县域电网配网自动化系统的组网方案设计.docxVIP

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县域电网配网自动化系统的组网方案设计

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摘要：本文对配网自动化系统的组网方案进行了研究，首先通过通信宽带需求计算得出了配网自动化系统宜采用光纤通信，然后对光纤通信组网方面进行了研究，提出采用基于TCP/IP技术的局域网通信方式来构建主站通信网络，采用MSTP综合数据光端机组网作为子站系统的网络结构，采用EPON网络作为配网终端的接入网络，并对通信网络的可行性进行了研究。

关键词：配网自动化组网方案县域电网

配网自动化系统的配电终端能够实现遥控、遥信、遥测等功能，不同功能对延时和轮询时间的要求各不相同。一般来说，遥信和遥控的延时要求小于5s，遥测的延时要求小于30s。对于配网中的每个开关需要采集9个遥信量、4个遥测量、2个遥控量，其中每个遥信量要占用1个字节，每个遥测量要占用2个字节，每个遥控量要占用1个字节，对于一个10kV配电台区来说，一般可规划建设25个开关，所以所有遥信量占用的字节数为25×9＝225个字节，所有遥测量占用的字节数为25×4×2＝200个字节，所有遥控量占用的字节数为25×1＝25个字节。所以，若对于能够实现遥控、遥信、遥测功能的配电终端来说，需要的带宽为（225+200+25）×8÷5=720bit/s。

1通信带宽要求

1.1配电子站对通信带宽的要求

对于10kV馈线规模较大的变电站来说，一般需要增设配电子站，一般来说，110kV变电站的10kV侧可规划建设的馈线间隔总数将达到20-30条，每条馈线上课规划设计的配电台区、公变房等15-20个，按照最大规模计算，一个布置于110kV变电站中的配电子站若要实现所有信息的遥控、遥信、遥测功能，则需要的带宽为（30×20）×720=432kbit/s。

1.2通信子站到通信主站的带宽

若配电网的业务数据纳入调度数据网络数据量，对将涉及到的调度数据网节点的带宽分析如下：实时性业务：流量统计一般按峰值计算，即按可能出现的最大的信息传输情况计，并根据信息传输要求在规定的时间内传完。非实时性业务：流量统计按照均值计算，根据传输要求所有数据在规定的时间内传完。

综合来看，配网自动化通信系统对于通信速率的要求相比调度自动化系统要低，但是由于其对通信的可靠性要求和调度自动化系统不相上下，所以考虑采用光纤通信作为配网自动化系统的主要通信手段。

2光纤通信组网技术

光纤通信技术是依赖于光纤作为通信媒介的通信方式，根据是否有源可将光纤网络分为有源光网络（ActiveOpticalNetwork，AON）和无源光网络（PassiveOpticalNetwork，PON）两种。

2.1有源光网络技术

有源光网络技术的核心是利用有源光设备进行组网的技术，常用的主要三种组网方式，即利用光纤收发器组网、利用工业以太网交换机组网、利用综合数据光端机组网。

下面以利用综合数据光端机组网技术为例，对有源光网络技术进行分析。在介绍有源网络技术之前先介绍一个名词，即MSTP。所谓MSTP是指，基于SDH的多业务传送平台（Multi-ServiceTransferPlatform）的英文简称，是指基于SDH平台同时实现TDM、ATM、以太网等业务的接入、处理和传送，提供统一网管的多业务节点。

利用综合数据光端机组网技术的典型拓扑如图3-5所示，网络结构成环状，通信终端设备和通信子站分别接于还上，当任何一处发生故障时，并不会影响其他设备的通信情况。在数据采集过程中，SDH网络可与MSTP光端机通过155M光口或2M端口进行互通连接，也可通过以太网接入，如RS232/485串口通过101规约与FTU相连采集数据信息，或利用以太网接口通过104规约采集FTU信息。MSTP设备支持以太网透传和以太网二层交换功能。该组网方式具有较好的抗故障能力，同时支持PDH、SDH、Ethernet、ATM等多种业务的传送，适合于配网通信子站到通信主站采用SDH作为数据传输通道的情况[29]。

图1利用MSTP综合数据光端机组网

2.2无源光网络

以太网无源光网络（EthernetPassiveOpticalNetwork，EPON）是指在以太网的基础之上，利用无源光网络（PON）技术实现一点到多点的业务传输。典型结构如图1所示。

图2EPON系统组成

从图2可以看出，EPON系统整体呈树形结构，采集终端从用户侧采集配网信息，然后通过光网络单元（OpticalNetworkUnit，ONU）向上级传输，先到达光分配网络（OpticalDistributionNetwork，ODN），然后通过ODN中的无源光分路器（PassiveOpticalSplitter，POS）将配网数据进一步传输至主