的信号是离散的，可数的脉冲形式。数字微波的主要优点：数字微波的主要缺点：微波站的分类微波站的一般站距为50公里，主要分为：-终端站-中间站-再生中继站数字微波通信系统通信容量的划分-10Mb/s----100Mb/s为中型系统数字微波中继通信系统的组成信源编码信源编码信道编码发信设备调制设备接收部分解调设备解调设备信道解码信源解码收信设备2.1我国电力系统通信的重要性2.2电力系统通信的现状2.3电力系统中网络通信技术的应用2.4我国电力系统通信发展战略2.1我国电力系统通信的重要性电力系统要解决能量流、信息流和业务流这通信系统为电力生产服务，是“坚强电网”通信系统为电力用户服务，是“优质服务”资产优良服务优质业绩优秀资产优良服务优质业绩优秀营销自动化网络营销自动化网络生产自动化网络MIS/OA/ERP网业务交换网传输模拟AnalogCablesOpticPacketswitchingSwitchingVirtualcircuitDatagramMicrowaveSatellite****电管所、变电站业务要求及电力通信设备组成以太网通道（OA，收费和视频会议）站所分离变电站配置站所体变电站配置县调SDH及PCM配置电管所（营业所）PDH配置数字交叉连接设备配置配线架设备介绍——DDF•DDF--数字配线架，完成2M信号的链接，方便做2M线路的环回测试，横为环回,竖为放开设备分为8系统、16系统等规格。配线架设备介绍ODF•ODF------光纤配线架，连接光缆的终端设备（一般每盘12路，有12、24、48、72等多种规格）配线架设备介绍：VDF•VDF--------音频配线架，实现电话数据信号的连接（作用使布线更规范，方便测试)PCM设备•PCM设备----完成64K窄带业务到2M业务的复接与解复接，有称电端机（PCM设备根据2M线路分为单E1、双E1和多E1设备。PCM设备一般成对使用）此时要求B点业务+C点业务不超过30个时隙。——设备介绍——设备介绍PCM设备逻辑拓扑点对多点点对多点——设备介绍——设备介绍PCM设备•A通道时隙：1-10为电话，11-14为E/M，15、17-19为•B、C时隙分别配同A•D通道固定传出为电话，送交换机数字中继•E通道固定输出为E/M•F通道固定输出为RS232•则经过交叉链接以后•D通道1-10时隙为A通道1-10时隙内容•D通道11-15，17-21为B通道1-10时隙内容•D通道22-31为C通道1-10时隙内容设备介绍——PCM设备•使用单E1或双E1的PCM组成点对点网络和使用多E1的PCM加单E1的PCM组成星形网络都可实现点到多点的网络结构，也各有特点：•单E1点对点方式优点是：中心设备分别对应前端设备，有故障后只影响一个点，缺点是中心设备多，占用空间大一个站占3U的空间，15个站要占用两个机柜）•使用多E1的DXC设备优点是占用空间少，业务配置灵活，但需要使用网管控制，配置复杂。V.35××供电公司光纤网络拓扑图联纺联纺ADMADMADMADMADMADMADMADM欣甸ADMADM学院ADMADMADMADMADMADMADM郝村ADM齐村ADMADM王郎ADMADM中心站连轧ADM车站冷轧ADMADM来马ADMADMADMADMADMADMADMADMADM邯厂ADM东厂区ADMADMADMADMADMADMADMADMADMADM人民丛台ADMADMADMADMADMADMADMADMADMADMADMADM马厂ADMADM罗城ADM西南郊夏庄柳林ADMADMADMADM××电力公司城域网方案示意图世昌里业扩营业培训中心南京路营业东丽营业XX供电公司ATM网络拓扑图622MLE-155MSE-420ASX-200BXMSE420LE-155MSE-420中固站LE-155MSE-420平顶堡龙首变电站PCMPCMX开原ASX-1000MSE420PCMTVLANPCMPCM××供电公司大楼信息系统网络结构图CoreBuilder9000CoreBuilder9000SuperStackII33002条1000BASE-LX单模1000BASE-LX单模1000BASE-LX单模1000BASE-SX多模SSIISI432SuperStackII3300服务器组SuperStackII3300SuperStackII3900SSIISI5328MSuperStackII3900CoreBuilder3500工作站组8M××供电公司大楼信息网络拓扑示意图BayStackBayStack450BayStack450桥东分局BayStack450变一工区BayStack450材料科BayStack450桥东分局BayStack450变一工区BayStack450材料科BayStack450修试所BayStack450老办公楼线路工区BayStack450远动机房BayStack450桥西分局BayStack450变二工区BayStack45017层BayStack450..1层新调度大楼光纤资源及通道资源日趋紧张*10M基于安全考虑,内网、外网完全隔离，内网与自动化网除语音业务外，大部分业务最终都以以太网方式接入到应用系统中；越来越多的应用从终端开始就被设计成以太网方式接入；数据业务的增长对每个接入节点提出了更高的带宽要求；光传输方式向网络边缘的漫延，迅速增加了骨光纤网络的发展趋势PDH/FOTSSDH/SONETOpticalNetworkOpticalNetwork2.3.2配电网综合自动化的通信系统2.3.1变电站综合自动化的数据通信系统变电站内信息传输内容）：变电站远传信息的内容），综合自动化系统的通信功能变电站综合自动化系统实际就是由微机保护子系统、自动装置子系统及微机监控子系统组成的。因此，综合自动化系统的通信功能可以从以下三个方面来了解：1.微机保护的通信功能：微机保护的通信功能除了与微机监控系统通信外，还包括通过监控系统与控制中心的数据采集和监控系统的数据通信。通信包括：接地选线装置、备用电源自投、电压、无功自动综合控制与监控系统的通信。综合自动化系统的通信功能’3微机监控系统的通信功能(1)具有扩展远动RTU功能。无人值守变电站相对常规变电站主要扩展了对保护系统及其他智能系统的远动功能。如：保护定值远方监视、切换与修改、故障录波、故障测距的远方传送与控制(2)具有与系统通信的功能。变电站微机监控系统与系统的通信具备两条独立的通信信道。一条是常规的电力线载波通道，另一条是数字微波通道或光纤通道（大部分是后者）。数据传输通信线路2.3.2配电自动化系统配电自动化的基本概念：动化系统统称为配电管理系统（Distribution简称DMS)其内容包括：配电网络数据采集和监控(SCADA)、地理信息系统、网络分析和优化、工作管理系统、负荷管理配电自动化系统（DistributionAutomationSystem简称DA 在城市供电网络中，我们习惯于把35KV以下的电压等级称为配配电自动化系统的功能（1）配电网SCADA功能：对变电站10KV出线、开闭所、（2）馈线自动化(FA)功能：实现配电网故障诊断、（3）与SCADA集成的自动绘图／设备管理／地理信息系统（AM/FM/GIS)功能（4）配电高级应用软件：包括配电网状态估计、拓扑分配电自动化系统的功能’（5）基于GIS平台的配电网管理(DMS)功能：包括配（6）用户服务自动化系统：对用户的基本信息和用电信息进（7）负荷管理功能：采集10KV大用户和配电变压器终端（8）远程抄表系统：变电站、关口表、大用户电能表及居民（9）与地调SCADA/EMS系统、MIS系统、电能量配电自动化中的通信方式通信系统是建设配电自动化系统的关键技术，通信系统的好坏从很大程度上决定了自动化系统的优劣，配电自动化要借助可靠的通信手段，将控制中心的控制命令下发到各执行机构或远方终端，同时将各远方监控单元(RTU)所采集的各种信息上传至控制中心。配电自动化中的几种通信方式(4)无线电通信系统，甚高频VHF、特高频UHF、微波MW及卫星等2.3.3配电网安全监控及数据采集系统SCADASCADA（SupervisoryControlandDataAcquisition）系统即监视控制与数据采集系统，是以计算机为基础的监测控制与调度管理自动化系统。它一般采用分散式测控、集中式管理的方式，主要结构包括远程控制单元RTU（RemoteTerminalUnit）、通信传输网络和中心监控站。它的传输网络主要包括有线和无线两类网络系统。有线方式如：PSTN、PLC等，无线传输方式如无线电台、GSM移动网以及卫星通信网等。配电网SCADA系统的结构配电网SCADA系统的结构二配电网SCADA系统的特点（1）配电网结构复杂，数据分散，给信息的采集带来困难。（2）配电网设备多，数据量大。（3）配电网操作频率和故障率远比输电网高。（4）配电网需要有建立在SCADA之上的具有故障处理及恢复供（5）配电网SCADA系统对通信系统提出了比输电网更高的要求。（6）配电网直接与用户连接，因此它的工作量大。配电网SCADA系统的功能2.3.4远程自动抄表技术AMR电能自动抄表系统（AutomaticMeterReading简称AMR）是指采用通信和计算机网络等技术自动读取和处理表计数据。采用自动抄表技术，不仅能节约人力资源，更重要的是可提高抄表的准确性，减少因估计或誊写而造成帐单出错，使供电管理部门能及时准确获得数据信息。本地自动抄表技术本地抄表技术是由抄表员携带操作简单可靠、携带方便的抄表设备（如专用抄表机、笔记本电脑等手持终端）到现场完成自动抄表功能。各表计具有远红外通信、无线电通信、RS-232口、RS-485口、电力载波通信接口等，手持终端通过通信接口自动读取表计的数据，达到非接触性完成数据传输的目的。远程自动抄表技术远程自动抄表技术AMR是一种不需要人员到达先查功能就能完成自动抄表的新型抄表方式。它通过公用电话网、负荷控制信道或低压配电线载波等通信联系、将电能的数据自动传输到计算机电能管理中心进行处理。电力线载波在低压抄表中的应用组网方式无线数传电台在用户集中抄表中的应用2.3.5现场总线的应用也称作FCS（FieldControlSyst现场总线举例：CAN总线的结构现场总线举例二：局部操作网络LonWorks局部操作网络LonWorks（LocalEchelon公司推出的产品。其应用范围2.4我国电力系统通信的发展中国华能集团公司中国华能集团公司中国国电集团公司中国华电集团公司中国大唐集团公司中国电力投资集团公司国家电网公司中国南方电网公司国有资产管理委员会电力行业监督管理委员会*2007年3月，国家电网公司与西藏自治区政府共同组建西藏电力有限公司北京电力公司上海电力公司湖北电力公司辽宁电力公司陕西电力公司天津电力公司浙江电力公司湖南电力公司吉林电力公司甘肃电力公司河北电力公司江苏电力公司河南电力公司黑龙江电力公司宁夏电力公司山西电力公司安徽电力公司江西电力公司青海电力公司山东电力公司福建电力公司四川电力公司新疆电力公司重庆电力公司西藏电力公司*123456789123456789中国南方电网公司组织机构全资子公司广东电网公司全资子公司广东电网公司广西电网公司云南电网公司贵州电网公司海南电网公司南网国际公司超高压