配電自動(dòng)化及通信系統(tǒng)建設(shè)方案研究應(yīng)用范文

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摘要:配電通信系統(tǒng)的建設(shè)和改造應(yīng)充分利用現(xiàn)有通信資源，完善配電通信基礎(chǔ)設(shè)施，避免重復(fù)。在滿足現(xiàn)有配電自動(dòng)化系統(tǒng)需求的前提下，充分考慮業(yè)務(wù)綜合應(yīng)用和通信技術(shù)發(fā)展前景，規(guī)劃、分步實(shí)施、適度超前。

關(guān)鍵詞:配電自動(dòng)化;通信系統(tǒng);建設(shè)方案研究

引言

電力通信網(wǎng)的建設(shè)關(guān)系著電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，它同電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)及安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)被人們合稱為電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的三大支柱。隨著電力市場(chǎng)的信息化、商業(yè)化發(fā)展，電力通訊網(wǎng)同時(shí)是電網(wǎng)自動(dòng)化配電、電力市場(chǎng)信息化運(yùn)營(yíng)和電力企業(yè)現(xiàn)代化管理的基礎(chǔ)。但隨著電力通訊系統(tǒng)的智能化和網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)，電力通訊系統(tǒng)比傳統(tǒng)系統(tǒng)更加開放，遠(yuǎn)程接入也更加簡(jiǎn)單，帶來了安全隱患，例如網(wǎng)絡(luò)病毒、惡意的數(shù)據(jù)更改等，所以電力企業(yè)要重視當(dāng)前智能電網(wǎng)下的電力系統(tǒng)通訊安全，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1總體目標(biāo)架構(gòu)

1．1配電主站到變電站通信層

本期配電自動(dòng)化建設(shè)涉及已建變電站。本次將在上述涉及的站點(diǎn)信息通過變電站內(nèi)原有SDH設(shè)備，匯聚到信通主機(jī)房的2臺(tái)核心SDH上，并通過三層交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)到系統(tǒng)主站。

1．2變電站到配電終端通信層

本期工程變電站至配電終端的通信網(wǎng)建設(shè)優(yōu)先選擇實(shí)時(shí)可靠性高、擴(kuò)展性好的EPON光纖專網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)重要站點(diǎn)的“三遙“通信。

1．3配電主站至變電站通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

通信系統(tǒng)是支撐統(tǒng)一堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)的公共平臺(tái)和重要手段，貫穿發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、調(diào)度六個(gè)環(huán)節(jié)。堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的建設(shè)對(duì)通信信息系統(tǒng)提出了更高的需求，地市光纖骨干傳輸網(wǎng)作為配電通信網(wǎng)骨干層，不僅需要滿足配電系統(tǒng)通信的要求，還要滿足智能電網(wǎng)各環(huán)節(jié)通信業(yè)務(wù)的需求，特別是快速增長(zhǎng)的IP業(yè)務(wù)的需求，因此要求在傳輸體制、通信容量、安全性、可靠性、實(shí)時(shí)性等方面有較大的轉(zhuǎn)變和提升。通過上述設(shè)備構(gòu)建從配電主站到各變電站的虛擬專用IP網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)變電站到主站設(shè)計(jì)帶寬不小于10M，專門用于傳送配電自動(dòng)化信息。網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖1所示。變電站至配電終端選擇以光纖通信EPON技術(shù)為主、無(wú)線公網(wǎng)GPRS作為必要補(bǔ)充的通信技術(shù)。采用EPON通信技術(shù)時(shí):ONU終端設(shè)備選用雙PON口設(shè)備實(shí)現(xiàn)全保護(hù)自愈;ONU設(shè)備采用工業(yè)級(jí)設(shè)備，滿足較惡劣的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行環(huán)境;ONU設(shè)備配置在環(huán)網(wǎng)柜、柱上開關(guān)上，實(shí)現(xiàn)相關(guān)設(shè)備信息上傳至變電站。OLT設(shè)備配置在變電站內(nèi)，實(shí)現(xiàn)變電站信息匯集上傳至主站。

1．4變電站至配電終端通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

本期配電自動(dòng)化建設(shè)區(qū)域的線路終端原則上采用以太無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(EPON)通信方式實(shí)現(xiàn)信息上傳。采用光纖通信的配電通信網(wǎng)設(shè)計(jì)需要根據(jù)各種配電網(wǎng)業(yè)務(wù)的需要、結(jié)合通信技術(shù)的發(fā)展來開展。而EPON網(wǎng)絡(luò)具有如下優(yōu)點(diǎn)。EPON系統(tǒng)是點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的結(jié)構(gòu)，節(jié)省大量的主干光纖和光收發(fā)器。EPON是基于以太網(wǎng)的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)，可靠性高。EPON系統(tǒng)適用于IP業(yè)務(wù)，能夠提供高帶寬和高帶寬利用率。EPON系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)層次簡(jiǎn)單，維護(hù)成本低。EPON系統(tǒng)組網(wǎng)靈活，支持樹型，星型，總線型;可提供多種保護(hù)方式。EPON技術(shù)經(jīng)過多年發(fā)展，產(chǎn)品成熟可靠。因此，考慮到對(duì)未來配電網(wǎng)業(yè)務(wù)的適應(yīng)性、技術(shù)的可持續(xù)性，網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性等因素，并結(jié)合農(nóng)網(wǎng)10kV及以下配網(wǎng)工程選點(diǎn)及改造方案的實(shí)際情況，確定核心區(qū)域所有“三遙點(diǎn)”原則上采取光纖以太無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(EPON)通信方式。

2通信設(shè)備選型

2．1OLT設(shè)備選型

2．1．1電信級(jí)高可靠性O(shè)LT所有主件(引擎板，業(yè)務(wù)板，電源，風(fēng)扇)支持熱插拔;雙主控模塊冗余備份;交換網(wǎng)冗余;雙電源模塊冗余備份;風(fēng)扇冗余;無(wú)源背板設(shè)計(jì)，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行。

2．1．2豐富的業(yè)務(wù)、端口類型OLT設(shè)備應(yīng)支持豐富的2/3層協(xié)議。支持EPON、百兆、千兆、萬(wàn)兆等各種類型的以太網(wǎng)接口;提供4PON口、8PON口、16PON口同時(shí)帶8GE上行單板的接口密度;提供多種組合接口板，全面滿足客戶需求。

2．1．3大容量、高密度端口最大支持768Gbps交換容量;最大支持128KMAC地址表項(xiàng);整機(jī)最大支持96個(gè)EPON端口;每條EPON線路可以支持1．25Gbps的對(duì)稱帶寬，最大分光比1∶64。分布式的體系架構(gòu)和硬件AISC處理保證IPv4/IPv6業(yè)務(wù)線速轉(zhuǎn)發(fā)，不存在集中式處理的瓶頸，滿足網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)不斷發(fā)展的需求。

2．1．4完善的安全保護(hù)機(jī)制內(nèi)置安全機(jī)制，可從控制、管理、轉(zhuǎn)發(fā)三平面全方位保障網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的安全。內(nèi)置協(xié)議報(bào)文攻擊識(shí)別模塊，防止協(xié)議報(bào)文攻擊;安全的SNMPv3網(wǎng)管協(xié)議;IP、VLAN、MAC和端口等多種組合綁定;組播/廣播風(fēng)暴抑制;uRPF單播反向路徑轉(zhuǎn)發(fā)，防止非法或者異常的流量進(jìn)入網(wǎng)絡(luò);抵御多種病毒攻擊，保證設(shè)備管理的安全。

2．1．5高度集中的運(yùn)營(yíng)管理與維護(hù)管理組件應(yīng)提供完善的性能監(jiān)控，豐富的聲光告警，完整的EPON圖形拓?fù)洌憬莸呐颗渲茫喾N增值業(yè)務(wù)配置。支持對(duì)ONU的集中管理/遠(yuǎn)處監(jiān)控/遠(yuǎn)處調(diào)測(cè)/遠(yuǎn)程維護(hù)/遠(yuǎn)程在線升級(jí)。

2．2ONU設(shè)備選型

2．2．1選型原則符合IEEE802．3ahEPON標(biāo)準(zhǔn)和IEEE802．3ah1000Base－PX20傳輸規(guī)格，且支持良好的互通性。支持雙上行PON接口，提供雙路EPON光纖的相互備份。具有各種類型終端接口。支持4個(gè)百兆以太網(wǎng)接口和2路RS485接口，每路支持帶32個(gè)RS485終端。支持SmartLink智能鏈路特性，雙PON倒換速度最快可達(dá)50ms。提供多種電源輸入接口，支持220VAC和12/24VDC電源隨意選擇輸入。支持雙向FEC(ForwardErrorCorrection，前向糾錯(cuò))功能，延長(zhǎng)傳輸距離。支持光功率測(cè)量功能，支持光模塊接收和發(fā)送光功率測(cè)量和顯示。支持強(qiáng)大的QoS(QualityofService)能力。具備良好的安全保證機(jī)制和維護(hù)管理功能。支持各種電力規(guī)約，透?jìng)鬓D(zhuǎn)發(fā)所有報(bào)文。11英寸標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱設(shè)計(jì)，方便機(jī)架和壁掛安裝。采用靜音無(wú)風(fēng)扇設(shè)計(jì)，具備高可靠性和低功耗節(jié)能環(huán)保能力。高度集中的運(yùn)營(yíng)維護(hù):ET824用戶端口支持網(wǎng)管管理，支持自我故障檢測(cè)并復(fù)位功能，并且在掉電、重啟后原有配置能夠迅速恢復(fù)，同時(shí)也支持遠(yuǎn)程批量軟件升級(jí)，支持升級(jí)失敗自動(dòng)回退功能，進(jìn)一步提高了網(wǎng)絡(luò)管理員的工作效率，減少網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)成本。

2．2．2本工程選型ONU設(shè)備的設(shè)置應(yīng)綜合考慮供電電源情況、配電終端分布等情況，原則上ONU設(shè)置在配電終端附近(有條件的情況下與配電終端共箱體)。本次設(shè)計(jì)考慮與配電終端共箱。每個(gè)具備光纜敷設(shè)條件的“三遙”或“兩遙”點(diǎn)的自動(dòng)化配電終端原則上配置ONU1臺(tái)。ONU設(shè)備及其光配線附件一同組成光交箱，與配電自動(dòng)化終端一同組屏安裝。綜合考慮本工程ONU設(shè)備供電電源擬采用直流方式供電，由配網(wǎng)二次設(shè)備進(jìn)行24V整流供電。

3結(jié)構(gòu)要求

安裝在戶外的裝置其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)緊湊、小巧，外殼密封，能防塵、防雨，防護(hù)等級(jí)不得低于GB/T4208規(guī)定的IP54的要求，安裝在戶內(nèi)的裝置防護(hù)等級(jí)不得低于GB/T4208規(guī)定的IP20的要求，并滿足下列要求。1)配電終端應(yīng)有獨(dú)立的保護(hù)接地端子，并與外殼和大地牢固連接。2)配電終端的接口宜采用航空插頭的連接方式。

4絕緣要求

4．1配電終端功能

4．1．1站所終端(DTU)功能與指標(biāo)1)采集功能:每路開關(guān)不少于4個(gè)狀態(tài)量;不少于3個(gè)電流量(A、C);不少于2個(gè)交流電壓量;支持功率、頻率等信號(hào)采集、計(jì)算。2)事件記錄及主動(dòng)上報(bào)功能:記錄并上報(bào)開關(guān)狀態(tài)變位、饋線故障、電源故障等情況。3)通信功能:支持IEC60870－5－101、IEC60870－5－104等多種主流通信規(guī)約，具備主站通信功能。

4．1．2饋線終端(FTU)功能與指標(biāo)1)數(shù)據(jù)采集:可采集2個(gè)電壓、3個(gè)電流、1～2個(gè)開關(guān)狀態(tài)信號(hào)，并可進(jìn)行功率、頻率等信息的演算;故障檢測(cè)及故障判別功能。2)事件順序記錄:記錄開關(guān)狀態(tài)變化的時(shí)間和先后次序、饋線發(fā)生短路故障的時(shí)間、電源發(fā)生故障的時(shí)間并上報(bào)。3)控制功能:支持遙控指令的接收、執(zhí)行，控制開關(guān)的分、合，并具有當(dāng)?shù)厥謩?dòng)控制功能及當(dāng)?shù)?遠(yuǎn)方閉鎖功能。4)通信功能:支持多種通信方式及IEC60870－5－101、IEC60870－5－104等標(biāo)準(zhǔn)通信規(guī)約。

4．1．3配變終端(TTU)功能與指標(biāo)1)電壓量采集:Ua，Ub，Uc。2)電流量采集:A相、B相、C相、零序。3)遙信:開關(guān)位置狀態(tài)等。4)故障檢測(cè):具備線路過流、短路、零序告警等檢測(cè)并主動(dòng)上傳。5)事件存儲(chǔ):SOE存儲(chǔ)不少于100條。5結(jié)語(yǔ)電力配網(wǎng)的自動(dòng)化通訊網(wǎng)絡(luò)雖然顯著提升了電力系統(tǒng)的智能化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化程度，但也由于其網(wǎng)絡(luò)化特征，引發(fā)了網(wǎng)絡(luò)安全問題，造成整個(gè)智能電力系統(tǒng)的安全威脅。面對(duì)通訊網(wǎng)絡(luò)中的安全威脅，需要電力企業(yè)提升各類安全技術(shù)，并減少人為因素影響，切實(shí)保障電力通訊網(wǎng)絡(luò)安全。

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作者：陳立新 王佳艷 王克杰 唐傳佳 單位：蚌埠供電公司