淺談在配用電建設中電力通信網(wǎng)的組網(wǎng)規(guī)劃

摘 要：本文簡單闡述了電力通信網(wǎng)特點，通過對電力通信網(wǎng)、配用電網(wǎng)的現(xiàn)狀分析及發(fā)展趨勢，提出了通信網(wǎng)在配用電系統(tǒng)中的組網(wǎng)規(guī)劃方案。

關鍵詞：電力通信；配用電 ；組網(wǎng)規(guī)劃

中圖分類號： U224 文獻標識碼：A

1 現(xiàn)狀分析

1.1電力通信網(wǎng)現(xiàn)狀

目前本地區(qū)現(xiàn)有220KV變電所17座，110KV變電所58座，35KV變電所19座，10KV配電所2座，充電站1座。通過SDH技術組建運行可靠，功能強大的光傳輸網(wǎng)絡，建成的光傳輸網(wǎng)的拓撲以環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)為主，網(wǎng)絡容量包含10Gb 、2.5Gb、622Mb、155Mb等幾種速率容量等級。電力通信網(wǎng)以滿足發(fā)電廠、變電站及公司生產(chǎn)基地各種通信業(yè)務需求為主，提供服務電力調(diào)度生產(chǎn)和管理的各類業(yè)務通道，目前運行正常。但隨著地區(qū)配網(wǎng)體系的迅猛發(fā)展，與信息、營銷、配網(wǎng)等專業(yè)的業(yè)務結(jié)合的緊密性顯然不足，現(xiàn)有的電力通信網(wǎng)不能很好地做好配用電自動化系統(tǒng)的有力支撐。

1.2配用電通信網(wǎng)現(xiàn)狀

由于10kV配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)相對薄弱， 供電能力受制約。配網(wǎng)線路聯(lián)絡程度不高，單輻射線路仍占相當比例。網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)復雜、變動大，終端量大且分布分散，故對配網(wǎng)自動化的通信方式的配置尚沒有一個成熟的模式。

用電信息采集系統(tǒng)目前僅限于大電力客戶，0.4kV電力客戶用電信息采集還未全面開展，電能表及采集終端型式多樣、智能化水平不高。目前，系統(tǒng)內(nèi)支撐用電信息采集系統(tǒng)等營銷核心業(yè)務運行的通信網(wǎng)絡資源不足，大量業(yè)務應用依賴于無線公網(wǎng)通信，雖然在一定程度上解決了用電業(yè)務的通信需求，但存在的問題不可忽視：由于受無線公網(wǎng)通信技術體制、運營性質(zhì)和通道安全性等問題的制約，一方面導致用電相關業(yè)務應用標準和技術指標降低，影響了用電網(wǎng)技術發(fā)展和應用；另一方面缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃和管控機制，信息安全存在風險。此外，隨著智能電網(wǎng)建設的推進，用電業(yè)務向?qū)拵Щl(fā)展，無線公網(wǎng)通信將無法滿足未來用電業(yè)務的發(fā)展需求。負控系統(tǒng)主要采用230MHz無線專網(wǎng)，部分采用公網(wǎng)GPRS通信方式。集抄系統(tǒng)采用公網(wǎng)GPRS通信方式。由于頻點數(shù)量少、傳輸容量有限、頻率易受干擾、傳輸可靠性差，難以滿足配用電網(wǎng)可靠性、實時性、并發(fā)性和較大數(shù)據(jù)量傳輸需求及新增站點的需要。由此可見配用電信息上傳依賴公網(wǎng)，不僅費用高，速率低，重要的是缺乏有效的管理。

1.3配用電網(wǎng)現(xiàn)狀

根據(jù)配電線路開關站、環(huán)網(wǎng)柜、箱式變電站、柱上開關等設備數(shù)量情況以及變電站配電線路數(shù)量，考慮留有充分余量得到每個配電子站向下的10kV通信接入網(wǎng)的數(shù)據(jù)流量配電自動化業(yè)務骨干接入網(wǎng)按每個變電站計算帶寬流量約為803Kbps。

對10KV線路，按每條線路采集點3相電壓、電流波形信息，每次擾動數(shù)據(jù)在10s內(nèi)上送到電能質(zhì)量分析主站。根據(jù)相關需求，每變電站上聯(lián)帶寬為76.8kbps。

按照配電網(wǎng)重要節(jié)點（開閉站）的運行和監(jiān)控需求，每個重要節(jié)點配置視頻監(jiān)控業(yè)務、運行業(yè)務通道、語音業(yè)務。按平均每條配電線路2個開閉所考慮，視頻業(yè)務圖像格式質(zhì)量達到4CIF要求考慮，業(yè)務流量為2Mbps。運行業(yè)務通道主要滿足就地操作票、工作票的接收和流轉(zhuǎn)需求，流量128kbps。語音業(yè)務按64kbps考慮。每條配電線路流量為4480kbps，每變電站需求流量為143360 kbps。

用電信息采集系統(tǒng)主要包括大用戶用電信息采集（電力負荷管理系統(tǒng)）和居民用戶用電信息采集系統(tǒng)，同時接入大用戶負荷管理終端、集中抄表終端等多種終端，自動采集所有電力用戶的用電信息，實現(xiàn)客戶用電信息管理、負荷控制、預付費控制等直接應用功能，通過集抄終端接入公配變計量點電表，完成配變數(shù)據(jù)采集。現(xiàn)在江陰全市共有電表60萬戶，分別采用GPRS和電力線載波方式進行數(shù)據(jù)采集。用電基本業(yè)務流量僅包括用電信息采集的電能表每日零點凍基本業(yè)務數(shù)據(jù)項，峰值流量為 26.928K字節(jié)，需要通信通道帶寬215.424kbps。

2 發(fā)展趨勢

2.1電力骨干通信網(wǎng)方面

為適應省公司提出了調(diào)控一體化、地縣調(diào)一體化等新的發(fā)展思路，現(xiàn)有電力骨干通信網(wǎng)的管理模式、組網(wǎng)模式與技術體制等發(fā)生相應變革，如滿足高可靠性的要求。滿足大容量、高帶寬的要求，滿足靈活接入等等要求。電力骨干通信網(wǎng)不僅需要更高的網(wǎng)絡生存性及業(yè)務恢復能力。還需要來提供更高的帶寬來滿足各系統(tǒng)與中心服務器之間的海量的數(shù)據(jù)交互。能提供靈活方便的網(wǎng)元接入方式，適應配電系統(tǒng)、營銷系統(tǒng)業(yè)務點多、面廣、數(shù)據(jù)量小的特征。

2.2配用電方面

通過智能手段，組建系統(tǒng)，并能實現(xiàn)配電自動化的主要功能，實現(xiàn)配電調(diào)控一體化系統(tǒng)功能要求，實現(xiàn)配電監(jiān)測與診斷功能要求以及滿足地區(qū)分布式電源、儲能裝置、微電網(wǎng)等新能源接入。提高配用電自動化程度。

3 電力通信網(wǎng)在配用電系統(tǒng)中的建設

3 .1電力主干通信網(wǎng)建設

主干環(huán)網(wǎng)上承載著局端至各個變電站以太網(wǎng)通道以及自動化業(yè)務，配電自動化建設的局端及各變電站傳輸設備的業(yè)務接口數(shù)量及剩余帶寬已稍顯不足，需要對骨干層通信網(wǎng)需要改造。將現(xiàn)有2.5G主環(huán)升級為10G帶寬，由于接入層業(yè)務主要承載在支環(huán)節(jié)點上，所以需要考慮將支環(huán)同時升級為2.5G帶寬，以適應新的配網(wǎng)自動化業(yè)務需求。可以在原有主環(huán)網(wǎng)的中興S385設備進行改造，將原有S385的交叉板更換為10G背板容量的CSF，并且新增10G速率的光板即可。隨著配網(wǎng)自動化業(yè)務的接入，支環(huán)網(wǎng)上原有622M的帶寬將變得非常緊張，可以將原有的支環(huán)網(wǎng)采用的設備為中興ZXMP-S330設備，環(huán)網(wǎng)帶寬為622M。需要將原有網(wǎng)絡帶寬進行升級到2.5G。

3.2業(yè)務需求及流量分析

配用電自動化系統(tǒng)接入網(wǎng)業(yè)務有：配網(wǎng)自動化“三遙”業(yè)務、集抄業(yè)務、遠程抄表業(yè)務、無線視頻監(jiān)控、移動語音調(diào)度、移動巡檢圖片上傳、移動人員定位。

綜合配電業(yè)務、用電業(yè)務帶寬需求，每變電站上聯(lián)帶寬需求的絕對估算值將達561Mbps。每變電站561Mbps上聯(lián)帶寬中，配網(wǎng)視頻業(yè)務和用電可視化業(yè)務帶寬需求490Mbps，占整個帶寬需求比例達87%；配用電網(wǎng)業(yè)務（非視頻）為71Mbps。考慮到配網(wǎng)視頻業(yè)務和用電可視化業(yè)務的同時率較低，該類業(yè)務帶寬需求的實際估算值按絕對估算值490Mbps 的10%計取，約49Mbps。因此每變電站上聯(lián)帶寬需求的實際估算值按71Mbps+49Mbps計取，約120Mbps。

3.3組網(wǎng)規(guī)劃

3.3.1改造農(nóng)電網(wǎng)涉及到的155M環(huán)網(wǎng)

將澄區(qū)環(huán)網(wǎng)、澄西環(huán)網(wǎng)、澄東環(huán)網(wǎng)、澄南環(huán)網(wǎng)四個農(nóng)電傳輸網(wǎng)升級改造成為SDH帶寬為622M的網(wǎng)絡，并支持PTN功能，兼顧將來網(wǎng)絡發(fā)展需要；9個622M支環(huán)根據(jù)配電網(wǎng)業(yè)務的發(fā)展需要，逐步使用一體化設備進行現(xiàn)網(wǎng)設備的替換，實現(xiàn)SDH網(wǎng)絡與PTN網(wǎng)絡的平滑過渡。

3.3.2電力系統(tǒng)接入網(wǎng)35kv變電站以下10kv線路通信改造

電力系統(tǒng)接入網(wǎng)35kv變電站以下10kv線路通信改造采用EPON技術與無線寬帶技術相結(jié)合的組網(wǎng)規(guī)劃，在縣城城區(qū)中心密集范圍以及重要用戶區(qū)域采用光纖EPON通信技術進行配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的建設，確保數(shù)據(jù)的實時性傳輸，EPON通信采用“手拉手”組網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)，光纜鋪設采用ADSS24芯光纜；

3.3.3低壓配電通信網(wǎng)規(guī)劃

電壓為0.4kv的配電線路、配電柜（箱）、用戶表計、營業(yè)所、電動汽車充電樁、分布式電源、微網(wǎng)接入及電力光纖到戶表等，用于用電信息采集、智能用電雙向互動、電力光纖到戶等多種業(yè)務接入。我們重點在城區(qū)選擇1小區(qū)作為電力光纖到戶智能小區(qū)試點建設項目，實現(xiàn)用電信息采集、智能家居、電動汽車充電樁、用戶自助繳費系統(tǒng)、分布式能源等業(yè)務的全面覆蓋，實現(xiàn)了小區(qū)的高智能化、提升電力小區(qū)整體用電智能感受與用電服務業(yè)務，實現(xiàn)智能電網(wǎng)的用電客戶智能建設（圖1）；

智能用電小區(qū)建設整體方案集成了用電信息采集、電動汽車充電樁管理、小區(qū)智能家居、小區(qū)物業(yè)管理系統(tǒng)，通過通信網(wǎng)絡連接，實現(xiàn)智能用電功能集中展示及電力公司和客戶之間的雙向互動。

采用PTFFH（光纖復合纜）技術和EPON無源光網(wǎng)絡通信技術實現(xiàn)光纖到戶，服務三網(wǎng)融合，用電信息等提供通道；建設包括用電信息采集、小區(qū)配電自動化、電動汽車充電樁管理、小區(qū)智能家居、等功能的智能用電小區(qū)應用系統(tǒng)，實現(xiàn)了小區(qū)各種信息的采集、分析、處理、控制，實現(xiàn)了小區(qū)相關子系統(tǒng)的信息綜合利用，與小區(qū)物業(yè)管理子系統(tǒng)和智能用電小區(qū)95598網(wǎng)上互動業(yè)務實現(xiàn)集成。通過每個小區(qū)物業(yè)展示大廳的電子公告屏，實現(xiàn)了對智能用電小區(qū)系統(tǒng)的綜合展示；通過用戶家中的電視屏和智能交互終端，實現(xiàn)了對智能家電的綜合展示。

結(jié)語

通過合理規(guī)劃、資源有效整合，建成技術先進、實用性好，網(wǎng)絡可靠接入靈活統(tǒng)一的電力專用通信網(wǎng)，將為實現(xiàn)“ 一強三優(yōu)”現(xiàn)代公司發(fā)展戰(zhàn)略目標提供有力保障。

參考文獻

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