电力系统通信技术 华南理工大学电力学院 黄 敏 Date1 联系方式： n办公室：电力实验楼501 n 电话：13512766976 Date2 教学内容 n绪论 n通信基础知识 Principle of Communication n 电力载波通信PLCC (Power Line Carrier Communication) n 光纤通信技术 (Fiber Optic Communication ) n 微波与卫星通信技术 (Microwave and Satellite Communication) n 移动通信技术 (Mobile Communication) Date3 电力系统安全稳定运行 的 三大支柱： 电力系统通信网 电力系统的安全稳定控制系统 电力系统调度自动化系统 电力系统通信技术的意义和作用： 是确保电网安全、稳定、经济运行的重要手段； 是电网调度自动化、网络运营市场化和管理现代化的基础； 是电力系统的重要基础设施。 第 1 章 绪 论 Date4 第 1 章 绪论 1.1 通信、通信系统以及通信网的基本概 念 1.1.1通信 通信的目的是传送信息。即把信息源产生的信息(语言、文 字、数据、图像等)快速、准确地传到收信者。 communication: the transmission of information from one place and/or time to another Date5 1.1.2通信系统的基本组成 Communication System Model 信源发送 设备 信道 接收 设备 信宿 噪声 Date6 1.1.2通信系统的基本组成 信源和信宿: Source and Destination 人、机器设备。 信息：information 与概率有关 信号：signal 话音、数字、符号、图像等。 信道：Channel 即传输媒体（media） wire、 wireless 噪音：Noise 自然界、人为 Date7 通信系统和通信网 n系统 相互关联的一个整体 n通信系统信源到信宿之间完成信息传送全过程的 总体。 “线” n网络各种关联系统的综合 “网” n 通信网络各种通信节点（端节点、交换节点、转 接点）及连接各节点的传输链路互相依存的有机结合 体，以实现两点及多个规定点间的通信体系。 Date8 1.1.3通信网概念 通信网的物理结构或硬件设施的三大要素： 终端设备：（电话机、PC机、移动终端、手机 各种数字传输终端 PDH/SDH光端机 ） 交换设备：（程控交换机、分组交换机、ATM交换机、移动 交换机、路由器、集线器、网关、交叉连接设备 ） 传输链路： （电缆信道、光缆信道、微波、卫星信道及其他 无线传输信道组成） Date9 现代通信系统与现代通信网 现代通信系统的特点： 数字通信与计算机技术的结合 现代通信网的特点： 综合化、智能化、（宽带化、数字化） Date10 1.2电力通信系统的现状 电力系统通信：是电力、电信两大行业的一个交叉点。 电力通信技术的发展： 20世纪70年代的电力线载波 80年代的模拟微波 90年代的数字微波 目前 光纤通信。 Date11 电力行业发展光纤通信的优势：利用高压输电线路， 可架设电力特种光缆： 地线复合光缆 OPGW (Optical Power Grounded Waveguide ） 无金属/全介质自承式光缆 ADSS (All Dielectric Self-Support) 缠绕式光缆 GWWOP （Ground Wire Wrapped Optical Fiber Cable ） 光纤通信的优点：具有抗电磁干扰能力强、传输 容量大、频带宽、传输衰耗小等 Date12 地线复合光缆、 OPGW :将通信光缆和高压输电线上的架空 地线结合成一个整体，将光缆技术和输电线技术相融合， 成为多功能的架空地线，既是避雷线，又是架空光缆，同 时还是屏蔽线，在完成高压输电线路施工的同时，也完成 了通信线路的建设，非常适用于新建的输电线路。常见于 220、330、500kV电压等级； 无金属/全介质自承式光缆 ADSS : 质轻价优，与输电线路独 立，且可带电架设，不影响输电线路的正常运行，非常适 合于已建电力线路（需复核杆塔或改造已有线路杆塔结构 ）及新建电力线路，常见于35、110、220kV电压等级，特 别是110kV电压等级基本上都采用ADSS光缆。 缠绕式光缆 GWWOP：重量很轻，将光缆缠绕在输电线路的 地线上。适合在已运行的电力线路上架设，不需对原杆塔 作改动即可施工。工程造价最低，缺点是易受外界损坏。 Date13 大力发展光纤通信，主干传输网络以光纤为主，微波为辅 ，边远地区可采用卫星通信。 电力“十二五” 通信规划的趋势： 满足坚强智能电网运行和公司现代化管理需要，提出了建设 具有智能化、光纤化、网络化特征的，以骨干通信电路为主 ，各级通信网协调发展的，坚强智能的电力通信网络。 全国电力“十五” 通信规划，”建设以光纤为主的主干通信传输 网络，保证信息的快速可靠传输。” Date14 全国电力“十五” 通信规划: n80的网公司建成电力通信光纤传输二级网络， n50的省公司建成电力通信光纤传输三级网络， n30的地（市）公司建成电力通信光纤传输四级网络 ； n根据应用和发展的需要，采用符合电力系统特点的专 用通信网络技术体制，近期可采用SDH体制，远期逐 步采用IP体制 Date15 1.3 电力系统通信网 电力系统通信网是国家专用通信网之一，是电力系统不可 缺少的重要组成部分，是电网调度自动化、电网运营市场化和 电网管理信息化的基础，是确保电网安全、稳定、经济运行的 重要手段。 其最重要的特点： 高度的可靠性和实时性。 用户分散、容量小、网络复杂。 电力通信主干网络：基本上成树型与星型相结合的复合型网络 结构。 Date16 电力系统通信网中常见的通信网络有： 电话交换网 电力数据网 (包含传统的远动信息网(SCADA系统)、EMS、MIS) 电视电话会议网 企业内联网INTRANET等。 Date17 1.3.3 电力数据通信网 按级别和范围分： 国家网省市 按类型分： 电力调度数据通信网 用于承载与电力自动化生产直接相关的信息系统，用于监控电力生产运行 过程中的各种业务处理系统及智能设备。 物理：专用通道，使用独立的网络设备组网，与其他的电力内部数据网及 外网进行安全隔离。 电力综合业务数据网 承载众多的业务和应用系统，包括管理信息系统、财务自动化系统和供电 营销系统等；同时，电力综合业务数据网还将承载具有实时性要求的新型 应用，如视频监控、视频会议等。 Date18 为了确保各调度中心之间以及调度中心与厂站之间计算机监控 系统等实时数据通信的可靠性和安全性，依照国家经贸委令 2002第30号电网和电厂计算机监控系统及调度数据网络安 全防护规定，建设全国性的统一的国家电力调度数据网，按 照“统一规划设计、统一技术体制、统一理由策略、统一组织 实施”的原则进行网络工程建设。 国家电力调度数据网 Date19 核心层core layer 由国调、6个网调、四川、三峡等9个节 点组成； 汇聚层 distribution layer由除四川以外的29个省调节点 组成； 接入层Access layer由各接入厂站及调度中心业务网组成 。 国家电力调度数据网 骨干网的分层： Date20 1.4 电力系统通信技术 电力系统通信网主要由传输、交换、终端三大部分组 成。 传输系统：以光纤、数字微波传输为主，卫星、电力线 载波、电缆、移动通信等多种通信方式并存， 交换方式：电路交换、分组交换、ATM异步传送模式和 帧中继。 承载的业务：语音、数据、远动、继电保护、电力监控 、移动通信等 Date21 (PLC-Power Line Carrier)电力系统特有 利用高压输电线作为传输通路的载波通信方式，用 于电力系统的调度通信、远动、保护、生产指挥、行政 业务通信及各种信息传输。 电力线路是为输送50Hz强电设计的，机械强度高，传 输可靠，电力线载波通信复用电力线路进行通信不需要 通信线路建设的基建投资和日常维护费用，是电力系统 特有的通信方式。 1电力线载波通信 Date22 光纤通信是以光波为载波，以光纤为传输媒介的一种通 信方式。 在我国电力通信领域普遍使用电力特种光缆，主要包括 全介质自承式光缆ADSS、架空地线复合光缆OPGW、缠绕式 光缆GWWOP 电力特种光缆是适应电力系统特殊的应用环境而发展起 来的一种架空光缆体系，它将光缆技术和输电线技术相结合 ，架设在10500kV不同电压等级的电力杆塔上和输电线路 上，具有高可靠、长寿命等突出优点。 2光纤通信 Date23 n微波通信是指利用微波(射频)作载波携带信息 ，通过无线电波空间进行中继（接力）的通信 方式。常用微波通信的频率范围为140GHz。 n微波按直线传播，若要进行远程通信，则需在 高山、铁塔或高层建筑物顶上安装微波转发设 备进行中继通信。 n3微波通信 Date24 4卫星通信 卫星通信利用人造地球卫星作为中继站来转 发无线电波，从而进行两个或多个地面站之间的通信 。 卫星通信主要用于解决国家电力公司至边远地区 的通信。目前电力系统内已有地球站32座，基本上形 成了系统专用的卫星通信系统，实现了北京对新疆等 边远省区的通信。 卫星通信除用作话音通信外，还用来传送调度自 动化系统的实时数据。 Date25 移动通信通信的双方中至少有一方是在 移动中进行信息交换的通信方式。 作为电力通信网的补充和延伸，移动通信 在电力线维护、事故抢修、行政管理等方面发 挥着积极的作用。 5移动通信技术 Date26 6现代交换技术 现代交换方式有电路交换、分组交换、 ATM异步传送模式、帧中继和多协议标记交换 （MPLS）技术。 电路交换和分组交换是两种不同的交换方 式，是代表两大范畴的传送模式， 帧中继和ATM异步传送模式则属于快速分 组交换的范畴。 Date27 连接建立后，无信息传送时也需占电路，电路利用率低； 要预先建立连接，有一定的连接建立时延，通路建立后可 实时传送信息，传输时延一般可以不计； 无差错控制措施。 因此，电路交换： 适合于电话交换、文件传送及高速传真， 不适合突发业务和对差错敏感的数据业务。 电路交换 circuit switching 固定分配带宽的交换方式： Date28 它是将需要传送