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1、智能配电网通信的光纤无线混合接入 广东电网调度控制中心 林杨 2013-4-25 汇报提要 1、智能配电网对通信的要求 2、配电网光缆架设技术的进展 3、配电网通信的混合接入 智能电网的标准化 标标准应应用 AMI-SEC系统统安全性需求先进进的量测测基础设础设 施（AMI）和智能电电网端到端 安全性 ANSI C12.19/MC1219收益量测测信息模型 BACnet ANSI ASHRAE 135-2008/ISO 16484-5 建筑自动动化 DNP3变电变电 和馈电设备馈电设备 自动动化 IEC 60870-6 / TASE.2内部控制中心通信 IEC 61850变电变电 自动动化与保
2、护护 IEC 61968/61970应应用层层面能源管理系统统界面 IEC 62351 Parts 1-8电电力系统统控制操作的信息安全 IEEE C37.118相量测测量（PMU）通信 IEEE 1547电电力公司与分布式发电发电 （DG）之间间的物理与电电气 互联联 IEEE 1686-2007智能电电子设备设备 （IEDs）的安全 NERC CIP 002-009大型电电力系统统的网络络安全标标准 NIST Special Publication (SP) 800-53, NIST SP 800-82 联联邦信息系统统的网络络安全标标准与指南，包括大型 电电力系统统 Open ADR（开
3、放自动动需求响应应）价格反应应灵敏和直接负载负载 控制 Open HAN家庭区域网（HAN）设备设备 通信、测测量和控制 ZigBee/Home Plug Smart Energy Profile 家庭区域网设备设备 通信和信息模型 电网智能化第一个关键就是通信 根据圣地亚哥智能电网研究报告，智能电网应采 取以下完善措施。 而在众多措施中，光纤以太网的优先级是最高的 。可见，智能电网的发展也迫切需要光纤通信网 （特别是EPON通信技术的发展）。 日本智能电网的起点 uu日本每户平均停电时间已经从日本每户平均停电时间已经从6min6min下降到下降到1min1min，到，到19971997年底日
4、本全国已基本实年底日本全国已基本实 现了配电网自动化；现了配电网自动化； uu现在，发达国家平均停电时间现在，发达国家平均停电时间6767分钟，国际领先平均停电时间分钟，国际领先平均停电时间1818分钟；分钟； 日本的智能电网技术趋势 汇报提要 1、智能配电网对通信的要求 2、配电网光缆架设技术的进展 3、配电网通信的混合接入 沿电力线路架设的沿电力线路架设的光缆光缆分类分类 序 号 光缆名称 材料 分类 应用安装 形式 主要使用场合 1 光纤复合架空地线 OPGW 金属 光缆 (电力线 ) 复用型 有架空地线架空地线的新建线路 或旧线路加通信改造 2 2 光纤复合架空相线光纤复合架空相线 O
5、PPCOPPC 新建或老线路通信改造新建或老线路通信改造 ( (尤其适用于配网！尤其适用于配网！) ) 3 金属自承式光缆 MASS (杆塔) 添加型 老线路加通信改造 4 全介质自承式光缆 ADSS 介质 光缆 电压110kV线路新建或旧 线路加通信改造 5 附挂光缆 ADL/GWWOP (电力线) 附加型 附挂于旧线路导线或地线 上通信改造（极少应用） 在电力线上架设的特种光缆 复合地线光缆（OPGW ） 缠绕光缆（WRAP）在地线或相线 捆扎光缆（LASH）在地线或相线 金属自承式光缆（MASS ） 全介质自承式光缆（ADSS ） 光纤复合相线光缆（OPPC ） 配网自动化的需求与现状
6、从ADSS1998年引入到2008年，十年 间广东电网主网的光纤覆盖率已经达 到90%，现在几乎百分百了； 从2005年到今，广东配电网的光纤覆 盖率甚至不到10%； 没有地线时技术经济指标比其他电力 特种光缆好的OPPC在配网中更少； 原因何在？ 配网的结构：呈树枝状放射型 ADSS和传统OPPC都遇到难题了 传统的OPPC接头熔接施工 原有施工工艺的缺点 一是要在线路的电杆上增加台架，安装颇 为昂贵笨重的接线盒； 二是不能档中接续，要依耐张段定缆长配 盘； 三是要登高在台架上进行光纤熔接，在配 电线路分支多，改接调整多，尤其是同杆 多回的情况下步履艰难； 以上称之为“三大麻烦”； 因此，不
7、能将主网的做法照搬到配网。 全新OPPC技术在配网现已成功 “三大麻烦”全部解决； 证实和新线路工程同步施工完全没有问题 ； 一天停电时间，一个通信班组搭配线路施 工，可完成11个信息引下点工作； 经过两条线路的施工和长时间运行检验； 配网线路也可以像输电线路的OPGW一样 ，同步规划光纤通信链路； 发明专利号：201010280633.4。 案例一：江门北街-高沙工程 工程概况： l本期沿220kV北街站至高沙开关站的 10kV高沙I、II线路上分别架设一条OPPC ，芯数为6芯，长度均为2千米；其电缆段 采用管道光缆，芯数为6芯，长度为2.1千 米。 l在220kV北街站、分场及高沙开关站
8、配置 相关的EPON设备，以实现配网自动化的要 求。 双路由测试如下： 高沙I线：北街高沙（经尾纤跳纤）北街（经尾纤跳纤）分场 高沙II线：北街站分场（直接通过管道光缆跳纤） 在计量后台机上，提取分场的计量信息无误，且切换时间50ms以内。 第四章 设计案例分析 工程概况： 在北街-高沙 10kV双回线路 ，于2010年10 月8日早上6点停 电施工，下午8 点线路准时复电 。 已经运行差不多三年的高沙项目 案例二：新会大鳌东风乙线工程 大鳌10kV东风双回线，已投甲线1回，本期 加挂乙线，架空部分3145米，其中C相为 OPPC-8B1-240/30； 大鳌站出线沿预留管道铺缆360米，#2
9、3- #24塔之间160米亦为管道铺设，在#24塔 接拾围新村支线； 需在#1、#10、#23、#24、#29、#32、 #36、#40、#43、#53、#57塔安装8芯光缆 接头盒11套，共计光电分离接头18个； 全线架设及11个引下只安排停电一天； 盘好引下段等待挂线 #32 悬垂杆挂线就位 汇报提要 1、智能配电网对通信的要求 2、配电网光缆架设技术的进展 3、智能配电网通信的混合接入 智能配用电业务安全要求分类 序 号 业务类业务类 型 业务业务 系统统 安全区I安全区II管理信息大区 1数据专 线业务 配电网纵联保 护 数据网 络业务 智能配电网自 动化系统（含 配网、微网、 分布式
10、电源、 储能监控） 110kV/35 kV厂站计 量自动化 负荷控制、配 变监测、低压 集抄、配电设 备在线监测系 统 生产管 理、用 户信息 互动 2多媒体 业务 配电网视频监 控系统、充换 电站视频监控 系统 智能家 居多媒 体服务 智能配电网通信业务需求分析 序 号 类别类别业务业务 名称通道接口时时延适用的通信技术术 1 ADO 纵联网络保护 以太网/2M专 线/纤芯 100ms光纤通信 2高级配电自动化 以太网/音频 拨号 500ms光纤通信 3储能站监测管理以太网1s光纤通信 4 分布式能源站 SCADA/AGC/AVC 以太网1s光纤通信 5 分布式能源站负 荷预测 以太网60s
11、光纤通信/无线通信 6 AMI 智能电表（台区 集中点） 以太网/载波 、/RS485 60s 无线宽带、载波、租 用公网无线 7负荷需求管控以太网60s光纤通信/无线宽带 8AAM 设备运行状态监 测信息 以太网3s光纤通信/无线宽带 配网线路：有主干还有分支 配电网通信系统的特点 业务种类多，不同的要求多，终端数量多 ，但通道距离相对较短； 接入点随用户的改变而改变，常常带来迁 改问题； 要求永远在线、安全、实时、高带宽的业 务，相对集中在配电线路的干线段； 数量大、迁改多，但要求相对不那么高的 业务则分布在支线段； 一个相对合理的选择：光通信在干线，无 线通信在支线。 无线通信的选择：W
12、ireless Fidelity 设计理念：在存取控制层MAC中，从无线 工作站到有线局域网络的微波空中接口； 在世界范围内采用开放频段，无需执照； 标准已发展为系列：IEEE 802.11x； 良好的抗干扰能力：如 802.11b从11 Mbps,在信号较弱或有干扰时，带宽可自动 调整为5.5Mbps、2Mbps和1Mbps, 保障网 络的稳定性和可靠性； 已有多种商用设备适用于智能配网通信。 WiFi的技术创新 已成系列的超级WiFi商用设备 超级WiFi的技术特点 超级WiFi系列产品应用 C1可以工作在CPE或AP模式 混合组网的样例图 小结：零碎的应用高额的支出 2009年向各运营商支付的年费用详见下图所示：（单位万元） 小结：智能电网有利可图 小结：技术经济比较 我国中压配网线路负荷利用率约为30%，美 国为43%，智能配电能提高负荷利用率； 天津大学余贻鑫院士说，配电网带有大量能 与电网友好合作的负荷； 管理线损的减低就是收益； 智能配电的光纤无线混合接入，是一个经济 适用的选择； 因此，应该在规划配网阶段将配电线路与其 通信手段同步进行。 衷心感谢各位领导和专家的关注！ linyang 13822182123
