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计算机网络的智能配电网通信组网模式分析

来源:UC论文网2021-01-29 08:27

摘要:

  摘要:通信网络是智能配电网的“神经系统”,是整个电网信息传输的枢纽,向上可以传输配电终端的所采集到的数据,向下可传达调控中心的指令。其具备高效、安全、稳定通信能力的电网通信网络,是保证智能配电网能够稳定运行的基础,所以组建一支高效的智能配电网通信系统是智能配电网发展的关键。  关键词:智能配电网;通信组网建设;骨干层通信;接入层通信  随着国家电网“三网融合”战略发展的不断推进,智能电网的全面...

  摘要:通信网络是智能配电网的“神经系统”,是整个电网信息传输的枢纽,向上可以传输配电终端的所采集到的数据,向下可传达调控中心的指令。其具备高效、安全、稳定通信能力的电网通信网络,是保证智能配电网能够稳定运行的基础,所以组建一支高效的智能配电网通信系统是智能配电网发展的关键。


  关键词:智能配电网;通信组网建设;骨干层通信;接入层通信


  随着国家电网“三网融合”战略发展的不断推进,智能电网的全面智能化建设逐渐得到了实践。智能配电网是智能电网建设中的关键环节,在智能电网中具有承上启下的作用,而配电通信网络是智能配电网的重要组成部分,要想实现智能配电网的自动化功能,就必须要建设先进的、稳定的、安全的组网系统。随着智能电网的发展,对智能配电网的通信网络要求越来越高。我国的智能电网发展起步较晚,尤其是智能配电网的建设依然存在很多的问题与困难,智能配电网的发展任重道远。


  1智能配电网通信组网


  1.1智能配电网通信组网的覆盖范围


  智能配电网的通信组网是整个智能配电网的神经系统,是实现智能配电功能的先决条件。智能配电网通信组网的建设就是要利用经合理、可靠成熟的通信技术,来实现每个阶段对电力通信网络的要求。智能配电网通信组网要能够满足智能配电网各项业务的灵活接入,为智能电网的终端提供实时的电力通信保障服务,起到承上启下的作用。目前,智能配电网通信运用光纤通信技术、低压载波技术以及无线通信技术等进行灵活组网,来全面支撑智能配电网各种功能的实现,要求能够覆盖ADO,AMI,AAM中的各项业务节点。


  1.2智能配电网通信组网要求


  智能配电网通信组网除了要能够满足ADO,AMI,AAM中各项业务节点的需求之外,还要满足智能配电网的以下要求。(1)安全性智能配电网通信组网的安全性要求能够保证网络安全,不被网络安全攻击,保证电网中的各种智能监测设备能够正常运行。(2)可靠性,智能配电网通信组网建设时要考虑通道备用、自愈功能,最好采用工业级通信设备,以保证电力组网的运行能力[1]。(3)经济性,智能配电网覆盖范围广泛,终端设备诸多,要求科学合理的进行组网建设,将经济性与社会效益考虑在内。


  2智能配电网通信组网建设


  2.1智能配电网通信组网建设原则


  智能配电网通信组网的建设应遵循先进性、科学性、可行性、可扩展性原则,因地制宜建设,根据智能配电网对安全性与稳定性的要求,通常我们有限考虑电力特种光缆组网,组网技术做好不要超过2种,一般以现有PTN与规划的PON为主,还有电信运营网络(3G/4G/5G)。智能配电网通信组网的网络分层非常重要,以分层原则来实现组网的有序接入,通常分为主干网络层、传输层与接入层。主干网络层要依靠现有PTN网络来进行组建,传输层主要应用EPON技术,OLT终端的ONU链路设备通常作为接入层。在智能配电网通信组网建设时主干网路实行宽带共享,一方面可以保证数据的正常传输,另一方面可以应对突发情况。智能配电网通信组网要有很大的系统扩容能力,能够满足随时接入的设备对网络的需求[2]。


  2.2智能配电网通信组网通信技术的选择


  随着智能电网的发展,当前智能配电网通信组网技术通常是由两种甚至是组网技术组成的,在实际的操作中我们应该进行综合研究,合理选用。根据现有的网络通信技术,在组网时我们主要采用PON技术、工业以太网、无限宽带技术以及PLC技术等多种技术混合而成,对于智能电网中的关键性业务环节且满足铺设光缆的,应该该首先考虑光缆通信专网;对于对通信有更高要求,且无法铺设光缆的或者是铺设成本的太高,要考虑采用无线通信技术与电力载波技术。需要注意,根据实践发现,同一个区域组网技术最好不超过3种。在各种智能配电网通信组网技术种,电力载波技术与无线通信技术在安全性和可靠性方面较弱,并且在技术上并未形成统一的标准,在实际操作时还是应该优先考虑PON技术,形成以PON技术为主,电力线载波技术与无线通信技术为辅的无组网模式。PON技术虽然安全性与可靠性高,但是铺设成本高,在实际应用时要合理的安排,最大范围覆盖,提升光纤通信的使用率[3]。


  电力光缆建成要采用成环成网的模式,目的是为了能够更好的适应继电保护、电力系统的稳定以及自动化业务等。采用电力光缆作为主要通信技术时,新建的线路一个高压线路要采用OPGW光缆,其他的可以老旧线路可以采用ADSS与OPPC光缆。当高压线路为110kV以上的新建线路,要铺设至少1条光缆通信线路,220kV以上线路要铺设至少2条光缆通信,各级调度中心应该安排2条以上的独立光线路由。对于二级站、供电所以及营业网点要铺设至少1条光缆,对于台风与自然灾害高发地区应该采用多元化、立体化的光缆铺设方式,铺设架空光缆、管道光缆或者是地埋光缆。


  2.3智能配电网通信组网分配


  对于智能电网中关键性业务环节例如纵联保护装置、FTU,DTU,TTU,DG,独立电能存储站、重要负荷管理节点等环节需要采用光纤通信技术,从而能够满足各个设备之间与设备到配电网之间的全光纤通信。光纤通信技术必须采用具有自愈功能的SDH环网或者是百兆工业以太网环网方式,以更好的应对可能发生的极端情况。在台区智能设备集中点与设备运行监测点中,如果在光纤通信非覆盖范围中,采用宽带无线通信技术或者是采用公网无线通信的方式,实现智能设备的双向通信,还可以实现各种设备监测点到智能配电网管理中心的无线通信,每一个无线接入点流量设置在5K,统一汇聚到智能变电站的流量为12M。根据台区内智能电表的距离不同,我们可以灵活选用无线通信模式,例如WiFi、电力线载波以及RS485电缆、3G/4G/5G/GPRS等,从而实现了台区内分散终端的广泛接入[4]。


  3智能配电网通信组网系统架构方案


  智能配电网所具有的配网SCADA功能、电网的数据统计功能、馈线自动化功能以及电网设备互联功能等,为智能配电网的实施运行和实施监测提供了可能性。智能配电网通信组网系统架构主要有主站系统控制层、变电站通信层以及终端信息层组成。根据配电目标自动化配电系统的光纤通信部分可以全部选用光缆作为通信机制,实现主站系统到各个配电子站之间的通信联络。在智能配电网组网建设的过程中对电网设备接入有较高的要求,所以必须为其提供一套先进的、稳定的、可扩展的光纤通信接入系统,同时还要考虑现有的光缆资源,在不新增加光缆的情况下,实现接入更可能多的光缆路由。智能配电网通信网络的建设在需要同时考虑社会效益与经济效益,因此必须根据实际情况合理的水通信组网方案,正确的处理好通信技术、通信网络规模与成本这三者之间的关系,使得智能配电网通信网络更具实用性与经济性。智能配电网组网建设的重点应该从以下方面考虑:(1)通信网络主干线应该与电网发展主干线保持一致性,避免出现二次改造的情况发生,避免网络资源受限,还以避免出现网络结构复杂的情况。(2)通信网络主干线在规划时除了考虑电网主干线之外还要充分的考虑地域特性,要根据当地的市政规划来进行合理布局,采用先进成熟的通信技术,避免技术过时,保证网络的安全稳定。(3)智能配电网组网建设时还要重点考虑汇入接入与新业务的增长对通信网络的需求和要求的变化,在保证经济性的原则则下,为未来避免出现重复建设的情况做好基础,根据实际情况与增容高需求去确保未来通信组网主干线与骨干线能够满足未来电网的发展需求。


  4结语


  智能电网是未来电力发展的主要方向,智能配电网是智能电网的重要组成部分,智能配电网要想实现智能配电、自动统计、用电信息化等功能就必须要加强智能电网通信网络建设。智能配电网通信组网建设应该与配电网智能化发展的保持一致性,能够更可能多的覆盖设备范围。当前,较为成熟的智能配电网组网技术有PON技术、PTN技术与电力线载波技术,在实际操作中我们通常以PON光缆通信为主,无线通信与电力线载波技术为辅的组网模式进行建设,以保证网络的稳定性与安全性。

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