现代通信关键技术班级：电气N101 姓名： 学号：2010摘要：智能电网建设已上升为我国国家能源战略，经济、高效、可靠的智能电 网，离不开现代先进的通信技术平台。电力调度数据网承载的业务与电力生产息 息相关，而网络的可靠性又是智能化的首要条件，进一步优化和完善电力通信 网，不断探索通信技术演进和行业发展规律，实现数据传输的数字化、网络化、 共享化。本文介绍了智能配电网的概念、智能通信网的特点，重点论述了工业以 太网交换机和以太网无源光网络的原理和系统结构的异同，以及它们的应用。关键词：智能电网通信网络可靠性、智能配电网、工业以太网交换机、EPON1、概述智能电网是世界电网发展的新趋势，智能电网建设已上升为我国国家能源战 略，需要全社会的深入了解和共同关注、参与。国家电网公司已成为引领世界智 能电网发展的中坚力量。2011年是公司智能电网进入全面建设阶段的第一年。 我市110KV罗山变电站数字化工程经过三个月的努力，于2010.11.28试运成功， 为信阳市智能电网的建设率先作出了有益的尝试和积累了宝贵的经验。近几年来，许多国家的大城市相继发生了大范围停电事故，造成巨大的经济损失 并对社会正常秩序造成严重影响，大城市的配电网可靠性因此受到极大的关注。 配电系统是电力系统电能发、变、输、供、配中，面向广大用户的一个重要环节。 由于用户对用电可靠性的要求越来越高，配电网自动化成为了我国电力系统自动 化领域的新兴热点，更是电力行业发展的重要阶段。智能电网配电自动化是电网 现代化的必然趋势，是优化配电网络结构、简化保护和运行管理程序、提高供电 可靠性和电能质量的有效措施。配电网自动化实现的过程中，通信问题是一个难 点问题。2、智能电网中国电力百科定义：智能电网，就是电网的智能化，（电网2.0）它建立在 集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感与测量技术、设备技术、 控制方法以及决策支持系统技术的应用，实现电网的经济、可靠、安全、高效运 行。智能变电站是由智能化一次设备（电子式互感器、智能开关）和网络化二次 设备，分层（过程层、间隔层、站控层）构建。建立在IEC61850通信规范基础 上，能够实现变电站内智能电气设备之间信息共享和互操作的。智能变电站是应 用IEC61850进行建模和通信的变电站，智能变电站体现在过程层设备的数字化， 整个站内信息的网络化，以及开关设备实现智能化。3、网络互联毫无疑问，要建设经济、高效、可靠的智能电网，离不开现代先进的通信技 术。电力自动化系统主要包括发电、输电、变电、配电、用电等领域的自动化。 电力通信网络需要覆盖到这些领域。我国智能变电站更重视可靠性问题，故较多 采用冗余网络方式，LEC61850是面向未来的变电站自动化技术标准，也是全世 界关于变电站自动化系统的第一个完整的通信标准体系。LEC61850的概念思想 非常先进，具有很强的生命力和影响力，其先进思想和部分技术被广泛引用。发电：在发电领域，智能电网要求全国大型的发电机组联网，以充分发挥水 电、火电、核电、风电各自优势，因此需要可靠的电力调度数据网来支撑。输变电：在输变电领域，电力调度数据网覆盖到每一台输变电设备，当传感 器采集到开关、刀闸、变压器、线路的运行参数后，调度员依据电力调度数据网 传上来的实时信息，执行生产调度命令。配电：在配电领域，配电自动化需要一张有线融合无线、实时可靠的通讯网， 确保所以配电自动化终端均能畅通地交互信息，使配电开关正确地联动，缩小停 电范围，减少停电时间。电力综合数据网主要承载生产管理、雷电气象信息、变电站视频监控、办公 OA等。智能电网的业务管理系统也在电力综合数据网主要承载，这就要求电力 综合数据网是一张泛在互联的数据网。4、电力调度数据网智能电网同时又是坚强的电网。电网在任何时候都是以系统稳定为优先，电 力调度数据网的承载的业务与电力生产息息相关，对可靠性、安全性的要求极高。 电力调度数据网的可靠性可以分为设备可靠和网络可靠两个纬度。设备可靠是 点，是局部；网络可靠是面，是整体。只有两者统一结合，才能综合实现电力调 度业务的高可靠执行。电力调度数据网依据“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”的技术 原则，遵守“统一领导、分级管理、总体设计、分步实施、远近结合、突出重点” 的指导方针，承载电力生产的控制业务，是保障电力安全生产与传输的根基。4.1、设备可靠性就网元设备而言，高可靠的电力调度数据网，需要采用以下可靠性技术：链 路检测及保护技术：网络中某一点或链路发生故障时，如何快速将这个信息扩散 到整个网络中，从而尽可能减少因故障导致的丢包现象？链路检测技术利用BFD（双向转发检测），可以将工作信息在50ms内告知远端发起检测的设备。在检查 到故障后，应用链路保护技术FRR（快速重路由）50ms内切换到备份链路。网关可靠性：对于发电厂、供电公司、变电站的局域网用户来说，能够时刻 与上一级调度网保持联系是非常重要的。通常情况下，内部网络中的所有主机都 设置一条相同的缺省路由，指向出口网关实现主机与外部网络的通信。而当出口 网关发生故障时，主机与外部网络的通信就会中断。因此，配置多个出口网关是 提高系统可靠性的常见方法。节点可靠性：电力调度数据网的关键节点配置GR（适度重启），保证设备重 启或主备倒换时能够实现不间断发包。接入可靠性：接入节点一般采用双归属接入方式。4.2、网络可靠性就网络拓扑而言，高可靠的电力调度数据网需要采用以下可靠性技术：双平面：对于可靠性要求较高的调度骨干网，可以采用双平面组网原则，最 大程度保证调度生产业务的可靠运行。扁平化：电力调度数据网接入节点多，层次复杂，因此，简化网络管理和级 层结构更容易构建端到端毫秒级的可靠性。环网：光纤资源有限是组网时会遇到的难题。要解决这个难题，一是在建网 前期进行充分的网络规划和网络设计，二是在现有的光纤资源上建设构架合理的 网络。环网是是相对节省光纤资源且可靠性较高的组网方式。正常情况下，业务 在环网上采用固定的方向运行，而当发生故障时，业务迂回到反方向。N-1：在网络的拓扑设计中，应遵循N-1的电路可靠性和N-1的节点可靠性 原则。N-1的电路可靠性是指拓扑中去掉任何一条连线，不影响节点的连接性； N-1的节点可靠性是指拓扑中去掉任何一个节点，不影响其他节点的连通性。E 尸ON无源光网络适宜采用双链型拓扑（如图1）图1工业以太网交换机在手拉手架构下的组网5、配电网自动化许多供电企业都认识到，随着城网、农网改造的不断深入，在供电可靠性和 供电指标已有很大提高的基础上，要继续提高供电自动化是必由之路。近年来许 多城市都在不同层次、不同规模上对配电自动化工作进行试点，并积累不少经验 和教训。经过近几年的实践，国内配电自动化系统的进展和存在问题主要有： 全网配电自动化的实现由通过重合器时序整定配合的方式逐步过渡到通过馈线 自动化终端(F 丁 U)进行故障检测，结合通信技术进行故障隔离和非故障区域恢 复供电。当然，重合器的功能应用到变电站IOKV出口以及分之线上消除瞬时故 障，仍然有意义。配电自动化的关键设备由依赖进口逐步转向使用国产设备， F-I-U已有了国产的入网许可产品，其功能与性能价格比，更有利于各供电部门 选用。配电自动化由单纯的配电监控与数据采集(SCAOA)系统加配电自动化(OA) 转向具有DA、配电管理系统(OMS)、地理信息系统(GIS)等较完整的配电自动化 实时及供电企业管理系统，配电主站系统也由借用调度主站系统逐步转向选择面 向配电自动化应用的配电自动化主站系统。通信方式多样化。配电网通信有无 线、光纤、专用电缆、载波等多种通行方式，但在主通信线路上更倾向于使用光 纤，10KV配电线载波通信以及基于GpRS和COMA的无线通信在配电网中的应用 受到用户的广泛关注。GIS由孤独的静态设备管理系统逐步转向动态的实时 GIS，将SCAOA和地理信息有机地统一起来。OMS由需求不确定、功能繁杂逐步 转向功能需求实用化，以及OMS与其他系统有机集成构造供电企业信息一体化方 向发展。配电自动化系统功能规范行业标准已经颁布，有了统一的功能规 范，但是要解决各地配电自动化应用需求的不规范问题，仍然需求一个过程。 部分省公司发布了一些配电自动化系统实用化的验收细则，有利于配电自动化系 统实用化的发展，但是配电自动化系统的实用化仍然是一个长期的过程。部分 设备没有通过严格的质量测试，系统在恶劣环境下运行存在质量隐患。配电自 动化系统的规划与配电一次网架的规划结合不够。配电自动化系统出厂实验和 现场实验没有指导性的试验规范及验收标准。配电自动化系统及OMS集成面临 网络安全的挑战。试点系统的规模不够，体现不出系统的整体规模效益。行状 态下的自愈控制，优质、经济、环保的电力供应和其他附加服务智能配电网通过 应用配电网运行自动化技术管理自动化技术、用户自动化技术、分布式电源并网 控制技术、定制电力技术，对配电网各个环节、模块和设备进行智能化，同时结 合地理信息系统应用，实现正常情况下配电网与电力系统各个环节的协调和优化 运行以及故障情况下的快速定位、隔离、恢复、符合转移等功能，从而为用户提 供优质可靠地电能，为电力企业提供便捷、高效的管理平台和途径，提高配电网 的综合自动化水平、管理水平和电力市场化水平，进而实现电力企业管理者、电 力用户、系统运行操作的协调和统一。6、对智能电网的分析和讨论电力通信网是智能电网安全稳定运行的重要保证，而网络的可靠性又是智能 化的首要条件，为进一步建设、优化和完善电力通信网提供了良好契机。作为智 能电网的重要支撑平台，信息通信专业必须创新思维，增强工作的主动性，立足 于国家电网公司的大局考虑信息通信网络建设和管理，充分做好坚强智能电网建 设与发展的准备工作，做到设备到位，通道到位、技术到位、人员到位。在国家 电网公司统一规划、统一标准、统一建设等“三统一”原则下，根据信阳通信网 “十二五”规划，届时信阳将建成基于ASON技术体制大带宽、智能化的目标网 架，形成网格状的光纤传输网络结构。电力通信网的可持续发展，必将极大地推 动智能电网的建设步伐。电力通信网在保证电网安全、稳定、高效运行的前提下， 不断探索通信技术演进和行业发展规律，做智能电网调度自动化和管理现代化的先行。7、结论电力通信网是智能电网安全稳定运行的重要保证，而网络的可靠性又是智 能化的首要条件，为进一步建设、优化和完善电力通信网提供了良好契机。作为 智能电网的重要支撑平台，信息通信专业必须创新思维，增强工作的主动性，立 足于国家电网公司的大局考虑信息通信网络建设和管理，充分做好坚强智能电网 建设与发展的准备工作，做到设备到位，通道到位、技术到位、人员到位。在国 家电网公司统一规划、统一标准、统一建设等“三统一”原则下，根据信阳通信 网“十二五”规划，届时信阳将建成基于ASON技术体制大带宽、智能化的目标 网架，形成网格状的光纤传输网络结构。电力通信网的可持续发展，必将极大地 推动智能电网的建设步伐。电力通信网在保证电网安全、稳定、高效运行的前提 下，不断探索通信技术演进和行业发展规律，做智能电网调度自动化和管理现代 化的先行。参考文献：1 王锐，张国平，陈伟.色散补偿技术的最新进展J.光通信研究，2008,6: 27-29.2 王亢，余俊，俞凌云.啁啾光纤光栅的色散补偿研究丁.浙江工业大 学学报，2008，36(1) : 77-80.3 裴丽，宁提纲，李唐军，等.高速光通信系统中光纤光栅色散补偿研究J.物理学报，2005，54(4) : 1630-1634.4 郭广寒，王志刚.一种改进的粒子群算法J.哈尔滨理工大学学报， 2010，15(2) : 31-34.5 李旭涛，