配電自動化及通信系統建設方案研究應用范文
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摘要:配電通信系統的建設和改造應充分利用現有通信資源，完善配電通信基礎設施，避免重復。在滿足現有配電自動化系統需求的前提下，充分考慮業務綜合應用和通信技術發展前景，規劃、分步實施、適度超前。
引言
電力通信網的建設關系著電力系統的安全穩定運行，它同電力系統的繼電保護及安全穩定控制系統、調度自動化系統被人們合稱為電力系統安全穩定運行的三大支柱。隨著電力市場的信息化、商業化發展，電力通訊網同時是電網自動化配電、電力市場信息化運營和電力企業現代化管理的基礎。但隨著電力通訊系統的智能化和網絡化建設，電力通訊系統比傳統系統更加開放，遠程接入也更加簡單，帶來了安全隱患，例如網絡病毒、惡意的數據更改等，所以電力企業要重視當前智能電網下的電力系統通訊安全，保障電網安全穩定運行。
1總體目標架構
1．1配電主站到變電站通信層
本期配電自動化建設涉及已建變電站。本次將在上述涉及的站點信息通過變電站內原有SDH設備，匯聚到信通主機房的2臺核心SDH上，并通過三層交換機轉發到系統主站。
1．2變電站到配電終端通信層
本期工程變電站至配電終端的通信網建設優先選擇實時可靠性高、擴展性好的EPON光纖專網技術實現重要站點的“三遙“通信。
1．3配電主站至變電站通信網絡建設
通信系統是支撐統一堅強智能電網建設的公共平臺和重要手段，貫穿發電、輸電、變電、配電、用電、調度六個環節。堅強智能電網的建設對通信信息系統提出了更高的需求，地市光纖骨干傳輸網作為配電通信網骨干層，不僅需要滿足配電系統通信的要求，還要滿足智能電網各環節通信業務的需求，特別是快速增長的IP業務的需求，因此要求在傳輸體制、通信容量、安全性、可靠性、實時性等方面有較大的轉變和提升。通過上述設備構建從配電主站到各變電站的虛擬專用IP網絡，每個變電站到主站設計帶寬不小于10M，專門用于傳送配電自動化信息。網絡架構如圖1所示。變電站至配電終端選擇以光纖通信EPON技術為主、無線公網GPRS作為必要補充的通信技術。采用EPON通信技術時:ONU終端設備選用雙PON口設備實現全保護自愈;ONU設備采用工業級設備，滿足較惡劣的現場運行環境;ONU設備配置在環網柜、柱上開關上，實現相關設備信息上傳至變電站。OLT設備配置在變電站內，實現變電站信息匯集上傳至主站。
1．4變電站至配電終端通信網絡建設
本期配電自動化建設區域的線路終端原則上采用以太無源光網絡(EPON)通信方式實現信息上傳。采用光纖通信的配電通信網設計需要根據各種配電網業務的需要、結合通信技術的發展來開展。而EPON網絡具有如下優點。EPON系統是點對多點的結構，節省大量的主干光纖和光收發器。EPON是基于以太網的無源光網絡，可靠性高。EPON系統適用于IP業務，能夠提供高帶寬和高帶寬利用率。EPON系統網絡層次簡單，維護成本低。EPON系統組網靈活，支持樹型，星型，總線型;可提供多種保護方式。EPON技術經過多年發展，產品成熟可靠。因此，考慮到對未來配電網業務的適應性、技術的可持續性，網絡的穩定性等因素，并結合農網10kV及以下配網工程選點及改造方案的實際情況，確定核心區域所有“三遙點”原則上采取光纖以太無源光網絡(EPON)通信方式。
2通信設備選型
2．1OLT設備選型
2．1．1電信級高可靠性OLT所有主件(引擎板，業務板，電源，風扇)支持熱插拔;雙主控模塊冗余備份;交換網冗余;雙電源模塊冗余備份;風扇冗余;無源背板設計，確保系統的穩定可靠運行。
2．1．2豐富的業務、端口類型OLT設備應支持豐富的2/3層協議。支持EPON、百兆、千兆、萬兆等各種類型的以太網接口;提供4PON口、8PON口、16PON口同時帶8GE上行單板的接口密度;提供多種組合接口板，全面滿足客戶需求。
2．1．3大容量、高密度端口最大支持768Gbps交換容量;最大支持128KMAC地址表項;整機最大支持96個EPON端口;每條EPON線路可以支持1．25Gbps的對稱帶寬，最大分光比1∶64。分布式的體系架構和硬件AISC處理保證IPv4/IPv6業務線速轉發，不存在集中式處理的瓶頸，滿足網絡業務不斷發展的需求。
2．1．4完善的安全保護機制內置安全機制，可從控制、管理、轉發三平面全方位保障網絡設備的安全。內置協議報文攻擊識別模塊，防止協議報文攻擊;安全的SNMPv3網管協議;IP、VLAN、MAC和端口等多種組合綁定;組播/廣播風暴抑制;uRPF單播反向路徑轉發，防止非法或者異常的流量進入網絡;抵御多種病毒攻擊，保證設備管理的安全。
2．1．5高度集中的運營管理與維護管理組件應提供完善的性能監控，豐富的聲光告警，完整的EPON圖形拓撲，便捷的批量配置，多種增值業務配置。支持對ONU的集中管理/遠處監控/遠處調測/遠程維護/遠程在線升級。
2．2ONU設備選型
2．2．1選型原則符合IEEE802．3ahEPON標準和IEEE802．3ah1000Base－PX20傳輸規格，且支持良好的互通性。支持雙上行PON接口，提供雙路EPON光纖的相互備份。具有各種類型終端接口。支持4個百兆以太網接口和2路RS485接口，每路支持帶32個RS485終端。支持SmartLink智能鏈路特性，雙PON倒換速度最快可達50ms。提供多種電源輸入接口，支持220VAC和12/24VDC電源隨意選擇輸入。支持雙向FEC(ForwardErrorCorrection，前向糾錯)功能，延長傳輸距離。支持光功率測量功能，支持光模塊接收和發送光功率測量和顯示。支持強大的QoS(QualityofService)能力。具備良好的安全保證機制和維護管理功能。支持各種電力規約，透傳轉發所有報文。11英寸標準機箱設計，方便機架和壁掛安裝。采用靜音無風扇設計，具備高可靠性和低功耗節能環保能力。高度集中的運營維護:ET824用戶端口支持網管管理，支持自我故障檢測并復位功能，并且在掉電、重啟后原有配置能夠迅速恢復，同時也支持遠程批量軟件升級，支持升級失敗自動回退功能，進一步提高了網絡管理員的工作效率，減少網絡的運營成本。
2．2．2本工程選型ONU設備的設置應綜合考慮供電電源情況、配電終端分布等情況，原則上ONU設置在配電終端附近(有條件的情況下與配電終端共箱體)。本次設計考慮與配電終端共箱。每個具備光纜敷設條件的“三遙”或“兩遙”點的自動化配電終端原則上配置ONU1臺。ONU設備及其光配線附件一同組成光交箱，與配電自動化終端一同組屏安裝。綜合考慮本工程ONU設備供電電源擬采用直流方式供電，由配網二次設備進行24V整流供電。
3結構要求
安裝在戶外的裝置其結構設計應緊湊、小巧，外殼密封，能防塵、防雨，防護等級不得低于GB/T4208規定的IP54的要求，安裝在戶內的裝置防護等級不得低于GB/T4208規定的IP20的要求，并滿足下列要求。1)配電終端應有獨立的保護接地端子，并與外殼和大地牢固連接。2)配電終端的接口宜采用航空插頭的連接方式。
4絕緣要求
4．1配電終端功能
4．1．1站所終端(DTU)功能與指標1)采集功能:每路開關不少于4個狀態量;不少于3個電流量(A、C);不少于2個交流電壓量;支持功率、頻率等信號采集、計算。2)事件記錄及主動上報功能:記錄并上報開關狀態變位、饋線故障、電源故障等情況。3)通信功能:支持IEC60870－5－101、IEC60870－5－104等多種主流通信規約，具備主站通信功能。
4．1．2饋線終端(FTU)功能與指標1)數據采集:可采集2個電壓、3個電流、1～2個開關狀態信號，并可進行功率、頻率等信息的演算;故障檢測及故障判別功能。2)事件順序記錄:記錄開關狀態變化的時間和先后次序、饋線發生短路故障的時間、電源發生故障的時間并上報。3)控制功能:支持遙控指令的接收、執行，控制開關的分、合，并具有當地手動控制功能及當地/遠方閉鎖功能。4)通信功能:支持多種通信方式及IEC60870－5－101、IEC60870－5－104等標準通信規約。
4．1．3配變終端(TTU)功能與指標1)電壓量采集:Ua，Ub，Uc。2)電流量采集:A相、B相、C相、零序。3)遙信:開關位置狀態等。4)故障檢測:具備線路過流、短路、零序告警等檢測并主動上傳。5)事件存儲:SOE存儲不少于100條。5結語電力配網的自動化通訊網絡雖然顯著提升了電力系統的智能化、信息化、網絡化程度，但也由于其網絡化特征，引發了網絡安全問題，造成整個智能電力系統的安全威脅。面對通訊網絡中的安全威脅，需要電力企業提升各類安全技術，并減少人為因素影響，切實保障電力通訊網絡安全。
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作者：陳立新 王佳艷 王克杰 唐傳佳 單位：蚌埠供電公司