談某集團水利電力調控通信系統設計

任 軍

(新疆伊犁河流域開發建設管理局，新疆 烏魯木齊 830000)

談某集團水利電力調控通信系統設計

任 軍

(新疆伊犁河流域開發建設管理局，新疆 烏魯木齊 830000)

結合某集團水利電力調控系統通信的特點和需求，闡述了通信系統的設計范圍和原則，通過分析主、備用通道的建設必要性，探討了通信系統、SDH傳輸網、衛星通信系統的設計方案，為調控中心通信系統設計提供了參考。

設計，需求分析，SDH傳輸網，衛星通信

1 概述

某集團具有水庫調度、水電站運行、電網調控、電力銷售等多種業務。集團已建成大型梯級水庫2座、流域水電站4座、輸變電網一張。輸變電網擁有16座變電站、42座箱變及700 km輸電線路。集團擬建設水利電力調控中心，為此將建設一套覆蓋所有工程點的通信系統，以滿足調控中心水情預報、安全監測、水庫調度、水電站遠程集控、電網調度和變電站遠程集控等系統的通信需求。

2 設計范圍和原則

根據集團水利電力調控中心各業務的通信需要，通信系統設計范圍主要包括：各業務通道帶寬需求分析，通信系統整體規劃，主用通道、備用通道、應急通道、SDH傳輸網和衛星通信等系統的設計。

通信系統設計應滿足穩定可靠、技術先進、經濟實用、維護方便等要求，并須充分利用已有的通信資源。通信容量按近期業務需要確定，并根據今后的業務發展留有適當余地和必要的擴展空間。設計內容和深度應滿足電力行業通信系統設計要求；采用先進、成熟和適合電力系統的通信技術。

3 業務通信需求分析

某集團通信系統主要承載電站集控、電力調控、水利調度、行政辦公、互聯網等業務，并向省電力調度中心提供發電調度通信通道。通信系統主要為以下幾個系統提供通信通道：

1)電網調控及梯級電站SCADA/EMS系統。電網調控包括電網運行狀態實時監視和控制相關信息，梯級電站SCADA/EMS系統包括遙測、遙信、遙控、遙調等信息。各電站、變電站至調控中心傳輸采用10 M/100 M以太網接口，速率不小于2 Mbit/s。

2)線路繼電保護及故障錄波系統、安穩系統。主要包括各系統以及保護本身記錄的歷史數據和非實時數據信息，用于調用故障錄波曲線數據信息、故障測距信息等，速率不小于2 Mbit/s。

3)電能量系統。電能量系統數據要求有較高的傳輸準確率及可靠性，其信息傳輸采用10 M/100 M以太網接口，速率為2 Mbit/s。

4)水情自動測報系統。系統主要傳輸水位、流量等水情信息，分為實時信息和非實時信息兩種，其信息傳輸采用10 M/100 M以太網接口，速率為2 Mbit/s。

5)行政辦公信息系統。系統屬于企業敏感性信息，對安全性和可靠性要求很高，不允許出現數據丟失現象。其信息傳輸采用10 M/100 M以太網接口，速率為N×2 Mbit/s。

6)語音業務。調控中心通過PCM延伸熱線、小號實現與各廠站語音業務，或以2 M鏈路與各廠站程控交換設備實現互聯。

7)其他業務。其他業務如消防監控系統、視頻監控系統、視頻會議系統、大壩及水工建筑物監測系統、互聯網等，這些系統對網絡傳輸延時和可靠性一般要求不高。其信息傳輸采用10 M/100 M以太網接口，速率為N×2 Mbit/s。

4 通信系統規劃

隨著通信技術的發展，目前電力通信系統主要由SDH光纖通信、電力載波、衛星及無線載波等組成。集團伴隨輸電線路的建設已建成大量OPGW及ADSS等架空光纜，光纜線路已覆蓋集團的各水電站、變電站、水庫大壩和辦公場所；且光纖線路已形成環路，已具備了搭建光纖通信系統的有利條件。根據調控中心多業務、大容量的通信需求，結合已建光纜線路的先天優勢，通信系統以SDH光纖通信為主來搭建。根據《電力系統通信設計技術規定》中“至主要發電廠、變電所及網絡節點間的主干通道應有兩種不同傳輸介質的電路或物理路由完全獨立的電路組成”的要求，集團通信系統需建設主用通信通道和備用通信通道，并在主要站點建設應急通信通道。主備用及應急通道通過三個不同路由分別接入調控中心，形成通信系統的冗余保護。

4.1 主備用通道

主通信通道應采用大容量，通信傳輸質量好，電路可靠性高的通信方式。目前作為電力系統干線的通信方式主要有光纖和微波兩種，光纖通信具有運行維護方便，傳輸容量大，抗干擾性能強的特點。微波通信具有能跨越復雜地形，抗洪水、地震等自然災害的優點，但受天氣影響大，傳輸容量相對較小。集團已建設完善的光纖線路，所以通信系統主用通道和備用通道均采用SDH光纖通信技術。

4.2 應急通道

應急通道應是受自然災害影響較小、獨立于主備用通道之外的通信系統。應急通道僅在主備用通道均中斷的情況下使用，對通道帶寬要求不高。集團工程點分散、距離遠，不宜采用微波通信，因此應急通道選用衛星系統。在發生光纖通信中斷的情況下，衛星通道能夠及時建立應急通信，將電廠及變電站的關鍵信息上傳至調控中心，確保調控中心和廠站通信通暢。

5 SDH傳輸網

5.1 SDH傳輸網搭建

SDH傳輸網是通信系統的基礎，為調控中心運行管理提供高速、全面、安全、便捷的通信服務傳輸平臺，并為通信系統提供主備用通道。SDH傳輸網不僅要能滿足集團調控中心生產運行、調度指揮、行政管理等的要求，還要能快速處理各類語音、數據、圖像、文字等信息。調控系統各業務對通信帶寬要求較高，因此SDH傳輸網主干傳輸速率選用2.5 Gbit/s，支干傳輸速率為622 Mbit/s。通過集團各水電站、變電站和工程點組成一個光纖環網，搭建STM-16光纖保護環。主備用通道通過不同的兩個路由分別連接至調控中心，形成冗余通信通道，見圖1。

5.2 SDH傳輸網安全

已建光纖線路已形成環路，所以采用二纖雙向復用段保護方式建設二纖雙向復用段保護環，實現通信通道自愈功能；復用段保護既節省通道資源又能形成有效的安全保護措施。除建設復用段保護環外，每個通信節點的設備均設冗余保護，交叉連接單元、時鐘單元以及電源模塊等核心板件采用1+1冗余配置。通過復用段保護和設備冗余配置，SDH傳輸網可靠性得到了極大的提高，能夠滿足調控中心各項業務對通信安全的要求。

6 衛星通信

6.1 衛星通信規劃

衛星通信系統選用VSAT衛星通信系統，為星狀通信系統絡結構，采用浮動靜態路由單跳衛星鏈接，主、備用通道和衛星應急通道可自動切換。根據衛星通信系統作為應急通信的特點，系統網絡信令傳輸體制采用TDM/TDMA/SCPC，這種體制不但安全可靠，又能最大限度的節省衛星帶寬，減小主站設備投入。此組網方式既可用于簡單的電話線路連接，亦可服務于IP數據傳輸，還能用于視頻傳輸服務，見圖2。

6.2 基于IP的數據傳輸業務實現

衛星通信系統提供10 M/100 M以太接口，各種IP業務設備直接通過以太網交換機與之相連，并通過終端的衛星端口上星與遠端站點通信。語音選用VoIP方式，通過設備的IP通道傳送；在優先保證話音和基本數據業務正常通訊的前提下，衛星通道也可以連接各站點間的其他IP數據通信業務，從而共享衛星帶寬。

7 結語

調控中心運行管理需要構建大容量、高速、高可靠性的通信系統，系統設計須認真分析各項業務需求，把SDH光纖通信、衛星等先進通信技術緊密結合起來，充分合理利用已有資源，嚴格遵守電力系統各項設計規范。本文宏觀的設計了通信系統架構，在將來的細化設計工作中，還需圍繞實際應用深入研究。

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Discussion on a group water conservancy and electric power control communication system design

Ren Jun

(XinjiangYiliRiverBasinDevelopmentandConstructionManagementBureau,Urumqi830000,China)

Combining with the characteristics and needs of a group water conservancy and electric power system communication, this paper elaborated the scope and principle of communication system, through the analysis on the main, standby channel construction, discussed the design scheme of communication system, SDH transmission network, satellites communication system, provided reference for the control center communication system design.

design, needs analysis, SDH transmission network, satellite communication

2015-02-09

任 軍(1982- )，男，工程師

1009-6825(2015)12-0124-02

TN914

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