供用电自动化通信和Vlan技术的应用.docVIP

高速公路供用电自动化通信及Vlan技术的应用 朱发国 zhufg@163.net 深圳市奥博尔技术有限公司 http://www.AP- [摘要]：本文讨论了供用电自动化系统的通讯组网模式，阐述了光纤局域网在供用电自动化系统中的应用，并将虚拟局域网技术应用于供用电自动化业务子网的建设，得出了在点多面广、网络结构复杂的供用电自动化系统中，采用基于Vlan技术的光纤局域网可较好的达到投资省、性能高、扩充方便、可靠性好的结论，该方案可以很好的用于高速公路供配电自动化监控。 关键词：供用电自动化 光纤局域网 虚拟局域网 0、电力自动化组网概述 通信组网是实现电力系统自动化的核心技术之一。目前，根据介质不同，电力系统通信组网包括了光纤通信、电力载波通信、微波通信、无线扩频电台等多种模式，在传统的发输电系统组网中，由于其电网一次架构主要为220KV（含部分110KV）及其以上骨干电网，线路走廊清晰，不同业务的数据通信相对集中，通信节点数量也较少，因此其组网模式主要以高压电力载波通信和微波通信为主，而在中低压配用电网，由于电网结构呈现出复杂的树状分布，通信业务数据种类参差不齐，通信节点也随供用电网地形复杂、点多面广分布而零散布置的特点，通信组网的建设一直是一个比较大的难题，在很大程度上制约了供用电网自动化系统的建设，在少数的供用电自动化系统建设中，其通信组网模式也主要以音频载波（如电力载波音频信道、PSTN网等）、无线电台为主，随着近年来中低压无线扩频载波通信技术的大力突破，基于10KV和380V电网的载波通信产品逐渐在供用电系统中崭露头角，但其通信速率和可靠性方面还难以达到让用户满意的程度，其产品的实用化进程还有较长的路要走，因此要提高供用电网的自动化程度，实现其通信组网的低成本、高可靠性、强灵活性建设是一个关键。 光纤通信以其中继距离长、传输容量大、传输质量好，特别是抗电磁干扰不受高电压、大电流的优点，深受人们欢迎，尤其是它可利用电力系统特有资源，如采用地线复合光缆、绕在地线上的缠绕式复合光缆、以及与高压线同杆架设的全塑自承式光缆，都可使光缆的铺设费??大幅降低，是目前公认满足日益增加的数据传送要求和可靠性要求最好的通信组网方式，我国也将光纤通信网的建设列为电力系统“十五规划”建设中的重要内容，但由于光缆和光端机的发展历史并不是很长，长期以来其价格相对其它通信组网方式较高，因此光纤通信组网的应用主要局限于发输电骨干电网，用以实现发输电网的重要业务数据传递，包括生产控制类业务，如调度电话、继电保护与安全自动控制、远动与调度自动化等；行政管理类业务，如语音业务、办公数据业务；市场运营类业务如不同公司之间的BtoB、电力公司与电监会等政府部门之间的BtoG以及电网公司与用电客户之间的BtoC等。但随着近两年我国光缆生产的进步和市场大范围的需求导致批量化生产，无论是光缆还是光端机的价格均出现了大幅的回落，使得采用光纤通信不在是大多数系统可望不可及的奢侈品，许多供用电企业开始在架设一次供用电网的同期铺设光缆，使得供用电系统为满足未来自动化需求组建光纤通信网成为现实。 供用电光纤局域网 电力系统供用电网主要由110KV、35KV、10KV和380V电网组成，按电压级别从高到低呈倒树型分布，越是往下分支越多，分布范围广泛，所处地形复杂，各通信节点所需处理的业务范围和面临的地理环境也各不相同，要实现供用电网自动化所需的通信组网拓扑结构远较发输电网复杂，其单节点所需处理的数据业务种类和数据量又远较发输电网简单，如中低压供用电网的通信节点大多为无人值守或无人值班环境，大多数节点无需像发输电网那样考虑办公业务，因此其通信组网模式与发输电骨干通信网因有着本质的区别。 供用电系统自动化通信组网方案应立足于日益普及的工业以太网为主。在供用电自动化系统中，通信网络主要服务于电网的生产控制需要，包括变电站自动化数据、微机继电保护数据、厂站环境数据、电网运行参数（如电度、录波数据等）、设备参数、远程图像（含少量音频）等数据业务，数据的传输具有较高的实时性、突发性和可靠性要求，传统的扩频载波组网、无线电台、专线等模式在通信带宽和可靠性上均难以全面满足上述要求，宽带IP技术作为承载业务和沟通传输的中间体，具有速度快、容量大、多业务支持能力强的特点，可扩展性好、Qos可靠性高、简单灵活，是目前在大业务数据量和高可靠性应用的首选，且随着internet技术的发展，各种基于IP应用的设备和工具使得系统建设和维护越来越便利，为未来的业务拓展和系统升级提供很大的空间，因此在具备光纤通信环境的供用电系统中，其通信组网架构应该首先立足于基于IP的工业以太网络基本模式。 网络通信 配电主站 配电子站 FTU、TTU 终端网络通信 终端网络通信 图1 配电自动化系统分层结构示意图 供用电工