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配電通信網(wǎng)組網(wǎng)與業(yè)務(wù)應(yīng)用分析論文
摘 要：配電通信網(wǎng)在電力通信網(wǎng)中起著非常重要的作用，選用以太無源光網(wǎng)絡(luò)（EPON）或工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，應(yīng)用于配電自動化等業(yè)務(wù)。希望通過文章的分析，可以為相關(guān)人士提供一定的參考和借鑒。
關(guān)鍵詞：配電通信網(wǎng)；組網(wǎng)；業(yè)務(wù)應(yīng)用
中圖分類號：TN915 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）34-0143-02
國網(wǎng)北京房山供電公司配電通信網(wǎng)是房山電力系統(tǒng)骨干通信網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，由配用電業(yè)務(wù)節(jié)點接口和骨干通信網(wǎng)絡(luò)接口之間一系列傳送實體（通信光纜和通信設(shè)備等）及網(wǎng)管等支撐系統(tǒng)組成，提供了配電自動化和用電業(yè)務(wù)采集的通道連接，實現(xiàn)配、用電業(yè)務(wù)終端與電網(wǎng)系統(tǒng)之間的信息交互，包括承載配電自動化等安全Ⅰ、Ⅱ區(qū)業(yè)務(wù)及承載用電信息采集等安全Ⅲ、Ⅵ區(qū)業(yè)務(wù)的兩部分配電通信網(wǎng)。
配電通信網(wǎng)的安全性、可靠性直接關(guān)系到電網(wǎng)的安全可靠運行。隨著公司現(xiàn)代化管理及信息化發(fā)展，配用電業(yè)務(wù)逐步由配電通信網(wǎng)承載，配電通信網(wǎng)主要覆蓋開閉站、配電室、電纜分界室、箱式變、柱上開關(guān)、柱上變壓器等10千伏配電站室和配電終端，以及電動汽車充換電站、電動汽車充電樁、分布式電源等站點。
1 配電通信網(wǎng)設(shè)備現(xiàn)狀
配電通信網(wǎng)設(shè)備選用以太無源光網(wǎng)絡(luò)（EPON）或工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)。變電站至末端業(yè)務(wù)節(jié)點光纜長度不超過20km的線路，選擇EPON技術(shù)。變電站至末端業(yè)務(wù)節(jié)點光纜長度超過20km的線路，選擇工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)。安全分區(qū)一二區(qū)的配電自動化等業(yè)務(wù)與安全分區(qū)三四區(qū)的視頻監(jiān)測、用電信息采集等業(yè)務(wù)分別由不同的設(shè)備承載，實現(xiàn)物理隔離。
1.1 配電通信網(wǎng)EPON設(shè)備現(xiàn)狀
房山公司配電通信網(wǎng)的光纖布放，主要呈鏈型結(jié)構(gòu)，采用 EPON構(gòu)建通信系統(tǒng)，在各變電站放置OLT設(shè)備作為匯聚，其子站供電范圍內(nèi)ONU設(shè)備采集配電FTU、DTU等的實時工作數(shù)據(jù)，實現(xiàn)終端與子站的通信，在變電站通過OLT的1000M接口接入了骨干通信網(wǎng)，實現(xiàn)子站和主站的通信，EPON組網(wǎng)方案如圖1。
非均分分光器級聯(lián)級數(shù)原則上不超過六級，均分分光器級聯(lián)級數(shù)原則上不超過兩級，下聯(lián)ONU設(shè)備不超過32個。
各種應(yīng)用場景的組網(wǎng)方式包括單環(huán)、雙環(huán)電纜網(wǎng)通信組網(wǎng)方式、雙射電纜網(wǎng)通信組網(wǎng)方式、單射架空網(wǎng)通信組網(wǎng)方式、多分段適度聯(lián)絡(luò)架空網(wǎng)通信組網(wǎng)方式等。
單環(huán)、雙環(huán)電纜網(wǎng)采用雙鏈路拓撲，雙射電纜網(wǎng)采用雙星形拓撲；單射架空網(wǎng)主干采用環(huán)形拓撲，分支采用雙星形拓撲，多分段適度聯(lián)絡(luò)架空網(wǎng)主干采用雙鏈路拓撲結(jié)構(gòu)，分支采用雙星形拓撲組網(wǎng)。
1.2 配電通信網(wǎng)工業(yè)以太網(wǎng)交換機設(shè)備現(xiàn)狀
在變電站放置三層工業(yè)以太網(wǎng)交換機，遠端接入點放置工業(yè)以太網(wǎng)交換機，中間光路由光纜組成，工業(yè)以太網(wǎng)交換機組網(wǎng)方案如圖2。
子網(wǎng)1、子網(wǎng)2、子網(wǎng)3、子網(wǎng)4組成環(huán)形結(jié)構(gòu)，環(huán)上任意一段光纜中斷后，可在50ms內(nèi)完成以太網(wǎng)業(yè)務(wù)切換，從另外一個方向傳送業(yè)務(wù)。子網(wǎng)4采用環(huán)間耦合技術(shù)，可使子網(wǎng)1從兩條鏈路與上行鏈路連接，從而增加網(wǎng)絡(luò)可靠性。子網(wǎng)2和子網(wǎng)3組成相切環(huán)，使子網(wǎng)2上的上行鏈路實現(xiàn)冗余。變電站的三層交換機支持OSPF、RIP路由協(xié)議，對接入的工業(yè)以太網(wǎng)交換機而言，主要起到VLAN間路由和廣播的隔離作用。
對于長度大于20km架空混網(wǎng)線路，采用工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)組網(wǎng)，采用環(huán)形和鏈形組網(wǎng)方式，主干線路應(yīng)組成若干主環(huán)網(wǎng)（主干環(huán)網(wǎng)數(shù)量不得超過30個節(jié)點），支線路與主干線路組成相切環(huán)，充分考慮組網(wǎng)的安全性；具備多分段適度聯(lián)絡(luò)的架空線路采用雙上聯(lián)方式，單射網(wǎng)采用單上聯(lián)方式。
2 配電通信網(wǎng)業(yè)務(wù)現(xiàn)狀
2.1 配電自動化業(yè)務(wù)
配電自動化系統(tǒng)以一次網(wǎng)架和設(shè)備為基礎(chǔ)，綜合利用計算機、信息及通信等技術(shù)，并通過與相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)的信息集成，實現(xiàn)對配電網(wǎng)的監(jiān)測、控制和快速故障隔離。配電自動化系統(tǒng)由配電自動化系統(tǒng)主站（即配電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)，簡稱配電主站）、配電自動化系統(tǒng)子站（簡稱配電子站）、信息交換總線、配電自動化終端（簡稱配電終端）等組成。配電自動化是配電網(wǎng)管理的重要手段，可以提高配電網(wǎng)調(diào)度、生產(chǎn)和運行的管理水平，有效提高配電網(wǎng)供電的可靠性。
目前的業(yè)務(wù)流量主要是對線路上各個開關(guān)設(shè)備、環(huán)網(wǎng)單元、箱變、柱上開關(guān)等設(shè)備進行三遙或二遙所產(chǎn)生的監(jiān)測控制流量。該業(yè)務(wù)流量需要上傳至房山公司主站。
配電自動化系統(tǒng)主要部署于地市。配電主站通過信息交互總線與上一級調(diào)度自動化系統(tǒng)、配電GIS系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)、營銷管理信息系統(tǒng)實現(xiàn)信息交互。
2.2 電能質(zhì)量監(jiān)測
電能質(zhì)量監(jiān)測是對整個監(jiān)控系統(tǒng)范圍內(nèi)的電能質(zhì)量和電能可靠性狀況進行實時的監(jiān)視。實時監(jiān)視系統(tǒng)電壓偏差、頻率偏差、不平衡度、功率因數(shù)、諧波含量，電壓閃變，等電能質(zhì)量問題，評估電能質(zhì)量是否符合標(biāo)準(zhǔn)。記錄擾動時的波形，作為電能質(zhì)量分析和故障分析的依據(jù)。目前的業(yè)務(wù)流量主要是由采集上報每條線路的三相電壓、三相電流等6個信息所產(chǎn)生的。該業(yè)務(wù)流量需要上傳至北京市電力公司主站。
2.3 配電監(jiān)控運行
配電監(jiān)控運行是由視頻監(jiān)控系統(tǒng)、語音模塊和數(shù)據(jù)模塊組合實現(xiàn)的，視頻監(jiān)控系統(tǒng)提供10kV線路的視頻圖像，實現(xiàn)遠程查看，判斷現(xiàn)場情況；語音模塊和數(shù)據(jù)模塊提供專門的通信通道，方便工作人員在現(xiàn)場進行處置應(yīng)對。該業(yè)務(wù)流量需要上傳至房山公司主站。
2.4 分布式電源接入
分布式電源接入簡單概括就是指不直接與集中輸電系統(tǒng)相連的66kV及以下電壓等級的電源，主要包括發(fā)電設(shè)備和儲能裝置。目前該業(yè)務(wù)開展較少，估算預(yù)留的業(yè)務(wù)流量主要是由對各個分布式電源接口的性能監(jiān)測產(chǎn)生的。該業(yè)務(wù)流量需要上傳至房山公司主站。
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