《电力工程技术》季彤.doc

智能配用电通信网络构架的分析研究 熊正勇 徐浩宇 刘锦峰 眭敏 （常州帕斯菲克自动化技术股份有限公司 江苏常州213022） 本项目为2014年江苏省科技支撑项目（项目编号：BE2014055）资助项目. 图1 智能配用电通信网络的三个层次 1.1汇聚层 汇聚层由变电站与主站之间的通信网络构成，在汇聚层通信网中可以采用路由交换设备组成直达主站的骨干通信网。通信方式既可以采用工业交换机设备组成的传统通信网络方式，把光网络从变电站延伸到开闭站、环网柜等重要的主干节点；也可以使用xPON 技术组成的无源光网络，实现配用电通信网关键环节的光网络覆盖。 1.2中压接入层(10kV配用电接入层) 中压接入层是覆盖中压配电网远方终端设备范围的通信网络，可以分为中压主干接入层和中压分支接入层，划分的目的是把分散复杂的配用电网业务分区分类汇聚，充分发挥电力流、业务流、信息流的同向同路传输的概念，做到网络易于维护、结构划分清晰、业务流向明确的目标。中压接入层承载配电自动化、配变监测、分布式电源和电动汽车充电站等业务，并作为0.4kV通信接入网承载业务的上联通道。 (1)主干节点 主干节点选取原则：节点业务重要级别、均匀覆盖电力业务区域、区域业务信息就近接入、网络架构层次分明、充分利用电网既有资源。 主干节点宜选取开闭站、环网柜、中心配电室等环境较好、取电方便的位置，具体原则如下： ①优先选择开闭站，开闭站具有较好的环境，有专用的通信空间单元、低压电源和蓄电池单元，取电容易、空间宽裕；②其次选择中心配电室，这类配电室有独立的建筑空间、低压电源，一般环境略好。可以配置大容量蓄电池；③条件较好的环网柜，环网柜具备有一定的通信设备放置空间。缺点是环境稍差、不具备低压电源和蓄电池单元，不适宜放置大功率设备。 宜采用的通信方式：主干节点往往是配电网中的关键节点，担负着一大片区域的供电任务。电力业务包含“四遥”业务，以及智能电网的所有业务的汇聚。变电站到配电网主干节点的线路走廊环境较好，容易铺设光缆。因此建议以光技术为主。 (2)中压分支接入层 分支节点选取原则：除去主干节点外，覆盖需要采集信息的所有中压设备单元。分支节点包括环网柜、分支箱、柱上开关、柱上变压器、箱式变压器、配电室、充电站、新能源站点、营业网点。具体原则如下：①环境条件较好，具备建筑物空间的分支节点有：配电室、新能源站点、充电站、营业网点，易作为周围用电信息采集系统的接入点；②环境条件较差，有独立空间平台的分支节点有：分支箱、环网柜、箱式变压器，较易作为周围用电信息采集系统的接入点；③环境条件很差，设备直接裸露在自然环境的分支节点有：柱上开关、柱上变压器。 宜采用的通信方式：分支节点类型较多，数量较大，但是节点业务的重要程度稍低，线路形式多样、距离较近，可以采用多种通信方式实现。一般可以根据节点的业务量针对性地选取。 1.3低压接入层(0.4kV配用电通信接入层) 低压接入层是配电变压器出线到用户表计之间的通信网络，低压接入层承载用电信息采集业务、售电抄表、售电营业、客户服务、电力需求侧管理、负荷监控、电能采集管理和充电桩通信等业务。 配用电调度数据网从变电站起，终端节点有开闭站、环网柜、联络开关及配电室/箱式变压器/柱上变压器位置的配电自动化终端：DTU/FTU/TTU。基于分层应用的电力通信接入网架构，通过汇聚层、10k接入层与0.4kV接入层综合应用，为电力通信接入网规划与建设提供支持。同时，为了兼顾配电与用电两个大区的信息安全要求，网络架构在横向上分为了两个隔离的通信网，能够形成两个网络的物理隔离，为未来智能电网的业务提供信息安全保证。 2 智能配用通信网络构架设计 图2 配用电一次网络、二次任务节点和通信网对应关系 智能配用电通信网是智能配用电网络的重要组成部分。配用电通信网处于电力系统通信网络的末端，覆盖范围大，信号分散。 也和用户有着直接的联系， 所以配用电网的设备控制和信息监测节点呈现出一些显著的特点，如终端节点数量众多、分布广泛、相对分散稀少、节点密度不平衡，单个节点通信数据量小等。其次配用电网的一次架构是从变电站开始10 kV 出线到配电室、开闭站或环网柜等节点，然后从这些节点出线到附近的配电室、箱式变或是柱上变等节点，经过配电室等电压变换成低压的380/220V,供给千家万户的居民用户。配用电一次网络与有关的二次设备的关系表现成图2的结构。 从图2可以看出， 配用电一次网络呈现出分层分布式整体网络特征， 变电站出线构成中压骨干线路， 再由一些骨干的开闭站辐射到周围的配电室，中压骨干部分的重要程度大于中压分支部分的重要程度。相应的电网二次部分业务通信需求也有区别。 因此在规划配用电通信网的网络结构时必须考虑到这些因素提出一个结构清晰、层次分明的架构才能有效地引