《智能电网配网epon通信电力用户版交流终》由会员分享，可在线阅读，更多相关《智能电网配网epon通信电力用户版交流终（96页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1,智能电网配网自动化通信技术EPON技术交流,瑞斯康达科技发展股份有限公司 专网事业部,2,目录,EPON技术用于配网通信可行性分析,3,EPON技术配网通信的解决方案,4,EPON产品在电力通信的技术要求,6,3,智能电网的“两元网络”及三大流,4,5,配电网系统由于覆盖面积广、技术实施手段多样化、系统建设周期长且难度较大， 因此与发电、输电的发展相比，目前配电网的建设更为落后，停电事故的频繁发生及断电 线路检修，严重影响人民生活和经济建设的发展，这与电力系统要求的配电网供电可靠 性达到99%以上还相差甚远。,建设配电网自动化系统背景简介,建设配电网自动化系统是我国电力市场和经济建设的必然
2、结果！,缩短全年停电时间对于电力经营者是一笔巨额财富收入！,建设配电网自动化系统的经济效益,例：2008年，广州用户平均停电时间14小时，深圳平均停电时间5.3小时，国内领先的珠海年停电时间约为2.5小时。,如何建设 配电网自动化系统？,6,配电网自动化系统（DAS）,配电网自动化,配电SCADA系统,地理信息系统（GIS）,需方管理（DSM）,负荷监控管理（LCM）,远方抄表与计费自动化（AMR）,进线信息监视,开闭所、变电站自动化,馈线自动化,变压器巡检与无功补偿,配网自动化：利用现代电子技术、通讯技术、计算机及网络技术，实现配电 系统正常运行及事故情况下的监测、保护、控制和配电管理的现代
3、化，其目的是 用自动化手段去代替人工操作。,功能,配电网运行自动化：配电网实时监控、自动故障隔离及恢复供电、自动读表等功能,配电网管理自动化：离线的或实时性不强的设备管理、停电管理、用电管理等功能,四遥,7,“柱上开关”自动化接线图举例,线路 电流/电压信息,配电网 通信网络,终端,子站,主站,开/关控制,监控信息需要“配网自动化通信系统”上传，并接收主站控制命令。,8,配电自动化终端（二次设备）外观,室外RTU,FTU,室内无线DTU,配电网自动化终端（FTU/DTU/RTU）的通信接口以RS232/485为主，部分产品具备以太（RJ45)口。,9,单电源供电配电开关接线图：,配电网一次设备
4、（开关）连接图,“手拉手”三开关四分段示意图：,目前先进的配网自动化线路是由配电线缆、重合器、分段器、断路器等构成。各种一次设备（开关）是实现配电线路自动化的基础设备。,PVS,PVS,CB,CB站内重合器和断路器 PVS柱上真空开关,同处一个位置,PVS,PVS,PVS,电源A,电源B,I段,II段,III段,IV段,重合器,环网柜,重合器,重合器,PVS柱上真空开关（重合器）,10,PVS,PVS,PVS,电源A,电源B,I段,II段,III段,IV段,高压配电35kV 配电线路,重合器,环网柜,DTU通过并联的方式接入重合器两极。当PVS多级断开、闭合确定了I、II、III、IV哪些段出
5、现故障侧后，相应的FTU将主站的断开命令下达到重合器。环网柜内DTU将根据故障情况，操作另一端PVS闭合，实现供电故障倒换。,DTU,FTU,重合器,重合器,例：配电网自动化控制终端连接图,各个配变终端（DTU、FTU）放置在电力一次设备的旁边，负责数据的采集控制,控制,采集,采集,采集,控制,FTU,11,配电子站,环网柜,TTU,PVS,配电线,10KV 出线,FTU,配电子站,配电线,10KV 出线,中压配电网10kV 配电线路图,FTU则是装设在10kV断路器、负荷开关、分段器旁，对各种柱上开关设备所在线路的电气参数进行监控和采集。TTU则是装设在配电变压器、箱变等变压器设备旁，监测变
6、压器运行状况的终端装置。,自动化采集终端的数据 需要配电网自动化通信系统完成上传,采集,控制,合闸,采集,控制,采集,例：配电网自动化控制终端连接图,12,配电网自动化通信的作用,实现配电网自动化系统，通信系统是一个重要组成部分，也是 一个关键环节。配电网自动化系统与通信网络的关联好比车和路的 关系。,通信系统,遥测、遥信（上行传输）,遥控、遥调（下行传输）,配电网自动化,13,配电网自动化通信结构图,14,传统配电网自动化通信-PLC,PLC利用电力架空明线或地埋电缆，通过配电载波设备来传递信号，其优点是可用现有的配电线路传输不需另铺线路，而且便于管理。缺点是：电力线环境带来严重信号衰减、噪
7、声干扰及输入阻抗不匹配，制约信号传输距离，不适于信号远距离传输。,220/380 V 低压载波信号,10kV 中压载波信号,RS-232/485 串口信号,采集终端,采集终端,采集终端,台区变压器,集中器,子站,主站系统,15,传统配电网自动化通信-SDH,优点： 1）高带宽。 2）多种环网保护协议 3）光纤通信方式 缺点： 1）工作环境要求高 2）高带宽同时带来了带宽的浪费。 3）施工难度大，实现困难。 4）成本投入不切实际,16,传统配电网自动化通信-RS-232光猫,优点： 1）将串口电信号转换为光信号，突破传统RS-232/485的传输距离 2）数据线窃电技术，无需外供电源 3）支持环
8、网保护 4) 单模最远传输20公里 缺点： 1）最大接入速率一般120kbit/s，无法承载大容量以太网数据 2）组网不具备抗多点失效性。 3）抗电磁干扰能力差。RS-232总线线缆和电力线缆同路径铺设，易产生感应电流，电磁干扰。 4）在大容量节点监控组网时，光纤资源利用率低。,17,传统配电网自动化通信方式-交换机,工业以太网交换机在电力通信网络中有着较为良好的应用基础，具备高带宽、环网保护、IP化趋势等优点。 但在配电网自动化通信中，交换机环型组网对配电网光纤走向要求较高。同时面对配网通信的点到多点通信结构、扩容性、抗多点失效等要求时，交换机组网在应对时显得捉襟见肘。,以太网光纤自愈环,开
9、闭所环网,配电网自动化 系统主站,网管服务器,网管终端,FTU,FTU,FTU,DTU,DTU,子站,FTU,18,230MHz是微波通讯的一种，属于超短波通信方式。采用行业专网专用频段，通过微波实现信号传输。,传统配电网自动化通信方式-230MHz,主频电台,智能Modem,子站通信串口服务器,串口,主频电台,230MHz是微波通讯的一种，属于超短波通信方式。采用行业专网专用频段，通过微波实现信号传输。,优点： 1）独占资源，通信信道使用具有唯一性。 2）完全归属电力企业，系统通信安全性高 缺点： 1）覆盖范围受限，通信盲区需设立中继来消除 2）信号调制易受到同频干扰和交调干扰。 3）在同一
10、时刻、同一频点下只允许主站与一个终端通信，数据容量受限。,变电站,CH1,CH2,智能Modem,19,传统配电网自动化通信方式-GPRS,优点： 1）基础资源丰富，不需要投资线路建设。 2）组网方便灵活。 缺点： 1）带宽较低，最大带宽114Kbps，很难满足配网终端接入需求。 2）实时性和扩展性较差，受制于运营商。 3）适合遥测、遥信上行采集信号传输，不满足主站下发遥控、遥调控制信号的可靠性传输要求。,20,通过对传统配网通信手段的分析，结合配电网的实际情况，目前配网 自动化通信模式趋势将以光纤通信为主，载波、无线等其它通信方式为 辅。,配电网主要通信方式发展趋势,配网自动化对光纤通信方式
11、有哪些具体要求呢？,？,21,建设配电网自动化对通信系统的要求,通信可靠,抗恶劣环境稳定运行，设备通信实现冗余保护。,利用配电电缆管道，避免重新挖掘；通信设备性价比高。,遵循配电线缆的网络结构。,高带宽，并具备RJ-45以太网接口、RS-232/485串行接口,通信网络具备高度适应性，扩容方便安全。,投资经济,组网规范,通信速率,扩展性强,22,传统光纤通信组网所面临的问题,23,目录,EPON技术用于配网通信可行性分析,3,EPON技术配网通信的解决方案,4,EPON产品在电力通信的技术要求,6,24,24,24,EPON技术简述,EPON：基于以太网无源（光的传输及分配无需电源）光网络，是
12、一种采用点到多点（P2MP）结构的单纤数据双向传输的光纤通信技术。,EPON技术特性： 在物理结构和数据流上均实现了点到多点； 在光传输上使用无源分光器（无需电源）； 采用WDM（波分复用）技术实现单纤双向传输。,主干光缆,OLT,ONU1,ONU2,ONU3,ONU4,ONU5,POS(分光器),物理分光 无源设备,单芯传输,25,EPON技术简述波分复用,25,25,25,EPON单纤双向波分复用技术,分光器外观,Optical Mux,Optical Mux,两个波长的信号同时在一根光纤中传输，互不干扰,发送和接收在一根光纤中采用不同波长传输： 发送：1490nm、1550nm（CATV
13、信号） 接收：1310nm,1490nm,1310nm,单芯,26,26,26,分光器分光技术（有平均分光/非均分分光）,EPON技术简述分光器工艺说明,EPON的分光器按制造工艺可分为： 熔融拉锥的光分路器（非均分、均分） 平面波导型光分路器（均分）,熔融拉锥:,平面波导:,波导,硅基,耦合区,纤芯,包层,实现光功率的非均匀分配,实现光功率的均匀分配,27,27,27,光功率均分示意：,OLT,均分,OLT,光功率非均分示意：,EPON技术简述分光器使用说明,28,28,28,EPON技术简述分光器外观展示,分光交接箱,铠甲型分光器（1：16、1：32）,法兰机架式分光器,户外型分光器,29
14、,29,29,PON网络中，每个ONU可以接受到OLT所有下行数据，但ONU只根据下行数据的LLID标识信息接收属于自己的数据，丢弃其他的数据。,以太网帧,OLTONU下行通信示意图,分光器,业务一,业务二,业务三,OLT,ONU1,ONU2,ONU3,EPON关键技术下行通信原理,30,30,30,分光器,业务一,业务二,业务三,每个ONU在各自预定时隙发送光信号。所有ONU的光信号通过ODN采用时分复用方式合成。时隙的预定靠OLT与ONU的距离判定分配。,ONUOLT上行通信示意图,OLT,ONU1,ONU2,ONU3,EPON关键技术上行通信原理,31,31,31,示意：ONU自动注册可
15、实现即插即用,MPCP（多点控制协议）主要功能： 1、ONU的自动发现和加入、测距、报告链路拥塞情况； 2、在原有的以太网CSMA/CD基础上引入了新的MAC控制信息， 3、OLT使用GATE和REPORT消息实现时钟同步和时隙分配,REGISTER和ACK信息用来控制自动注册和应答过程。,OLT,ONU4,ONU1,发现时间窗口,发现时间窗口,注册请求： MAC地址,注册请求： MAC地址,注册:LLID,注册：LLID,注册确认,注册确认,EPON关键技术MPCP协议功能,ONU2,ONU3,32,32,DBA（动态带宽分配，Dynamically Bandwidth Assignment）：一种能在微秒或毫秒级的时间间隔内完成对上行带宽的动态分配的机制。,带宽控制(优先级从高到低) 加速转发型，支持对端到端延时敏感和需要带宽保证的业务，如串口232/485业务。 确定转发型，支持对延时不敏感但是要求带宽保证的业务，如以太业务。 尽力而为型，支持对端到端延时不敏感且不需求带宽保证的业务，如一般业务。,EPON关键技术DBA机制作用,OLT,ONU1,ONU2,P0,P1,P2,远动业务,视
