浅析配电通信网试点建设方案

　　摘要：本文根据作者多年工作实践，结合南京主城核心区进行配电自动化试点工作，针对其中配电通信网试点建设方案进行了分析。

　　关键词：配电通信网，规划，建设

　　Abstract: in this paper, according to the author years work experience and combining with the nanjing urban area in power distribution automation pilot work, in view of power distribution network pilot construction scheme is analyzed.

　　Keywords: power distribution network, planning, construction

　　中图分类号:S972.7+6 文献标识码：A 文章编号：

　　前言

　　2009年5月，国家电网公司明确提出建设“具有信息化、自动化、互动化的智能电网”，计划到2020年全面建成坚强智能电网。智能电网战略目标的提出给配电自动化注入了新的内涵，也给配电自动化带来了新的生机。为有效指导配电自动化建设与改造工作，国家电网公司组织制定了《配电自动化技术导则》和《配电自动化试点建设与改造技术原则》，对配电自动化的规划、设计、建设和改造提出规范性技术要求，也为南京供电公司开展配电自动化工作指明了方向。

　　1、配电通信网现状

　　经过多年建设，南京城区已建成以光通信为主的电力通信传输网，采用SDH体制，以环网拓扑结构为主。城区传输网由三个网络容量为2.5Gb的环网两两相交组成，网络包含2.5Gb、622Mb、155Mb等几种速率容量等级。

　　“十一五”期间通信网规划建设以满足发电厂、变电站及公司生产基地各种通信业务需求为主，提供服务电力调度生产和管理的各类业务通道，配用电通信内容几乎没有涉及。目前配用电信息上传依赖公网GPRS通信方式，缺乏有效的管理。

　　在试点区域内35kV以上变电站光缆覆盖率为100%，配用电侧没有敷设光缆;采用公网GPRS通信方式实现信息采集的配变占试点区域内配变总数的33%。

　　2、配电通信网存在问题

　　试点区域内所有变电站均以实现光纤覆盖，城区传输网络优化工程已经初步完成，可以可靠实现变电站至主站的信息交互，但还存在以下问题：

　　(1)未建设配电通信网，配电终端缺乏采集及监控信息传输通道，严重制约了智能电网相关项目的顺利推进。

　　(2)主城核心区内部分电力电缆沟道未预埋光缆或管孔，使后期的配电通信光缆建设产生较大的困难。

　　(3)缺乏完善的配电通信技术标准和相关网络建设、运行管理规范，配电通信系统缺乏有效的管理手段和依据。

　　3、配电通信网规划目标

　　根据此次项目整体规划目标，配电通信系统建设以满足配电自动化终端、子站与主站之间信息交互的可靠性、安全性、实时性为目的，建设便于管理、具有良好扩展性，高速、双向、实时、集成的配电通信系统为总体目标。建成后的通信系统将能承载配电自动化、智能用电信息采集、双向互动营销等各种智能电网的双向通信业务，满足一次系统各种配变(包括公用配变、专用配变)智能管理终端的通信要求，满足公用配变台区中低压线路设备及低压用户计量设备和安全管控设备(开关、漏保等)智能管控终端之间通信要求。

　　配电通信系统框架包括配电通信网管理平台，配电主站至变电站的骨干通信网和变电站至配电终端的接入通信网。配电通信系统框架如下图所示。

　　配电通信网管理平台用于实现配电通信网集中接入和管理，以“统一通信接口、统一通信规范、统一通信网管”为建设目标。采用统一的接口与配电主站系统对接。应能够实现对配电通信终端的监测与配置，同时实现各种颗粒业务的管理。

　　主站至变电站通信网络以满足交互信息的可靠、透明传输为目标。

　　变电站至配电终端通信网络覆盖变电站10kV出线侧至配电终端。根据国网公司配用电通信网一体化建设考虑，变电站至配电终端通信网络以实现智能电网配电自动化信息、用电信息数据采集(含电力负荷控制数据、远程自动抄表数据及营销互动系统等)，未来对视频监控、分布电源接入、电动汽车充电站等信息传输至变电站内通信汇接子站为目标。

　　通信终端设备应满足易安装维护，灵活适应各种应用场合，接口开放统一要求，同时符合工业级标准和环境要求。

　　4配电通信网建设与改造

　　4.1配电通信管理平台实施方案

　　在配电自动化通信系统运行过程中，特别是大规模建设情况下，通信系统的维护尤为重要。

　　随着配电通信网络规模不断扩大，结构愈加复杂，终端数目越来越多，智能化水平越来越高，一些网络运行、维护与管理难题也随之出现。网络运行中发现故障、确定故障和处理故障的难度越来越大，网络故障处理的时间不能保证，这些严重影响到配网自动化系统的运行质量与效率。

　　为保证配网通信系统的可靠运行，迫切需要建立一套配网通信集中监控系统，能实现对配电通信网中各厂家的配电通信终端、光缆电缆、通信通道等通信资源以及配电通信终端的运行环境等的统一监控和管理，这也是智能电网建设规划中的要求。在配电通信网建设时应考虑同步建设通信网管理监控系统。

　　配电通信管理平台总体规划，下图所示，系统采用分层架构体系，在配电主站建立配网通信监控主站系统，在各配电子站设立相应的通信监控分站系统，分站向主站发送所采集的各种数据，通信监控分站到通信监控主站通过骨干光纤通信网的以太网通道进行通信连接。

　　配电通信管理平台主站具有对各个分站集中监控统一管理的功能。在配电主站配置网络设备，在监控主机与前置机上安装相应系统平台软件，建立以LAN为结构的配网通信集中监控管理中心站，搭建起系统平台，提供各种人性化的人机界面，完成系统功能主体。

　　配电通信管理平台分站具有为各种终端设备提供接口、收集各类信息并将信息上传至主站的功能。在各配电子站配置交换机、采集器等构建配网通信监控分站，实现配网通信设备、环境、电源的集中监测，并将信息汇集转发至监控主站。

　　4.2主站至变电站的通信网络实施方案

　　本期配电自动化建设，主站至变电站的配电通信网络采用光纤传输网方式，考虑变电站之间的通信设备信息交互，并为了便于管理数量庞大配电通信终端的变电站汇集信息，以IP方式通过专用路由器接入。架构如下图所示：

　　本次试点工程将对变电站原有SDH设备进程扩容，并增加路由器设备，新建一张从局中心到各变电站的虚拟专用IP网络，每个变电站设计带宽不小于2M，专门用于传送配电自动化信息。本层业务接入方式为纯IP接入。

　　本次项目中,考虑到在试点区域外已有配变监测系统的信息接入,在主站建设一套无线接入系统。

　　4.3变电站至配电终端的通信网络实施方案

　　变电站至开关站、户外环网单元配电终端的通信网络，实现配电子站到配电终端之间的通信，也称为接入层通信网络。

　　变电站至配电终端的通信网络建设技术体制有光纤专网、无线专网、无线公网、配电线载波等多种通信方式可供选择。光纤专网存在有源和无源两种解决方案。有源光网络带宽利用率低并且维护困难。无线专网大规模组网时易受干扰并且容量较小。无线公网安全性不高。配电线载波受谐波干扰大、传输带宽窄并且维护困难。而无源光网络EPON技术能有效地解决上述其他通信方式所遇到的问题，因此，本次试点工程采用EPON技术。变电站至配电终端的通信网建设选择实时可靠性高、扩展性好的EPON光纤专网技术，通信接入层网架如下图所示。

　　根据配电业务实时性、可靠性要求高的特点，ONU终端设备选用双PON口设备实现全保护自愈;ONU设备采用工业级设备，以满足较劣的现场运行环境。ONU设备配置在配电终端处(开关站、户外环网单元、分支箱、柱上开关、配变)，实现配电终端设备信息上传至变电站。OLT设备配置在变电站内，实现变电站信息汇集上传至主站。OLT、ONU逻辑图如下图所示。

　　结合南京试点配电线路的实际走向，采用“手拉手”型保护组网方式。典型“手拉手”两点接入结构如下图所示，OLT1和OLT2分别安装在不同的110kV/35kV变电所，ONU设备安装在配电终端处，光缆中断或OLT设备失效时均能实现保护，由ONU设备选择接入不同的OLT。

　　图6 EPON“手拉手”两点接入结构

　　当因配电一次网架的原因不满足两点接入不同的变电所时，组织两条不同的光路，实现“手拉手”保证单点接入其中一个变电站，如下图所示。

　　图7EPON“手拉手”单点接入结构(双总线结构)

　　OLT1和OLT2之间的通信通过上联口进行。OLT通过以太口上联至子站路由器，子站路由器经由SDH/MSTP与中心路由器相连。各子站路由器与中心路由器组成星型网络结构。各OLT间的信息交换在中心路由器上完成。

　　根据目前用电信息采集带宽需求，主站至变电站的通信网络选用已建成的SDH/MSTP光纤传输网扩容的方式实现用电数据传输需求。未来在视频监控、智能用电等业务逐步推广，数据流量迅速增长时，考虑建设一个高带宽的城域数据网。考虑用电业务接入的需求，在变电站至配电终端的通信网预留用电信息上传的光缆纤芯资源。本次工程只考虑用电信息上传光缆建设，用电专用数据网需求通信主设备、终端通信设备在其他项目中考虑。

　　10kV目标网架模型及城区施工难度等因素，每条10kV线路干线采用72芯光缆，配变分支使用24芯光缆。干线光缆中采用48芯传输配电信息，24芯用来传输用电信息;分支光缆16芯传输配电信息，8芯用来传输用电信息。

　　OLT设备置于各变电站内，采用变电站内直流屏DC/DC模块提供-48V直流电源。ONU设备电源与配电自动化装置(FTU/DTU/TTU)一并配置统一考虑，拟采用24V直流电源，并配置蓄电池保证不间断运行。

　　5、结语

　　通过配电自动化的实施可有效的提高供电可靠性，为南京的经济建设发展提供用电保障。构筑和谐社会、节约型社会的需要。提高供电可靠性，缓解电力需求矛盾是构筑和谐社会的重要内容之一，通过配电自动化系统的建设，可以减少电量损失,减少设备损坏,减少维修费用，节约国家紧缺资源。

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文章名称： 浅析配电通信网试点建设方案

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