配网自动化通信技术讲解
配网自动化系统

配网自动化系统配网自动化系统是一种通过自动化技术实现电力配网的智能化管理和控制的系统。
它通过集成各种传感器、监控设备、通信设备和控制器,实现对配电网的实时监测、故障检测和智能调度,提高配电网的可靠性、安全性和经济性。
一、系统架构配网自动化系统的整体架构包括以下几个主要模块:1. 数据采集模块:负责采集配电网各个节点的电流、电压、功率等实时数据,并将数据传输给数据处理模块。
2. 数据处理模块:负责对采集到的数据进行处理和分析,实时监测配电网的状态,检测潜在的故障和异常情况。
3. 控制与调度模块:根据数据处理模块的分析结果,自动控制和调度配电网的运行,实现对配电设备的远程控制和调节。
4. 通信模块:负责系统内部各个模块之间的数据传输和通信,保证系统的实时性和稳定性。
5. 用户界面模块:提供给用户可视化的界面,实时显示配电网的运行状态、故障信息和操作控制界面。
二、功能特点1. 实时监测:配网自动化系统能够实时监测配电网各个节点的电流、电压、功率等参数,及时掌握配电网的运行状态。
2. 故障检测:系统能够自动检测配电网中的故障和异常情况,如线路短路、过载等,及时发出警报并采取相应的措施。
3. 智能调度:系统能够根据实时监测的数据和故障检测结果,自动调度配电设备的运行状态,实现优化的配电网调度。
4. 远程控制:用户可以通过系统提供的用户界面,远程控制配电设备的开关状态,实现对配电网的远程控制。
5. 数据分析:系统能够对采集到的数据进行分析和统计,生成报表和图表,为用户提供决策支持和运行优化建议。
三、应用场景配网自动化系统广泛应用于城市供电、工业园区、商业建筑等配电网系统。
以下是几个典型的应用场景:1. 城市供电系统:配网自动化系统可以实时监测城市供电网的运行状态,及时发现和处理故障,提高供电可靠性和稳定性。
2. 工业园区:配网自动化系统可以对工业园区内的配电设备进行实时监测和控制,提高供电设备的利用率和运行效率。
简述配网自动化及馈线自动化技术

简述配网自动化及馈线自动化技术配网自动化及馈线自动化技术简述简述:配网自动化和馈线自动化技术是电力系统中的重要组成部份,旨在提高电力系统的可靠性、安全性和效率。
配网自动化技术主要涉及配电变压器、开关设备、自动化装置等,通过智能化控制和监测手段,实现对配电网的自动化管理和运行。
馈线自动化技术主要涉及输电路线、变电站等,通过远程监控、故障检测和自动化操作,提高输电路线的可靠性和运行效率。
配网自动化技术:配网自动化技术是指利用现代信息技术和通信技术,对配电网进行监控、控制和管理的技术手段。
它主要包括以下几个方面的内容:1. 智能配电变压器:通过在配电变压器上安装智能监测装置,实现对变压器的在线监测和故障诊断,提高变压器的可靠性和运行效率。
2. 智能开关设备:配电网中的开关设备可以通过智能化装置实现远程控制和监测,减少人工操作,提高操作的准确性和效率。
3. 自动化装置:配电网中的自动化装置可以实现对配电路线的自动切换、故障检测和定位,提高配电网的可靠性和自动化程度。
馈线自动化技术:馈线自动化技术是指利用现代信息技术和通信技术,对输电路线和变电站进行监控、控制和管理的技术手段。
它主要包括以下几个方面的内容:1. 远程监控:通过在输电路线和变电站上安装监测装置,实现对路线电流、电压、温度等参数的实时监测,及时发现异常情况。
2. 故障检测和定位:利用智能化装置对输电路线进行故障检测和定位,可以快速找到故障点,减少故障处理时间,提高路线的可靠性。
3. 自动化操作:利用自动化装置对输电路线和变电站进行自动化操作,如自动切换、自动调节电压等,提高路线的运行效率和稳定性。
应用案例:1. 某城市配电网自动化改造:通过对城市配电网进行自动化改造,实现了对配电变压器、开关设备的远程监控和控制,提高了配电网的可靠性和运行效率。
2. 某输电路线馈线自动化项目:在某条重要的输电路线上,安装了智能监测装置和故障检测装置,实现了对路线的实时监测和故障定位,提高了路线的可靠性和稳定性。
配电自动化通信网设计架构探究

配电自动化通信网设计架构探究
配电自动化通信网是指将配电设备与通信系统结合,通过无线或有线网络连接,实现对供电系统进行监测、控制、保护等功能的网络系统。
该系统的设计架构需要考虑通信协议、数据传输方式、信息安全、系统稳定性等多个因素。
1. 通信协议
通信协议是配电自动化通信网设计的核心问题,通信协议的选择决定了系统的数据交换方式、传输速率以及通信方式。
常见的通信协议有Modbus、Profibus、IEC61850等。
Modbus协议适用于小型系统,具有简单实用的特点,而IEC61850协议则用于大型系统且功能更加复杂。
2. 数据传输方式
现代配电自动化通信网的数据传输方式主要有两种,即有线通信和无线通信。
有线通信使用以太网、RS485、RS232等接口传输数据,稳定性高,但是需要敷设电缆。
无线通信通过无线网络将数据传输到中心控制室,避免了电缆布线的成本和风险,但是受制于信号覆盖区域和抗干扰性较差。
3. 信息安全
配电自动化通信网所需交换的数据包括实时测量数据、设备运行状态、故障报警等敏感信息,因此信息的安全性至关重要。
采用加密技术、身份认证等方式确保通信信息不被破解或劫持,同时进行防病毒和网络安全防护等措施。
4. 系统稳定性
配电自动化通信网设计架构需要考虑系统的稳定性,减少故障率,并能够在异常情况下保证系统运行。
在设计时要考虑设备的兼容性、可靠性、抗干扰性等因素,同时应预留充足的容错机制,提供一定的冗余和备份,以确保系统的连续性和可靠性。
配网自动化+课件

大数据技术对配网数据进行实 时分析,优化资源配置,提高 配网运行效率;云计算为配网 自动化提供强大的计算和存储 能力。
AI技术在配网自动化中将发挥 重要作用,如故障诊断、预测 维护、优化运行等;机器学习 技术能够自动识别与学习电网 运行规律,提高配网自动化水 平。
物联网技术实现配网设备间的 互联互通,提高配网自动化程 度;边缘计算降低数据传输时 延,提高配网响应速度和实时 性。
未来发展趋势
• 发展趋势:未来,随着技术的不断进步和应用场景的不断扩展 ,配网自动化将会呈现以下几个发展趋势。首先,配网自动化 将更加注重与智能电网的融合,实现更加智能化的管理和运行 。其次,配网自动化将更加注重与物联网、云计算、大数据等 技术的结合,实现更加高效、灵活和可靠的数据采集、传输和 处理。最后,配网自动化将更加注重与电力市场的结合,实现 更加灵活、高效的电力交易和管理。
农村配电网自动化应用场景
农村地区
农村地区地域广阔,用电需求相 对较小,配电网自动化技术可以 提高供电可靠性和降低运维成本
。
农业设施
农业设施如温室、灌溉等领域的 配电网自动化技术可以提高生产
效率和降低能耗。
农村公共服务
农村公共服务如卫生、文化、体 育等领域的配电网自动化技术可
以提高服务质量和效率。
企业配电网自动化应用场景
持续改进
根据评估结果,针对存在的问题和不足进行持续改进,提高配网自 动化水平。
技术创新
关注新技术的发展和应用,不断推动配网自动化技术的创新和发展 。
06
配网自动化未来发展趋势与挑战
配网自动化技术发展趋势预测
智能传感技术
大数据分析与云计算
人工智能与机器学习
物联网与边缘计算
简述配网自动化及馈线自动化技术

简述配网自动化及馈线自动化技术配网自动化及馈线自动化技术简述一、引言配网自动化及馈线自动化技术是电力系统中的重要组成部分,它们的应用可以提高电网的可靠性、安全性和经济性。
本文将对配网自动化及馈线自动化技术进行简述,包括定义、原理、应用和发展趋势等方面的内容。
二、配网自动化技术1. 定义配网自动化技术是指通过使用先进的通信、计算和控制技术,对配电网进行监测、控制和管理的一种技术手段。
它可以实现对配电设备状态的实时监测、故障定位和自动切换等功能。
2. 原理配网自动化技术的原理主要包括以下几个方面:- 通信技术:采用现代通信技术,如无线通信、光纤通信等,实现配电设备之间的信息传递和远程控制。
- 智能化设备:配电设备配备智能化传感器和执行器,能够实时监测设备状态,并根据控制策略进行自动控制。
- 数据处理与分析:通过采集和处理配电设备的数据,进行故障诊断、负荷预测和优化调度等分析,提高电网的运行效率和可靠性。
3. 应用配网自动化技术的应用主要体现在以下几个方面:- 故障检测与定位:通过实时监测配电设备的状态,及时发现故障,并通过故障定位算法确定故障位置,减少故障排除时间。
- 自动切换与恢复:在发生故障时,自动切换到备用电源或备用线路,保证用户的供电可靠性。
- 负荷预测与优化调度:通过对负荷数据进行分析和预测,实现对电网的优化调度,提高电网的经济性和供电质量。
- 远程监测与控制:通过远程监测中心对配电设备进行实时监测和控制,提高电网的运行效率和可靠性。
4. 发展趋势配网自动化技术在未来的发展中有以下几个趋势:- 智能化与自适应:配电设备将更加智能化,能够根据电网的需求自适应地进行控制和优化调度。
- 多能源互联:随着可再生能源的快速发展,配网自动化技术将与分布式能源系统相结合,实现多能源互联和优化调度。
- 大数据与人工智能:通过对配电设备的大数据进行分析和人工智能算法的应用,实现对电网的智能化管理和优化调度。
简述配网自动化及馈线自动化技术

简述配网自动化及馈线自动化技术配网自动化及馈线自动化技术简述引言:配网自动化及馈线自动化技术是电力系统中的重要组成部份,它们通过应用先进的通信、控制和监测技术,实现对电力配网和馈线的自动化管理和运行。
本文将从配网自动化和馈线自动化的定义、技术特点、应用场景和未来发展趋势等方面进行详细介绍。
一、配网自动化技术1. 定义配网自动化技术是指利用现代信息技术和通信技术,对电力配网系统进行监测、控制和管理的一种技术手段。
它通过实时数据采集、远程控制和智能决策等功能,提高了配网系统的可靠性、安全性和经济性。
2. 技术特点(1)智能感知:利用传感器和智能设备实时感知配电网的运行状态,包括电压、电流、频率、功率因数等参数,实现对电网负荷、故障和异常情况的快速识别和定位。
(2)远程控制:通过远程通信技术,实现对配电设备的远程监控和控制,包括开关、变压器、电容器等设备的远程操作,提高了操作人员的工作效率和安全性。
(3)智能决策:利用人工智能和优化算法,对配电网的运行状态进行分析和评估,实现智能化的决策和调度,提高了电网的运行效率和稳定性。
(4)数据共享:通过云计算和大数据技术,实现对配电网数据的集中管理和共享,为电力企业和用户提供更加准确和及时的数据支持。
3. 应用场景(1)故障检测与定位:配网自动化技术可以实时监测电网的运行状态,当浮现故障时,能够快速检测和定位故障点,提高了故障处理的效率和准确性。
(2)负荷管理与优化:配网自动化技术可以实时监测负荷情况,根据负荷预测和优化算法,实现对电网负荷的精细化管理和调度,提高了电网的供电质量和经济性。
(3)电能质量监测:配网自动化技术可以对电能质量进行实时监测和评估,包括电压波动、谐波、暂态等参数,提高了电网的稳定性和可靠性。
(4)用户侧管理:配网自动化技术可以实现对用户侧设备的监控和管理,包括智能电表、充电桩等设备,为用户提供更加便捷和可靠的用电服务。
二、馈线自动化技术1. 定义馈线自动化技术是指利用现代通信、控制和保护技术,对电力馈线进行监测、控制和保护的一种技术手段。
配电网自动化中电力线载波通信技术的应用

配电网自动化中电力线载波通信技术的应用姜㊀涛摘㊀要:电力载波通信主要是指将数字信号或模拟信号以载波的形式ꎬ通过电力线路这一传输通道进行传输的一种通信方式ꎮ将电力线载波通信技术广泛的运用于10kV配电网的自动化中ꎬ可以产生巨大的社会效益ꎬ使得现代通信技术迈上新的台阶ꎮ因此ꎬ文章对其进行了探讨ꎬ以供参考ꎮ关键词:10kV配电网自动化ꎻ电力线载波通信技术ꎻ应用一㊁10kV电力线总体信道特点(一)信道上两地之间的负荷特性和负荷大小的不同将直接导致信道上相同的两点之间的双线频率特性产生差异ꎮ(二)在40~500kHz范围内ꎬ频率特性会出现局部带通特性ꎬ带宽从几千赫兹至几十千赫兹不等ꎬ这种频率特性的局部带通特性会随着信号接收点选择的关系而出现随机分布的情况ꎮ(三)中压线路中输入阻抗㊁多径效应㊁噪声和信道衰落会受到各类因素影响ꎬ例如时间㊁频率㊁位置㊁分支等ꎮ因此ꎬ在设计中压PLC系统时ꎬ有必要选择合适的技术来克服噪声和衰减的影响ꎬ结合具体的电路类型和特性ꎬ并选择合适的频率范围以确保可靠性和有效性ꎬ如采用先进的信号传输正交频分复用调制技术的循环前缀的优点是减弱多径效应对电力线载波通信的影响ꎻ采用先进的纠错编码技术和映射调制技术ꎬ进一步改进中压电力线载波通信技术设备ꎬ抵御背景噪声ꎬ突发噪声等ꎮ二㊁10kV配电网自动化中电力线载波通信技术的应用(一)耦合技术对于载波信号在中压电网线路中的正常传输来说ꎬ耦合技术是非常重要的ꎮ10kV的电网线路结构极为复杂ꎬT接点分支也相对较多ꎬ如果也像输电线路那样配上阻波器ꎬ需要极大的项目投资ꎮ要想在不使用阻波器的情况下实现电力线上的阻抗匹配ꎬ其难度较大ꎬ且可能会对电力线载波通信造成许多不良的影响ꎬ影响载波信号传输的稳定性ꎮ文章选择以一个架空线路作为例ꎬ说明耦合技术在配电网中的应用ꎮ由于电网中存在变电站㊁变压器和无阻波器的影响ꎬ选择利用电脑仿真软件来搭建模拟耦合模型ꎬ利用模型来进行仿真试验ꎮ实测信号源的内阻值Ri设定为10Ωꎬ架空线路的阻抗值Z1设定为310Ωꎬ耦合电容值CC设定为3000pFꎬ信号频段设定为180~400kHzꎬ电感值设定为390μHꎬ高频变压器的变压比设定为0.155ꎮ具体的耦合元件的电路结构图如图1ꎮ图1㊀耦合元件电路结构图参照图A电路进行耦合电路的电脑模拟仿真试验ꎮ信号在频段内的具体的功率损失情况如图2ꎬ频段范围为180~400kHzꎮ具体由图B可知ꎬ在180~400kHz频段范围之内ꎬ经过耦合装置之后ꎬ信号的功率损失数值都在1dB以内ꎮ从这一结果来看ꎬ这一耦合装置基本上能够满足对于工频为50Hz的信号的拦截和隔离作用ꎻ此外ꎬ在10~490kHz的频段范围内ꎬ可以满足高频的载波信号在传输频带上的工作衰减不会超过10dBꎬ同时ꎬ也很好地满足了中压电力线的测阻抗和信号源内阻的匹配等方面的传输需求ꎮ图2㊀信号在频段内的功率损失情况曲线(二)通信技术算法基于电力线载波通信的信道特性ꎬ针对此种信道的调制技术必须具备有能够对抗比较严重的信道频率衰落的功能特性ꎮ而通常使用的固定的载波频率调制技术是不能够很好的起到对抗信道频率衰落的功能的ꎮ而能够满足这一要求的调制技术ꎬ就必须要能够具备多个载波频率ꎬ且能够实现数据传输速率的自适应调整以及在多个载波频率上的自适应动态分配ꎮ跳频技术虽然可以实现载波频率的自适应切换ꎬ但数据信息的传输速率相对比较低ꎬ根本无法适应较高水平的电力载波通信的系统要求ꎮ而正交频分复用技术作为一种相对比较特殊的多载波调制技术ꎬ在实际的应用中ꎬ具有一个非常明显的优势ꎬ该技术手段能够非常有效的对抗来自多径效应等原因所引发的窄带干扰或频率选择性衰落等现象ꎮ与传统的常规的调制手段相比ꎬ其还具有频谱的利用率相对较高的优势ꎮ在10kV的配电网的电力载波通信中ꎬ若是选择使用OFDM技术ꎬ就有希望能够很好地克服掉在电力线路上出现的频率衰落的现象ꎬ进而获得较好的电力通信质量ꎮ三㊁结语由于10kV配电网的网架结构相对比较复杂ꎬ从而使得电力线载波信号不能在输电线中正常的传输ꎮ10kV电力线具有投资成本低㊁见效快且可靠性较高的特性ꎬ所以实现电力线载波信号在10kV配电网上的正常传输ꎬ意义重大ꎮ参考文献:[1]张婧.低压电力线载波通信技术研究与应用[J].科技传播ꎬ2018ꎬ10(16):144-145.[2]王林信ꎬ罗世刚ꎬ杨鹏ꎬ余向前ꎬ张勇红.基于双向工频载波通信技术的分散小批量远程抄表系统[J].农村电气化ꎬ2018(8):49-52.作者简介:姜涛ꎬ国网江苏省电力有限公司兴化市供电分公司ꎮ202。
简述配网自动化及馈线自动化技术

简述配网自动化及馈线自动化技术配网自动化及馈线自动化技术是电力系统中的重要组成部分,它们通过应用先进的控制和监测技术,实现对配电网和馈线的自动化管理和运行。
本文将从配网自动化和馈线自动化的定义、技术特点、应用案例和未来发展趋势等方面进行详细介绍。
一、配网自动化技术1. 定义配网自动化技术是指利用现代信息技术、通信技术和自动控制技术,对配电网进行监测、控制、保护和管理的一种技术手段。
它能够实现对配电设备状态的实时监测、故障快速定位和恢复、负荷优化调度等功能,提高了配电网的可靠性、安全性和经济性。
2. 技术特点(1)智能监测:配网自动化系统能够实时监测配电设备的运行状态,包括电流、电压、功率因数等参数,通过数据分析和处理,实现对配电设备的智能监测和预警。
(2)远程控制:配网自动化系统通过通信网络实现对配电设备的远程控制,包括开关操作、负荷调节、故障处理等,减少了人工操作的工作量和风险。
(3)故障定位:配网自动化系统能够快速定位故障点的位置,通过智能分析和定位算法,缩短了故障处理时间,提高了配电网的可靠性和供电质量。
(4)负荷优化:配网自动化系统能够根据负荷需求和电网运行情况,实现对负荷的优化调度,减少了供电能耗和电网压力,提高了电网的经济性和能源利用率。
3. 应用案例(1)智能配电网建设:利用配网自动化技术,实现对配电设备的智能监测和控制,提高了配电网的可靠性和运行效率。
例如,某城市在配电网中引入智能电表和智能开关,实现了对用户用电量的实时监测和负荷调节,减少了用电峰值和电网压力。
(2)故障快速定位和恢复:配网自动化系统能够快速定位故障点的位置,并自动切换到备用回路,实现了对电网故障的快速恢复。
例如,某地区的配电网引入了故障指示器和智能开关,能够实时监测和定位故障点,提高了电网的可靠性和供电质量。
(3)负荷优化调度:配网自动化系统能够根据负荷需求和电网运行情况,实现对负荷的优化调度,减少了供电能耗和电网压力。
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11配电网自动化通信技术11.1概述(2000)11.1.1通信网通信网连接着配电网自动化的主站系统和远方终端,是配电网自动化系统的重要组成部分,其性能与可靠性的好坏,对整个系统功能的实现及运行可靠性有着决定性的影响。
事实上,许多建成的配电网自动化系统不能很好地发挥作用的主要原因就是通信网络工作不正常。
因此,在设计、建设配电网自动化系统时,要认真研究通信网络的解决方案。
与传统的调度自动化系统相比,配电网自动化系统的通信站点众多,大型系统的监控站点数量有上万个,一个中等规模的系统的站点数量也有数千个;此外,还有站点分散、通信距离短、站点通信数据量较小等特点;许多通信装置安装在户外,运行条件比较苛刻,对可靠性要求比较高。
为减少通信与系统处理的负担,配电网自动化系统一般采用“例外报告(Report by exception)”的通信机制,传输电流越限、开关变位等异常信息;而遥测数据刷新的周期则选得相对较长,往往是几分钟甚至几十分钟刷新一次,远低于调度自动化系统中数秒内就刷新一次的要求。
11.1.2通信规约目前,配电网自动化系统通信使用的规约主要有IEC 60870-5-101/104、DNP3.0等。
这些规约把监控数据分为模拟量、状态量、遥控量等几种类型进行传输,没有对配电网自动化应用数据模型做出统一的规定,导致不同的厂家设备之间不能互通互联、通信系统配置调试工作量大。
发展方向是扩展变电站通信协议体系IEC 61860,将其推广应用到配电网自动化系统中,实现配电网自动化设备的即插即用。
11.2光纤通信技术(5000)光纤通信技术指的是采用光纤介质的通信技术,具有传输速率高、抗干扰性能强、可靠性高的优点,在条件允许的情况下,应是分支通信网的首选。
以前制约光纤通信在配电网自动化系统中应用的主要原因是投资大、敷设工程量大,而近年来随着技术的发展,光缆价格有了大幅度的下降,光端机的价格也接近其他类型的通信终端,为光纤通信的大量应用创造了条件。
目前,配电网自动化系统分支通信网采用光纤通信技术有专线通道或以太网两种方式。
11.2.1光纤专线通道光纤专线通道是以光纤作为通信介质的点对多点串行数据传输通道,其光端设备是一种简单的光纤数据传输收发设备,具有T和R两个光端口,与光缆连接。
光端机的数据通信接口与数据终端设备(主站、子站、DRTU等)相连接,通信接口采用EIA/RS-232/485标准接口。
光纤专线通道有以下配置方式:1)主从式。
主从方式是环形通信系统,支持多点通信,只有一个作为主单元,如图7-2所示。
这种配置方式比较适合配电系统多点、分散通信的特点。
主站分站1分站2分站n图7-2 主从式光纤通信方式2)环路通信对等配置。
该配置方式物理结构与图7-2一样,但环路上各点都可以设置为主单元。
不过,每次数据传输时,只能选择环路中一个单元作为主单元,其余各单元都处于从单元状态。
3)双环自愈网。
当环路上节点比较多时,为防止光缆或光端设备故障,造成通信中断,采用双光纤环路自愈网,如图7-3所示。
环网上每个站配置支持具有自愈功能的光纤收发器,该收发器具有自动切换和自愈功能。
正常情况下,通信报文分别在A 环和B 环里传输。
分站同时接收来自A 环和B 环的信息,光端设备只选择其中一个环路的信号传送给DRTU 。
主站由一个串行口发送信息,同时在A 环与B 环里传送,由两个串行口分别接收A 环和B 环的信息。
当光缆出现故障时,如k 点断开,两侧的光端设备只能接收到一个环路信息,经过一段延时,双环路切换控制器自动把接收的信号切换到另一个环路发送端,生成新的环路,即断点两侧的光端设备,A 环和B 环相互链接,自动构成回路而形成双环工作,实现光纤环路自愈功能。
主站图7-3 双环路光纤自愈环网光纤专线通道结构简单、易于实现,传输延时小并且可控,不足之处只能采用轮询的方式访问DRTU ,不支持主动上报通信机制,更不能实现DRTU 之间的点对点对等数据交换,不能充分发挥光纤介质的传输速率高的优点。
光纤专线通道在我国早期建设的配电网自动化系统中应用比较多,现在有被光纤以太网所取代的趋势。
11.2.2 光纤工业以太网光纤以太网是以光纤为通信介质的以太网。
配电网自动化系统采用以太网通信,可以充分地利用光纤带宽,提高数据传输速率与容量,更重要的是能够更好地适应配电网自动化应用特点,主动上报数据,支持“例外报告”机制。
此外,接到以太网上的DRTU 之间能够对等交换数据,支持快速故障自愈控制等分布式智能控制应用。
工业光纤以太网是面向工业现场应用的光纤以太网。
工业以太网技术上与以太网(IEEE802.3标准)兼容,并在产品设计、材质选用等方面考虑了实时性、互操作性、可靠性、抗干扰等工程应用的需要。
工业以太网有以下技术特点:1)交换机通过快速生成树冗余(RSTP )、环网冗余(RapidRingTM )到主干冗余(TrunkingTM )等技术可以实现光纤环网及多环耦合功能,其中环网冗余技术可以在300ms 内完成自愈。
2)交换机采用了工业级元器件,无风扇设计,可以在高温、强电磁辐射的环境下使用,适用能力较强。
3)交换机的功耗较小,双光口配置的设备功率约为6W 。
4)网管可在线监测网络运行状态。
5)工业以太网各个厂家都有一部分私有协议,无法在环网冗余等层面上实现互联;如果要实现不同厂家之间的互联,网络只能支持到快速生成树冗余,网络自愈能力将从300ms 增加到1到2min 。
6)用工业以太网组建网络需要严格的整体规划。
环网冗余等技术应用的是数据链路层协议。
根据以太网组网规定,一个二层网络,网内节点需限制在200个左右,才能很好控制网络风暴。
采用工业以太网的配电网自动化通信网络如图7-4所示。
配电子站1#光M2#光M3#光M4#光M 5#光M 串口管理器10/100M自适应光纤主环光纤备环图7-4 光纤工业以太网工业光纤以太网的不足之处是对一次网架结构变化的适应能力较差。
当因网架结构变化,改变DRTU 布局时,需要对多个节点进行统一调整,配置维护工作量比较大。
11.2.3 以太网无源光网络以太网无源光网络(Ethernet Passive Optical Network ,EPON )是无源光网络(PON )技术中的一种,EPON 采用点到多点网络结构、无源光纤传输方式,是一种能够提供多种综合业务的新型的宽带接入技术,目前已经广泛应用于宽带接入市场。
作为一种拓扑灵活、支持多种业务接口的纯光介质的接入技术,EPON 已在配电网自动化系统中获得应用并呈现了广阔的前景。
EPON 一种无源网络技术,比工业光纤以太网更加适合配电网自动化通信。
因为在一个站点失去电源时,站点上的工业以太网交换机不能正常工作,可能导致整个光纤环路的通信中断;而对EPON 来说,仅仅是该站点无法正常通信,并不影响整个光纤环路的正常工作。
我们知道,电源是目前DRTU 应用的薄弱点,故障率比较高,EPON 的这一优点,对于提高配电网自动化系统的可用性十分重要。
1.EPON 系统的构成EPON 系统由网络侧的光线路终端(Optical Line Terminal ,OLT )、用户侧的光网络单元(Optical Network Unit ,ONU )和光分配网络(Optical Distributio Network ,ODN )组成,可以灵活组成树型、星型、总线型等拓扑结构。
所谓“无源”指ODN 中不含有任何有源电子器件。
在下行方向(OLT 到ONU ),OLT 发送的信号通过ODN 到达各个ONU 。
在上行方向(ONU 到OLT ),ONU 发送的信号只会到达OLT ,而不会到达其他ONU 。
为了避免数据冲突并提高网络利用效率,上行方向采用时分多址(TDMA )接入方式并对各ONU 的数据发送进行仲裁。
ODN 由光纤和一个或多个无源光分路器和相关无源光器件等组成,在OLT 和ONU 间提供光传输通道。
EPON 系统参考结构如图7-5所示。
网络侧接口IF PON IF PON用户侧接口UNIIF PON :PON 接口图7-5 EPON 系统参考结构按照ONU 在接入网中所处位置的不同,EPON 系统通常有以下几种网络应用类型:光纤到路边(FTTCurb )、光纤到楼宇/分线盒(FTTB/C )、光纤到户(FTTH )、光纤到办公室(FTTO )等。
配电网自动化系统中应用的EPON 光纤网络主要有以下三个部分组成:1)OLT :光线路终端,是xPON 网络的头端设备,负责ONU 的接入汇聚功能。
2)POS (Passive Opical Splitter ):光分配网络,打通OLT 同ONU 的通信光路。
3)ONU :光网络单元,是xPON 网络的终端设备,负责监控数据的采集和主站命令的下发。
网络层次结构如图7-6所示。
OLT POS POSONU ONU ONU ONU FTUFTUDTUTTU图7-6 EPON 层次结构2.技术特点EPON 的技术优点:1)长距离,高宽带(20km ,1.25G )是EPON 的一大优点。
光纤化的ONU/OLT ,非常适合于FTTB 和FTTO 模式,光纤可以直接到用户,很好的解决了通信宽带最后“一公里”的问题。
2)带宽分配灵活,服务有保证。
EPON 对带宽的分配和保证都有一套完整的体系,EPON 可以通过DiffServ 、PQ/WFQ 、WRED 等来实现用户级的SLA 。
MS-EPON 可以根据需要对每个用户甚至每个端口实现基于连接的带宽分配(区别于普通交换机的基于端口的速率限制),并可根据业务合约保证每个用户连接的通信质量(QoS )。
3)节省光纤资源、对网络协议透明传输。
EPON 的不足之处:1)组网结构相对单一,组成树形和链型网,无法实现ONU 级别的通道保护。
2)对以太网之外的业务支持能力较差。
对于话音业务,其QoS 是无法得到保障。
3)虽然理论上链路上可以实现无限次分光,但设备厂家的建议是二级分光,链路的延伸受到一定的限制。
11.3 无线通信技术上节介绍,配电网自动化系统应用光纤通信遇到的最大的问题,是在一些建筑密集的城市中心区施工难,此外,还存在易受外力破坏,站点布局调整工作量大的缺点;而无线通信具有安装方便、成本低、抗自然灾害能力强等优点,是对光纤通信的很好补充。
对于城市郊区、农网中一些偏远的站点来说,敷设光纤成本比较高,无线通信是一种很好的替代解决方案。
无线通信在国际上配电网自动化系统中应用的比较广泛。
据美国Chartwell公司在2001年发布的对配电网自动化通信方式的调查结果,无线通信的应用排在第一位。
近年来,光纤通信应用有所增多,但无线通信仍然占有相当大的比例。
我国早期建设的配电网自动化系统主要应用光纤通信,对无线通信的应用有限。