摘要：本文根據(jù)作者多年工作實(shí)踐，結(jié)合南京主城核心區(qū)進(jìn)行配電自動化試點(diǎn)工作，針對其中配電通信網(wǎng)試點(diǎn)建設(shè)方案進(jìn)行了分析。

　　關(guān)鍵詞：配電通信網(wǎng)，規(guī)劃，建設(shè)

　　Abstract: in this paper, according to the author years work experience and combining with the nanjing urban area in power distribution automation pilot work, in view of power distribution network pilot construction scheme is analyzed.

　　Keywords: power distribution network, planning, construction

　　中圖分類號:S972.7+6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

　　前言

　　2009年5月，國家電網(wǎng)公司明確提出建設(shè)“具有信息化、自動化、互動化的智能電網(wǎng)”，計劃到2020年全面建成堅強(qiáng)智能電網(wǎng)。智能電網(wǎng)戰(zhàn)略目標(biāo)的提出給配電自動化注入了新的內(nèi)涵，也給配電自動化帶來了新的生機(jī)。為有效指導(dǎo)配電自動化建設(shè)與改造工作，國家電網(wǎng)公司組織制定了《配電自動化技術(shù)導(dǎo)則》和《配電自動化試點(diǎn)建設(shè)與改造技術(shù)原則》，對配電自動化的規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)和改造提出規(guī)范性技術(shù)要求，也為南京供電公司開展配電自動化工作指明了方向。

　　1、配電通信網(wǎng)現(xiàn)狀

　　經(jīng)過多年建設(shè)，南京城區(qū)已建成以光通信為主的電力通信傳輸網(wǎng)，采用SDH體制，以環(huán)網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為主。城區(qū)傳輸網(wǎng)由三個網(wǎng)絡(luò)容量為2.5Gb的環(huán)網(wǎng)兩兩相交組成，網(wǎng)絡(luò)包含2.5Gb、622Mb、155Mb等幾種速率容量等級。

　　“十一五”期間通信網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)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(wù)需求為主，提供服務(wù)電力調(diào)度生產(chǎn)和管理的各類業(yè)務(wù)通道，配用電通信內(nèi)容幾乎沒有涉及。目前配用電信息上傳依賴公網(wǎng)GPRS通信方式，缺乏有效的管理。

　　在試點(diǎn)區(qū)域內(nèi)35kV以上變電站光纜覆蓋率為100%，配用電側(cè)沒有敷設(shè)光纜;采用公網(wǎng)GPRS通信方式實(shí)現(xiàn)信息采集的配變占試點(diǎn)區(qū)域內(nèi)配變總數(shù)的33%。

　　2、配電通信網(wǎng)存在問題

　　試點(diǎn)區(qū)域內(nèi)所有變電站均以實(shí)現(xiàn)光纖覆蓋，城區(qū)傳輸網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工程已經(jīng)初步完成，可以可靠實(shí)現(xiàn)變電站至主站的信息交互，但還存在以下問題：

　　(1)未建設(shè)配電通信網(wǎng)，配電終端缺乏采集及監(jiān)控信息傳輸通道，嚴(yán)重制約了智能電網(wǎng)相關(guān)項(xiàng)目的順利推進(jìn)。

　　(2)主城核心區(qū)內(nèi)部分電力電纜溝道未預(yù)埋光纜或管孔，使后期的配電通信光纜建設(shè)產(chǎn)生較大的困難。

　　(3)缺乏完善的配電通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、運(yùn)行管理規(guī)范，配電通信系統(tǒng)缺乏有效的管理手段和依據(jù)。

　　3、配電通信網(wǎng)規(guī)劃目標(biāo)

　　根據(jù)此次項(xiàng)目整體規(guī)劃目標(biāo)，配電通信系統(tǒng)建設(shè)以滿足配電自動化終端、子站與主站之間信息交互的可靠性、安全性、實(shí)時性為目的，建設(shè)便于管理、具有良好擴(kuò)展性，高速、雙向、實(shí)時、集成的配電通信系統(tǒng)為總體目標(biāo)。建成后的通信系統(tǒng)將能承載配電自動化、智能用電信息采集、雙向互動營銷等各種智能電網(wǎng)的雙向通信業(yè)務(wù)，滿足一次系統(tǒng)各種配變(包括公用配變、專用配變)智能管理終端的通信要求，滿足公用配變臺區(qū)中低壓線路設(shè)備及低壓用戶計量設(shè)備和安全管控設(shè)備(開關(guān)、漏保等)智能管控終端之間通信要求。

　　配電通信系統(tǒng)框架包括配電通信網(wǎng)管理平臺，配電主站至變電站的骨干通信網(wǎng)和變電站至配電終端的接入通信網(wǎng)。配電通信系統(tǒng)框架如下圖所示。

　　配電通信網(wǎng)管理平臺用于實(shí)現(xiàn)配電通信網(wǎng)集中接入和管理，以“統(tǒng)一通信接口、統(tǒng)一通信規(guī)范、統(tǒng)一通信網(wǎng)管”為建設(shè)目標(biāo)。采用統(tǒng)一的接口與配電主站系統(tǒng)對接。應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)對配電通信終端的監(jiān)測與配置，同時實(shí)現(xiàn)各種顆粒業(yè)務(wù)的管理。

　　主站至變電站通信網(wǎng)絡(luò)以滿足交互信息的可靠、透明傳輸為目標(biāo)。

　　變電站至配電終端通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋變電站10kV出線側(cè)至配電終端。根據(jù)國網(wǎng)公司配用電通信網(wǎng)一體化建設(shè)考慮，變電站至配電終端通信網(wǎng)絡(luò)以實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)配電自動化信息、用電信息數(shù)據(jù)采集(含電力負(fù)荷控制數(shù)據(jù)、遠(yuǎn)程自動抄表數(shù)據(jù)及營銷互動系統(tǒng)等)，未來對視頻監(jiān)控、分布電源接入、電動汽車充電站等信息傳輸至變電站內(nèi)通信匯接子站為目標(biāo)。

　　通信終端設(shè)備應(yīng)滿足易安裝維護(hù)，靈活適應(yīng)各種應(yīng)用場合，接口開放統(tǒng)一要求，同時符合工業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)境要求。

　　4配電通信網(wǎng)建設(shè)與改造

　　4.1配電通信管理平臺實(shí)施方案

　　在配電自動化通信系統(tǒng)運(yùn)行過程中，特別是大規(guī)模建設(shè)情況下，通信系統(tǒng)的維護(hù)尤為重要。

　　隨著配電通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷擴(kuò)大，結(jié)構(gòu)愈加復(fù)雜，終端數(shù)目越來越多，智能化水平越來越高，一些網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行、維護(hù)與管理難題也隨之出現(xiàn)。網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)故障、確定故障和處理故障的難度越來越大，網(wǎng)絡(luò)故障處理的時間不能保證，這些嚴(yán)重影響到配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量與效率。

　　為保證配網(wǎng)通信系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，迫切需要建立一套配網(wǎng)通信集中監(jiān)控系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)對配電通信網(wǎng)中各廠家的配電通信終端、光纜電纜、通信通道等通信資源以及配電通信終端的運(yùn)行環(huán)境等的統(tǒng)一監(jiān)控和管理，這也是智能電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃中的要求。在配電通信網(wǎng)建設(shè)時應(yīng)考慮同步建設(shè)通信網(wǎng)管理監(jiān)控系統(tǒng)。

　　配電通信管理平臺總體規(guī)劃，下圖所示，系統(tǒng)采用分層架構(gòu)體系，在配電主站建立配網(wǎng)通信監(jiān)控主站系統(tǒng)，在各配電子站設(shè)立相應(yīng)的通信監(jiān)控分站系統(tǒng)，分站向主站發(fā)送所采集的各種數(shù)據(jù)，通信監(jiān)控分站到通信監(jiān)控主站通過骨干光纖通信網(wǎng)的以太網(wǎng)通道進(jìn)行通信連接。

　　配電通信管理平臺主站具有對各個分站集中監(jiān)控統(tǒng)一管理的功能。在配電主站配置網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，在監(jiān)控主機(jī)與前置機(jī)上安裝相應(yīng)系統(tǒng)平臺軟件，建立以LAN為結(jié)構(gòu)的配網(wǎng)通信集中監(jiān)控管理中心站，搭建起系統(tǒng)平臺，提供各種人性化的人機(jī)界面，完成系統(tǒng)功能主體。

　　配電通信管理平臺分站具有為各種終端設(shè)備提供接口、收集各類信息并將信息上傳至主站的功能。在各配電子站配置交換機(jī)、采集器等構(gòu)建配網(wǎng)通信監(jiān)控分站，實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)通信設(shè)備、環(huán)境、電源的集中監(jiān)測，并將信息匯集轉(zhuǎn)發(fā)至監(jiān)控主站。

　　4.2主站至變電站的通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)施方案

　　本期配電自動化建設(shè)，主站至變電站的配電通信網(wǎng)絡(luò)采用光纖傳輸網(wǎng)方式，考慮變電站之間的通信設(shè)備信息交互，并為了便于管理數(shù)量龐大配電通信終端的變電站匯集信息，以IP方式通過專用路由器接入。架構(gòu)如下圖所示：

　　本次試點(diǎn)工程將對變電站原有SDH設(shè)備進(jìn)程擴(kuò)容，并增加路由器設(shè)備，新建一張從局中心到各變電站的虛擬專用IP網(wǎng)絡(luò)，每個變電站設(shè)計帶寬不小于2M，專門用于傳送配電自動化信息。本層業(yè)務(wù)接入方式為純IP接入。

　　本次項(xiàng)目中,考慮到在試點(diǎn)區(qū)域外已有配變監(jiān)測系統(tǒng)的信息接入,在主站建設(shè)一套無線接入系統(tǒng)。

　　4.3變電站至配電終端的通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)施方案

　　變電站至開關(guān)站、戶外環(huán)網(wǎng)單元配電終端的通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)配電子站到配電終端之間的通信，也稱為接入層通信網(wǎng)絡(luò)。

　　變電站至配電終端的通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)技術(shù)體制有光纖專網(wǎng)、無線專網(wǎng)、無線公網(wǎng)、配電線載波等多種通信方式可供選擇。光纖專網(wǎng)存在有源和無源兩種解決方案。有源光網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率低并且維護(hù)困難。無線專網(wǎng)大規(guī)模組網(wǎng)時易受干擾并且容量較小。無線公網(wǎng)安全性不高。配電線載波受諧波干擾大、傳輸帶寬窄并且維護(hù)困難。而無源光網(wǎng)絡(luò)EPON技術(shù)能有效地解決上述其他通信方式所遇到的問題，因此，本次試點(diǎn)工程采用EPON技術(shù)。變電站至配電終端的通信網(wǎng)建設(shè)選擇實(shí)時可靠性高、擴(kuò)展性好的EPON光纖專網(wǎng)技術(shù)，通信接入層網(wǎng)架如下圖所示。

　　根據(jù)配電業(yè)務(wù)實(shí)時性、可靠性要求高的特點(diǎn)，ONU終端設(shè)備選用雙PON口設(shè)備實(shí)現(xiàn)全保護(hù)自愈;ONU設(shè)備采用工業(yè)級設(shè)備，以滿足較劣的現(xiàn)場運(yùn)行環(huán)境。ONU設(shè)備配置在配電終端處(開關(guān)站、戶外環(huán)網(wǎng)單元、分支箱、柱上開關(guān)、配變)，實(shí)現(xiàn)配電終端設(shè)備信息上傳至變電站。OLT設(shè)備配置在變電站內(nèi)，實(shí)現(xiàn)變電站信息匯集上傳至主站。OLT、ONU邏輯圖如下圖所示。

　　結(jié)合南京試點(diǎn)配電線路的實(shí)際走向，采用“手拉手”型保護(hù)組網(wǎng)方式。典型“手拉手”兩點(diǎn)接入結(jié)構(gòu)如下圖所示，OLT1和OLT2分別安裝在不同的110kV/35kV變電所，ONU設(shè)備安裝在配電終端處，光纜中斷或OLT設(shè)備失效時均能實(shí)現(xiàn)保護(hù)，由ONU設(shè)備選擇接入不同的OLT。

　　圖6 EPON“手拉手”兩點(diǎn)接入結(jié)構(gòu)

　　當(dāng)因配電一次網(wǎng)架的原因不滿足兩點(diǎn)接入不同的變電所時，組織兩條不同的光路，實(shí)現(xiàn)“手拉手”保證單點(diǎn)接入其中一個變電站，如下圖所示。

　　圖7EPON“手拉手”單點(diǎn)接入結(jié)構(gòu)(雙總線結(jié)構(gòu))

　　OLT1和OLT2之間的通信通過上聯(lián)口進(jìn)行。OLT通過以太口上聯(lián)至子站路由器，子站路由器經(jīng)由SDH/MSTP與中心路由器相連。各子站路由器與中心路由器組成星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。各OLT間的信息交換在中心路由器上完成。

　　根據(jù)目前用電信息采集帶寬需求，主站至變電站的通信網(wǎng)絡(luò)選用已建成的SDH/MSTP光纖傳輸網(wǎng)擴(kuò)容的方式實(shí)現(xiàn)用電數(shù)據(jù)傳輸需求。未來在視頻監(jiān)控、智能用電等業(yè)務(wù)逐步推廣，數(shù)據(jù)流量迅速增長時，考慮建設(shè)一個高帶寬的城域數(shù)據(jù)網(wǎng)。考慮用電業(yè)務(wù)接入的需求，在變電站至配電終端的通信網(wǎng)預(yù)留用電信息上傳的光纜纖芯資源。本次工程只考慮用電信息上傳光纜建設(shè)，用電專用數(shù)據(jù)網(wǎng)需求通信主設(shè)備、終端通信設(shè)備在其他項(xiàng)目中考慮。

　　10kV目標(biāo)網(wǎng)架模型及城區(qū)施工難度等因素，每條10kV線路干線采用72芯光纜，配變分支使用24芯光纜。干線光纜中采用48芯傳輸配電信息，24芯用來傳輸用電信息;分支光纜16芯傳輸配電信息，8芯用來傳輸用電信息。

　　OLT設(shè)備置于各變電站內(nèi)，采用變電站內(nèi)直流屏DC/DC模塊提供-48V直流電源。ONU設(shè)備電源與配電自動化裝置(FTU/DTU/TTU)一并配置統(tǒng)一考慮，擬采用24V直流電源，并配置蓄電池保證不間斷運(yùn)行。

　　5、結(jié)語

　　通過配電自動化的實(shí)施可有效的提高供電可靠性，為南京的經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展提供用電保障。構(gòu)筑和諧社會、節(jié)約型社會的需要。提高供電可靠性，緩解電力需求矛盾是構(gòu)筑和諧社會的重要內(nèi)容之一，通過配電自動化系統(tǒng)的建設(shè)，可以減少電量損失,減少設(shè)備損壞,減少維修費(fèi)用，節(jié)約國家緊缺資源。