畢業(yè)設計—論電力系統(tǒng)遠程通信及網(wǎng)絡管理

1、<p><b>　　前 言</b></p><p>　　電力通信網(wǎng)是為了保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行而應運而生的。它同電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)、調(diào)度自動化系統(tǒng)被人們合稱為電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的三大支柱。目前，它更是電網(wǎng)調(diào)度自動化、網(wǎng)絡運營市場化和管理現(xiàn)代化的基礎；是確保電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行的重要手段；是電力系統(tǒng)的重要基礎設施。由于電力通信網(wǎng)對通信的可靠性、保護控制信息傳送的快速

2、性和準確性具有及嚴格的要求，并且電力部門擁有發(fā)展通信的特殊資源優(yōu)勢，因此，世界上大多數(shù)國家的電力公司都以自建為主的方式建立了電力系統(tǒng)專用通信網(wǎng)。隨著通信行業(yè)在社會發(fā)展中作用的提高，以電力通信網(wǎng)為基礎的業(yè)務不再僅僅是最初的程控語音聯(lián)網(wǎng)、調(diào)度時時控制信息傳輸?shù)日瓗I(yè)務，逐漸發(fā)展到同時承載客戶服務中心、營銷系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)（GIS）、人力資源管理系統(tǒng)、辦公自動化系統(tǒng)（OA）、視頻會議、IP電話等多種數(shù)據(jù)業(yè)務。電力通信在協(xié)調(diào)電力系統(tǒng)發(fā)、送、變

3、、配、用電等組成部分的聯(lián)合運轉(zhuǎn)及保證電網(wǎng)安全、經(jīng)濟、穩(wěn)定、可靠的運行方面發(fā)揮了應有的作用，并有利的保障了電力生產(chǎn)、基建、行政、防汛、電力調(diào)度、水庫調(diào)度、燃料調(diào)度、繼電保護、安全自動裝臵、遠動、計算機通信、電網(wǎng)調(diào)度自動化等通信需要。雖</p><p>　?。?） 近67萬km的35kV及以上輸電線路是架設電力特殊光纜的極好資源，經(jīng)濟、快速、安全、可靠； </p><p>　　（2）

4、 遍布全國各大城市的電纜管道和電桿是建設光纖接入網(wǎng)的極好資源； </p><p>　?。?） 電力線通信（PLC）技術的日益成熟，為用戶接入提供了首選手段； （4） 其它具有電力特色的技術，如無源光纖接入、無線寬帶、多點擴頻系統(tǒng)等，使電力資源得到充分有效的利用和發(fā)揮。 </p><p>　　近年來隨著通信技術的發(fā)展，為了滿足電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效生產(chǎn)的需求及電力企業(yè)運營走

5、向市場化的需求,電力通信網(wǎng)的發(fā)展十分迅速。許多新的通信設備、通信系統(tǒng)，例如SDH、光纖環(huán)路、數(shù)字程控、ATM等，都紛紛涌入電力通信網(wǎng)，使網(wǎng)絡的面貌日新月異。新設備的大量涌入表現(xiàn)出通信網(wǎng)的智能化水平不斷提高，功能日益強大，配置、應用也十分復雜。電力通信網(wǎng)的結(jié)構也已從單一服務于調(diào)度中心的簡單星形方式發(fā)展到今天多中心的網(wǎng)狀網(wǎng)絡，以保證能為日益增長的電力信息傳輸需求服務。此外，由于網(wǎng)絡規(guī)模的限制，電力通信網(wǎng)實際上是一個小而全的網(wǎng)絡。小是指網(wǎng)絡的

6、業(yè)務量不大；全是指作為通信網(wǎng)所有環(huán)節(jié)一樣不少，而且電力通信網(wǎng)地域廣大、數(shù)量繁多。由于規(guī)模的原因，電力通信網(wǎng)的管理傳統(tǒng)上一直都是不分專業(yè)統(tǒng)一管理，每一位通信管理維護人員都必須管理包括網(wǎng)絡中傳輸、交換、終端各個環(huán)節(jié)上的設備，還包括電源、機房、環(huán)境等網(wǎng)絡輔助設備，同時還要管理電路調(diào)配等網(wǎng)絡業(yè)務。由于電力系統(tǒng)行政劃分的各級都設置電力調(diào)度，電力通信網(wǎng)又被人為的劃分成不同級別、不同隸屬關系的網(wǎng)絡。一般來說，電力通信網(wǎng)分為主干網(wǎng)、地區(qū)網(wǎng)；主干網(wǎng)分國家

7、、網(wǎng)局、省局、地區(qū)4級；地區(qū)網(wǎng)又分為</p><p>　　我國電力專用通信網(wǎng)包括微波通信、載波通信、衛(wèi)星通信、光纖通信和移動通信在內(nèi)的覆蓋全國電網(wǎng)的多種類、功能齊全的通信網(wǎng)絡，起到了搭建西電東送、南北互供、全國聯(lián)網(wǎng)和電力商業(yè)化運營的現(xiàn)代化信息平臺的作用。我們國家現(xiàn)在提出要建設智能電網(wǎng)，建立高速、雙向、實時、集成的通信系統(tǒng)是實現(xiàn)智能電網(wǎng)的基礎，沒有這樣的通信管理系統(tǒng)，任何智能電網(wǎng)的特征都無法實現(xiàn)，因為智能電網(wǎng)的數(shù)據(jù)

8、獲取、保護和控制都需要這樣的通信系統(tǒng)的支持，因此建立這樣的通信網(wǎng)絡管理系統(tǒng)是邁向智能電網(wǎng)的第一步。同時通信系統(tǒng)要和電網(wǎng)一樣深入到千家萬戶，這樣就形成了兩張緊密聯(lián)系的網(wǎng)絡—電網(wǎng)和通信網(wǎng)絡，只有這樣才能實現(xiàn)智能電網(wǎng)的目標和主要特征。</p><p>　　第1章 數(shù)字通信原理及OSI協(xié)議</p><p><b>　　1.1數(shù)字通信基礎</b></p><

9、p>　　1.1.1數(shù)字通信的基本概念</p><p>　　數(shù)字通信系統(tǒng)是利用數(shù)字信號來傳遞數(shù)字信息的系統(tǒng)。由于信息轉(zhuǎn)換成電信號后的形式不同，用途不一，所以數(shù)字通信系統(tǒng)的組成形式多樣。但從系統(tǒng)的主要功能和部件看，可概括為下圖：</p><p>　　1.1.2數(shù)字通信系統(tǒng)的組成</p><p>　　從宏觀上看，數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)與通信原理中介紹的通信系統(tǒng)概念一樣具有信源

10、、信宿和傳輸信道（介質(zhì)）三部分。如果結(jié)合數(shù)據(jù)通信的具體特點更深入地討論數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的話，我們認為一個數(shù)字通信系統(tǒng)可以由7個部分構成，它們是:</p><p>　　(1)信源數(shù)據(jù)終端設備(DTE，Data Terminal Equipment） </p><p>　　(2)信源數(shù)據(jù)終端設備和數(shù)據(jù)通信設備之間的接口；</p><p>　　(3)信源的數(shù)據(jù)

11、通信設備(DCE，Data Communication Equipment）；</p><p>　　(4)信源與信宿之間的傳輸信道（狹義信道）；</p><p>　　(5)信宿的數(shù)據(jù)通信設備DCE；</p><p>　　(6)信宿數(shù)據(jù)終端設備（DTE）和數(shù)據(jù)通信設備（DCE）之間的接口；</p><p>　　(7)信宿數(shù)據(jù)終端設備（DTE）&

12、lt;/p><p>　　信源有產(chǎn)生模擬信號的電話，攝影機等，以及輸出數(shù)字信號的各種數(shù)字段，如電傳機，電子計算機等。</p><p>　　信源編碼包括模擬信號的數(shù)字化和信源壓縮編碼兩個范疇。模擬信號數(shù)字化主要有脈碼調(diào)制，增量調(diào)制等。信源壓縮編碼，是對信號進行壓縮處理，去除或減少亢余度：或者把能量集中起來，縮小占據(jù)的頻帶，以提高通信的有效性。這些編碼方法有預測編碼，交換編碼等。</p>

13、<p>　　信道編碼主要解決數(shù)字通信的傳輸可靠性問題，也稱作編碼抗干擾編碼。具體是在傳輸中采用差錯控制技術，以達到在接受端發(fā)現(xiàn)和糾正錯誤，減少誤碼的目的。信道編碼有重傳反饋（ARQ），線性分組碼，卷積碼等。</p><p>　　信道是傳輸信號的通道。根據(jù)傳輸媒介的不同，可分為有限信道（明線，電纜，光纜信道）和無線信道（短波，微波，衛(wèi)星中繼信道等）兩大類。</p><p>　　

14、經(jīng)過編碼的數(shù)字序列，成為基帶信號。數(shù)字基帶信號可以直接在明線和電纜中傳輸，稱作基帶傳輸。但大多數(shù)信道如微波信道，衛(wèi)星中繼通信道等都是帶通信道，工作在較高的頻段上。因此，數(shù)字基帶信號必須經(jīng)過載波調(diào)制。</p><p>　　對于具體的數(shù)字通信系統(tǒng)，其構成可以包括圖的所有部分，也可以只是其中的某些部分。此外，同步裝置也是數(shù)字通信系統(tǒng)的重要組成部分。</p><p>　　1.1.3數(shù)字通信系統(tǒng)的特

15、點</p><p>　　數(shù)字通信與模擬通信相比，無論是傳輸質(zhì)量，還是技術指標及經(jīng)濟性，都有著顯著特點：</p><p><b>　　(1)抗干擾能力強</b></p><p>　　(2)傳輸質(zhì)量與通信線路長度無關</p><p>　　(3)便于建立中和各種業(yè)務的數(shù)字通信網(wǎng)</p><p><

16、b>　　(4)便于加密處理</b></p><p>　　(5)設備功耗低，體積小，可靠性高</p><p>　　1.1.4數(shù)字通信系統(tǒng)的主要性能指標</p><p>　　有效和可靠性通常是衡量通信系統(tǒng)優(yōu)劣程度的最基本，最重要的兩項指標。</p><p>　　1有效性指標提高資源利用率 傳輸速率，信道利用率</p>

17、<p>　　（1）碼元傳輸速率（符號傳輸速率） 波特</p><p>　?。?）信息傳輸速率Rb （bit/s）</p><p><b>　?。?）頻帶利用率</b></p><p>　　2可靠性指標盡可能準確無誤 </p><p>　　誤碼率，錯誤時間率 抖動 漂移 即誤碼率和誤比特率<

18、;/p><p>　　1.2信源編碼與信道編碼</p><p><b>　　1.2.1信源編碼</b></p><p>　　在數(shù)字通信系統(tǒng)中，當信源發(fā)出的信號為模擬量，必須先將模擬信號變換為數(shù)字信號，這就是信源編碼。在目前的通信技術中，脈沖編碼調(diào)制(PCM)和自適應差分脈碼調(diào)制（ADPCM）是兩種最主要的編碼方法。</p><p&

19、gt;　　（1）脈沖編碼調(diào)制 1抽樣</p><p><b>　　2量化</b></p><p><b>　　3編碼與解碼</b></p><p>　?。?）自適應差分脈沖碼調(diào)制 1差分脈碼調(diào)制</p><p>　　2 ADPCM自適應差分脈沖編碼調(diào)制</p><p>

20、;<b>　　1.2.2信道編碼</b></p><p>　　信道編碼是提高數(shù)字床書可靠性的一種技術。他的基本思想是對信息列作為魔種變換，是原來彼此獨立，相關性極小的信息碼元產(chǎn)生魔種相關性， 從而在寄售段利用這種規(guī)律檢查或糾正信息碼元在信道傳輸中所造成的誤差。</p><p>　　1差錯類型 隨即差錯</p><p><

21、;b>　　突發(fā)差錯</b></p><p>　　2差錯控制方式 前向糾錯</p><p><b>　　自動請求重傳</b></p><p><b>　　混合糾錯方式</b></p><p><b>　　1.3數(shù)字基帶傳輸</b></p>

22、<p>　　在數(shù)字通信系統(tǒng)的模型中，包括了兩個重要的變換， 即信源與基帶信號之間的變換?；窘Y(jié)構如下：</p><p>　　數(shù)字基帶信號 － 未經(jīng)調(diào)制的數(shù)字信號，它所占據(jù)的頻譜是從零頻或很低頻率開始的。</p><p>　　數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng) －不經(jīng)載波調(diào)制而直接傳輸數(shù)字基帶信號的系統(tǒng)，常用于傳輸距離不太遠的情況下。</p><p>　　數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)

23、－包括調(diào)制和解調(diào)過程的傳輸系統(tǒng)</p><p>　　研究數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的原因：</p><p>　　近程數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中廣泛采用</p><p>　　基帶傳輸方式也有迅速發(fā)展的趨勢</p><p>　　基帶傳輸中包含帶通傳輸?shù)脑S多基本問題</p><p>　　任何一個采用線性調(diào)制的帶通傳輸系統(tǒng)，可以等效為一個基帶傳輸系

24、統(tǒng)來研究。</p><p>　　1.4數(shù)字調(diào)制與解調(diào)</p><p>　　調(diào)制是將各種基帶信號轉(zhuǎn)換成適于信道傳輸?shù)恼{(diào)制信號(已調(diào)信號或頻帶信號)，就是用基帶信號去控制載波信號的某個或幾個參量的變化，將信息荷載在其上形成已調(diào)信號傳輸，而解調(diào)是調(diào)制的反過程，通過具體的方法從已調(diào)信號的參量變化中將恢復原始的基帶信號。 調(diào)制技術分為模擬調(diào)制技術與數(shù)字調(diào)制技術，其主要區(qū)別是：模擬調(diào)制是對載

25、波信號的某些參量進行連續(xù)調(diào)制，在接收端對載波信號的調(diào)制參 量連續(xù)估值，而數(shù)字調(diào)制是用載波信號的某些離散狀態(tài)來表征所傳送信息，在接收端只對載波信號的離散調(diào)制參量進行檢測。 </p><p>　　1934年美國學者李佛西提出脈沖編碼調(diào)制（PCM）的概念，從此之后通信數(shù)字化的時代應該說已經(jīng)開始了，但是數(shù)字通信的高速發(fā)展卻是20世紀70年代以后才開始的。隨著時代的發(fā)展，用戶不再滿足于聽到聲音，而且還要看到圖像；

26、通信終端也不局限于單一的電話機，而且還有傳真機和計算機等數(shù)據(jù)終端。現(xiàn)有的傳輸媒介電纜、微波中繼和衛(wèi)星通信等將更多地采用數(shù)字傳輸。常用的數(shù)字調(diào)制技術有2ASK（Amplitude Shift Keying，幅移鍵控）、4ASK、8ASK、BIT/SK（Phase Shift Keying，相移鍵控）、QPSK、8PSK、2FSK、4FSK等，頻帶利用率從1bit/s/Hz～3bit/s/Hz。更有將幅度與相位聯(lián)合調(diào)制的QAM（Quadra

27、ture Amplitude Modulation，正交振幅調(diào)制）技術，目前數(shù)字微波中廣泛使用的256QAM，其頻帶利用率可達8bit/s/Hz，8倍于2ASK或BIT/SK。此外，還有可采用減小相位跳變的MSK等特殊的調(diào)制技術，為某些專門應用環(huán)境提供了強大的工具。近年來，四維調(diào)制等高維調(diào)制技術的研究也得到了迅速發(fā)展，并已應用于高速MODEM中</p><p>　　數(shù)字通信所能夠達到的傳輸效率遠遠高于模擬通信，調(diào)

28、制技術的種類也遠遠多于模擬通信，大大提高了用戶根據(jù)實際應用需要選擇系統(tǒng)配置的靈活性，除此之外，數(shù)字調(diào)制抗干擾能力強，中繼時噪聲及色散的影響不積累，因此可實現(xiàn)長距離傳輸。在現(xiàn)在文明高速發(fā)展的今天，人們越來越離不開數(shù)字信息，數(shù)字通信也越來越重要，因此數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術越來越被廣泛應用。</p><p>　　用基帶數(shù)字信號控制高頻載波，把基帶數(shù)字信號變換為頻帶數(shù)字信號的過程稱為數(shù)字調(diào)制;把頻帶數(shù)字信號還原成基帶數(shù)字信號的

29、反變換稱為數(shù)字解調(diào)。帶通型信道不適合直接傳輸基帶信號，通過數(shù)字調(diào)制可將數(shù)字基帶信號轉(zhuǎn)換為與信道特征相匹配的波形。因此，調(diào)制解調(diào)是無線或有線帶通數(shù)字信號通信中不可缺少的環(huán)節(jié)。</p><p>　　1.5數(shù)字通信的主要技術</p><p>　　1、傳輸部分-----保證信號傳輸可靠,有效</p><p><b>　　主要技術有：</b></p

30、><p>　　a 基帶傳輸 波形形成 ； 均衡 、再生</p><p>　　b頻帶傳輸 二進制調(diào)制 ； 多進制調(diào)制</p><p>　　c 信源編碼 語音編碼（波形編碼和參數(shù)編碼）</p><p>　　圖像編碼（無失真編碼和有失真編碼）</p><p>　　d 信道編碼 糾錯

31、技錯 ； 加密</p><p>　　e 復接(復用 )技術：如何信道資源共享 、低速信號復接成高速信號</p><p><b>　　f載波同步</b></p><p>　　2、交換部分-----迅速完成各功能層（級）的連接建立（物理層，鏈路層，分組層，傳輸層等）</p><p>　　電路交換（包括空分交換和時分交換）

32、</p><p>　　分組交換（虛電路和數(shù)據(jù)報）</p><p>　　快速分組交換（幀中繼和信之中繼）</p><p><b>　　1.6 OSI協(xié)議</b></p><p>　　開放式系統(tǒng)互聯(lián)模型（OSI）是1984年由國際標準化組織（ISO）提出的一個參考模型。作為一個概念性框架，它是不同制造商的設備和應用軟件在網(wǎng)絡

33、中進行通信的標準?，F(xiàn)在此模型已成為計算機間和網(wǎng)絡間進行通信的主要結(jié)構模型。目前使用的大多數(shù)網(wǎng)絡通信協(xié)議的結(jié)構都是基于 OSI 模型的。 OSI 將通信過程定義為七層，即將連網(wǎng)計算機間傳輸信息的任務劃分為七個更小、更易于處理的任務組。每一個任務或任務組則被分配到各個 OSI 層。每一層都是獨立存在的，因此分配到各層的任務能夠獨立地執(zhí)行。這樣使得變更其中某層提供的方案時不影響其他層。</p><p>　　OSI 七層

34、模型的每一層都具有清晰的特征。基本來說，第七至第四層處理數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)目的地之間的端到端通信，而第三至第一層處理網(wǎng)絡設備間的通信。另外， OSI 模型的七層也可以劃分為兩組：上層（層 7 、層 6 和層 5 ）和下層（層 4 、層 3 、層 2 和層 1 ）。 OSI 模型的上層處理應用程序問題，并且通常只應用在軟件上。最高層，即應用層是與終端用戶最接近的。 OSI 模型的下層是處理數(shù)據(jù)傳輸?shù)?。物理層和?shù)據(jù)鏈路層應用在硬件和軟件上。最底層

35、，即物理層是與物理網(wǎng)絡媒介（比如說，電線）最接近的，并且負責在媒介上發(fā)送數(shù)據(jù)。</p><p>　　各層的具體描述如下： </p><p>　　第七層：應用層 ? 定義了用于在網(wǎng)絡中進行通信和數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕涌?- 用戶程式；提供標準服務，比如虛擬終端、文件以及任務的傳輸和處理；</p><p>　　第六層：表示層 ? 掩蓋不同系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)格式的不同性；指定

36、獨立結(jié)構的數(shù)據(jù)傳輸格式；數(shù)據(jù)的編碼和解碼；加密和解密；壓縮和解壓縮 </p><p>　　第五層：會話層 ? 管理用戶會話和對話；控制用戶間邏輯連接的建立和掛斷；報告上一層發(fā)生的錯誤</p><p>　　第四層：傳輸層 ? 管理網(wǎng)絡中端到端的信息傳送；通過錯誤糾正和流控制機制提供可靠且有序的數(shù)據(jù)包傳送；提供面向無連接的數(shù)據(jù)包的傳送； </p><

37、p>　　第三層：網(wǎng)絡層 定義網(wǎng)絡設備間如何傳輸數(shù)據(jù)；根據(jù)唯一的網(wǎng)絡設備地址路由數(shù)據(jù)包；提供流和擁塞控制以防止網(wǎng)絡資源的損耗 </p><p>　　第二層：數(shù)據(jù)鏈路層 定義操作通信連接的程序；封裝數(shù)據(jù)包為數(shù)據(jù)幀； 監(jiān)測和糾正數(shù)據(jù)包傳輸錯誤 </p><p>　　第一層：物理層 ? 定義通過網(wǎng)絡設備發(fā)送數(shù)據(jù)的物理方式；作為網(wǎng)絡媒介和設備間的接口； 定

38、義光學、電氣以及機械特性</p><p>　　通過 OSI 層，信息可以從一臺計算機的軟件應用程序傳輸?shù)搅硪慌_的應用程序上。例如，計算機 A 上的應用程序要將信息發(fā)送到計算機 B 的應用程序，則計算機 A 中的應用程序需要將信息先發(fā)送到其應用層（第七層），然后此層將信息發(fā)送到表示層（第六層），表示層將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送到會話層（第五層），如此繼續(xù)，直至物理層（第一層）。在物理層，數(shù)據(jù)被放置在物理網(wǎng)絡媒介中并被發(fā)送至計算機

39、B 。計算機 B 的物理層接收來自物理媒介的數(shù)據(jù)，然后將信息向上發(fā)送至數(shù)據(jù)鏈路層（第二層），數(shù)據(jù)鏈路層再轉(zhuǎn)送給網(wǎng)絡層，依次繼續(xù)直到信息到達計算機 B 的應用層。最后，計算機 B 的應用層再將信息傳送給應用程序接收端，從而完成通信過程。</p><p>　　OSI 的七層運用各種各樣的控制信息來和其他計算機系統(tǒng)的對應層進行通信。這些控制信息包含特殊的請求和說明，它們在對應的 OSI 層間進行交換。每一層數(shù)據(jù)的頭和尾

40、是兩個攜帶控制信息的基本形式。 對于從上一層傳送下來的數(shù)據(jù)，附加在前面的控制信息稱為頭，附加在后面的控制信息稱為尾。然而，在對來自上一層數(shù)據(jù)增加協(xié)議頭和協(xié)議尾，對一個 OSI 層來說并不是必需的</p><p>　　當數(shù)據(jù)在各層間傳送時，每一層都可以在數(shù)據(jù)上增加頭和尾，而這些數(shù)據(jù)已經(jīng)包含了上一層增加的頭和尾。協(xié)議頭包含了有關層與層間的通信信息。頭、尾以及數(shù)據(jù)是相關聯(lián)的概念，它們?nèi)Q于分析信息單元的協(xié)議層。例如，

41、傳輸層頭包含了只有傳輸層可以看到的信息，傳輸層下面的其他層只將此頭作為數(shù)據(jù)的一部分傳遞。對于網(wǎng)絡層，一個信息單元由第三層的頭和數(shù)據(jù)組成。對于數(shù)據(jù)鏈路層，經(jīng)網(wǎng)絡層向下傳遞的所有信息即第三層頭和數(shù)據(jù)都被看作是數(shù)據(jù)。換句話說，在給定的某一 OSI 層，信息單元的數(shù)據(jù)部分包含來自于所有上層的頭和尾以及數(shù)據(jù)，這稱之為封裝。 OSI參考模型提出的分層結(jié)構思想和設計原則已經(jīng)被一致認同，但是實際上，并沒有一下協(xié)議是完全安裝七層結(jié)構去實現(xiàn)的。這主要是由

42、于其結(jié)構太過復雜。而TCP/IP協(xié)議接見了OSI參考模型的形式，結(jié)構卻相對簡化，而且內(nèi)部細節(jié)也存在不同。</p><p>　　第2章 電力系統(tǒng)通信網(wǎng)的概述</p><p>　　2.1電力系統(tǒng)通信網(wǎng)的重要性及特點</p><p>　　電能的特點（瞬時性/發(fā)輸配用同時完成），對通信的實時性要求高。電能對現(xiàn)代社會的重要性（供電可靠不中斷），電力工業(yè)內(nèi)的環(huán)境條件比較惡（高

43、電壓/大電流/強電磁干擾），對通信的可靠性和抗干擾性要求高。起初面電力調(diào)度需求，未來要滿足企業(yè)信息化建設的需要</p><p>　　特點要求較高的的可靠性和靈活性</p><p>　　1.要求有較高的可靠性和靈活性，電力對人們的生產(chǎn)生活及國民經(jīng)濟有著重大的影響，電力供應的安全穩(wěn)定是電力工作的重中之重。</p><p>　　2.傳輸信息量少但種類復雜、實時性強。<

44、;/p><p>　　3.具有很大的耐“沖擊”性 ，當電力系統(tǒng)發(fā)生事故時，在事故發(fā)生及波及的發(fā)電廠、變電站通信業(yè)務量會驟增，通信的網(wǎng)絡結(jié)構、傳輸通道的配置應能承受這種沖擊。在發(fā)生重大自然災害時，各種應急、備用通信手段應能充分發(fā)揮作用。4.網(wǎng)絡結(jié)構復雜 </p><p>　　5.通信范圍點多面廣</p><p>　　6.無人值守機房居多 通信點的分散性、業(yè)務量少等特點決定了

45、電力通信各站點不可能都設通信值班。事實上除中心樞紐通信站外，大多數(shù)站點都是無人值守。</p><p>　　2.2電力通信網(wǎng)的發(fā)展歷程</p><p>　　20世紀70年代，國家批準建立電力專用通信網(wǎng)，逐步發(fā)展建設以北京為中心，覆蓋全國通訊方式多樣：通信電纜，載波，微波，衛(wèi)星，光纖，移動通信，現(xiàn)場總線等電力載波通信曾經(jīng)具有重要地位從1999年開始，電力系統(tǒng)加大了光纖通信網(wǎng)的建設力度，提出以建

46、設光纖通信為主、數(shù)字微波通信、衛(wèi)星通信為輔的主干網(wǎng)。40年代，電力載波通信開始在東北電網(wǎng)運行1963年，微波通信在東北電力系統(tǒng)應用。1979年電力系統(tǒng)開始建設的亞洲第一條1000km以上脈沖編碼調(diào)制PCM480數(shù)字微波線路——京漢微波，到1981年已陸續(xù)開通 1982年，電力系統(tǒng)第一條光纖通信線路在山西太原供電局投運1982年，原水利電力部建成以北京為中心，連接南寧、廣州、成都等地面站的衛(wèi)星通信系統(tǒng)；近年來，光纖通信得到重視和發(fā)展<

47、;/p><p>　　2.3電力通信的現(xiàn)狀</p><p>　　全國電力通信主干網(wǎng)覆蓋全國各大電力集團公司和省級電力公司以光纖、微波及衛(wèi)星電路組成主干網(wǎng)，以數(shù)字程控交換機（調(diào)度總機）組成全國電話網(wǎng)地方電網(wǎng)以光纖、微波通信為主，電力載波等其他通信方式為輔。</p><p>　　電力通信面臨的挑戰(zhàn)和機遇</p><p>　　全球電信體制改革，放松管制，

48、打破壟斷，引入競爭機制電力體制改革。放松管制（Deregulation），打破壟斷，廠網(wǎng)分開，建立電力市場。下一步還要實行輸配電網(wǎng)分開。電力通信利用改革之機最終推向市場，和電力系統(tǒng)開放通信市場已經(jīng)是大勢所趨</p><p>　　電力通信網(wǎng)的發(fā)展趨勢</p><p><b>　　發(fā)展優(yōu)勢</b></p><p>　?。?） 35kV及以上輸電線路

49、是架設電力特殊光纜的極好資源，經(jīng)濟、快速、安全、可靠；</p><p>　?。?） 遍布全國各大城市的電纜管道和電桿是建設光纖接入網(wǎng)的極好資源；（3） 電力線通信（PLC）技術的日益成熟，為用戶接入提供了首選手段；（4） 其它具有電力特色的技術，，使電力資源得到充分有效的利用和發(fā)揮。傳統(tǒng)的電力通信網(wǎng)是為安全生產(chǎn)、調(diào)度、指揮服務而建設的電力信息化業(yè)務要求綜合化、寬帶化、多媒體化建立一個語音、數(shù)據(jù)、圖象、多媒體合一的

50、電力系統(tǒng)通信網(wǎng)，和將業(yè)務數(shù)據(jù)化、智能化、個人化、寬帶化的綜合業(yè)務網(wǎng)絡是電力系統(tǒng)通信的目標</p><p>　　2.4電力通信網(wǎng)的構成</p><p>　　電力通信網(wǎng)是以光纖、微波及衛(wèi)星電路構成主干線，各支路充分利用電力線載波、特種光纜等電力系統(tǒng)特有的通信方式，并采用明線、電纜、無線等多種通信手段及程控交換機、調(diào)度總機等設備組成的多用戶、多功能的綜合通信網(wǎng)。</p><p

51、>　　2.5電力通信的信道</p><p>　　1電力線載波通信 電力線載波通信是電力系統(tǒng)傳統(tǒng)的特有通信方式。它以輸電線路為傳輸通道，具有通道可靠性高、投資少、見效快。</p><p>　　2光纖通信 由于光纖通信具有抗電磁干擾能力強、傳輸容量大、頻帶寬、傳輸衰耗小等諸多優(yōu)點。</p><p>　　3微波通信 目前數(shù)字微波通信在我國電力通信傳輸網(wǎng)中仍居主導地位

52、，但其發(fā)展速度正在減緩，作用也開始由主網(wǎng)逐漸向配網(wǎng)、備用網(wǎng)轉(zhuǎn)變。此外，各地方小網(wǎng)以及農(nóng)網(wǎng)中還有很多一點多址小微波組成地區(qū)網(wǎng)。</p><p>　　4衛(wèi)星通信 衛(wèi)星通信是一種特殊的微波中繼通信。只是中繼站是設在地球的同步衛(wèi)星上。它是利用位于同步衛(wèi)星軌道的通信衛(wèi)星作為中繼站來轉(zhuǎn)發(fā)或發(fā)射無線電信號，在地面站間進行通信。</p><p>　　第3章 智能配電網(wǎng)的通信網(wǎng)絡</p>&l

53、t;p>　　3.1 智能配電網(wǎng)的概述</p><p>　　智能配電網(wǎng)（SDG，Smart Distribution Grid）是智能電網(wǎng)的重要組成部分。</p><p>　　智能電網(wǎng)=智能輸電網(wǎng)+智能配電網(wǎng)</p><p>　　智能電網(wǎng)與傳統(tǒng)電網(wǎng)的區(qū)別在配電網(wǎng)上表現(xiàn)的更為明顯，發(fā)展智能電網(wǎng)應把配電網(wǎng)作為重點。</p><p>　　為適應

54、“數(shù)字信息時代”的步伐，智能化配電網(wǎng)將成為今后的發(fā)展方向，而智能化配電網(wǎng)的核心之一就是各種信息的可靠準確傳輸，因此，采用何種技術和方案構建高效率、高質(zhì)量、高可靠的通信網(wǎng)絡承載智能化配電網(wǎng)各種業(yè)務信息，已成為急需研究的問題。通過對智能化配電網(wǎng)的基本結(jié)構和通信需求的分析， 結(jié)合智能化配電網(wǎng)各種新業(yè)務對通信網(wǎng)提出的新要求，闡述了配電網(wǎng)通信系統(tǒng)規(guī)劃的原則和步驟，論證了各種最新通信技術和通信裝備在智能化配電網(wǎng)通信系統(tǒng)中應用的可行性和經(jīng)濟性， 提出

55、了配電網(wǎng)通信網(wǎng)絡應采用層次化的組網(wǎng)結(jié)構，充分利用現(xiàn)有通信資源，積極采用最新通信技術和最新通信裝備，為配電網(wǎng)各項業(yè)務提供安全性保障和高質(zhì)量服務。</p><p>　　為更進一步改善供電可靠性，降低運行損耗，提高電能質(zhì)量和經(jīng)濟效益， 國家電網(wǎng)公司提出建設智能化配電網(wǎng)的戰(zhàn)略構想。 智能化配電網(wǎng)即通過先進的計算機技術、 數(shù)字系統(tǒng)控制技術和寬帶網(wǎng)絡通信技術，實現(xiàn)對電網(wǎng)運行的全面、高效、精確的掌控，從而保證電網(wǎng)的安全可靠運行

56、，企業(yè)效益的持續(xù)提高， 社會滿意度不斷提升和社會的和諧發(fā)展。智能化電網(wǎng)是智能化配電網(wǎng)的進一步延伸，是對電力系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和信息系統(tǒng)的高度集成。通過電子化控制， 在非常大的彈性范圍內(nèi)提供廣泛的需求響應，配電網(wǎng)進行智能的控制，以“自愈”的方式處理緊急狀況， 可以即時地將問題和事故就地處理并更正，從而避免了連鎖效應，從根本上提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性， 并且可以正確及時地響應能源市場和電力公司的業(yè)務需求， 是一個從整個電力行業(yè)的整體出發(fā)， 站在更高的

57、角度提出的十分具有前瞻性、創(chuàng)造性的先進觀點和理論。通信系統(tǒng)是建設智能化配電自動化系統(tǒng)的基礎。配電自動化要借助可靠的通信手段，將控制中心的控制命令下發(fā)到各執(zhí)行機構或遠方終端，同時將各遠方監(jiān)控單元（ETU、DTU、FTU、TTU 等）所采集的各種信息上傳至控制中心， 以實現(xiàn)智能化配電網(wǎng)的各種功能。</p><p>　　3.2智能化配電網(wǎng)通信模式初步研究</p><p>　　3.2.1 智能化配

58、電網(wǎng)管理系統(tǒng)發(fā)展趨勢</p><p>　　由于智能化配電網(wǎng)的發(fā)展變化， 與之相對應的智能化配電網(wǎng)管理系統(tǒng)也有新的發(fā)展， 一般應具備以下主要功能。</p><p>　　1）管理規(guī)模逐步擴大，網(wǎng)絡越來越復雜,雙電源向多電源發(fā)展。</p><p>　　2）DA（Delayed Action，延遲作用）方案由自動分段/重合器向電流型/集中控制發(fā)展。</p>&

59、lt;p>　　3）配電自動化系統(tǒng)基本模式分層控制得到確認。</p><p>　　4） 管理的功能由單一配電 SCADA 向SCADA/DA/DMS/DG（分散發(fā)電）/DSM（需方用電管理）/電網(wǎng)效益和實用的配網(wǎng)規(guī)劃工具綜合管理系統(tǒng)發(fā)展。</p><p>　　5）AM/FM/GIS 配電管理向 SCADA/DA 一體化發(fā)展。</p><p>　　6）一次/二次系

60、統(tǒng)逐步統(tǒng)一向智能化開關發(fā)展。</p><p>　　3.2.2智能化配電網(wǎng)管理系統(tǒng)對通信系統(tǒng)的主要需求</p><p>　　智能化配電網(wǎng)通信模式的設計主要取決于相應配電網(wǎng)的規(guī)模和要求實現(xiàn)的具體希望水平。 由于智能化配電網(wǎng)系統(tǒng)擁有眾多的配變、用戶變、箱</p><p>　　變、開閉所、配電變壓器、柱上開關、分段開關、并聯(lián)補償電容器、 用戶電能表和重要負荷等電氣設備，站點

61、一般會有成百上千甚至上萬個之多，地域分布廣、種類多、運行狀態(tài)復雜、自然環(huán)境惡劣，要對這些設備進行實時監(jiān)控就需要安裝大量的RTU、FTU、DTU、TTU 等終端設備， 規(guī)模較大的配電網(wǎng)還要配置子站因此，智能化配電網(wǎng)的通信信息有如下特點：</p><p>　　①通信節(jié)點數(shù)量相對較大；</p><p>　　②通信節(jié)點間距離短；</p><p>　　③每個通信節(jié)點的數(shù)據(jù)量小

62、。</p><p>　　針對這些特點， 智能化配電網(wǎng)對通信系統(tǒng)有如下要求：</p><p>　?、偻ㄐ趴煽啃砸撸?②效能費用比要高；③配電通信的實時性要快；④具備停電和故障時的通信能力。⑤使用和維護方便；⑥具備可擴充性。</p><p>　　3.3 智能化配電網(wǎng)通信系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構選擇</p><p>　　3.3.1 智能化配電網(wǎng)管理系統(tǒng)的基本

63、架構</p><p>　　智能化配電網(wǎng)的主要特點是數(shù)據(jù)量龐大，網(wǎng)絡結(jié)構復雜。由于面對用戶，網(wǎng)絡運行方式變化多而快，要求處理問題及時，這些特點直接影響智能化配電網(wǎng)管理系統(tǒng)的結(jié)構。所以，我國的智能化配電網(wǎng)管理系統(tǒng)結(jié)構多按下述原則考慮配電網(wǎng)管理系統(tǒng)通常都設計成開放的積木式結(jié)構。優(yōu)點是可以采取分期實施的策略，在系統(tǒng)建設初期, 可以先控制在適當?shù)囊?guī)模和實現(xiàn)基本的功能, 然后根據(jù)需要逐步擴充容量和全面實現(xiàn)預期功能。這樣，既能

64、見效快、便于實施，又不使規(guī)劃遠景受影響。</p><p>　　當前的配電網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構多分為 3 個層次,即地區(qū)調(diào)度中心、地區(qū)電網(wǎng)管理中心、分散現(xiàn)場操作區(qū)（饋電網(wǎng)絡區(qū)域）。</p><p>　　3.3.2配電通信網(wǎng)的結(jié)構</p><p>　　配電通信系統(tǒng)可利用專網(wǎng)或公網(wǎng)， 配電主站與配電子站之間的</p><p>　　通信通道為骨干層通信網(wǎng)絡，

65、配電主站（子站）至配電終端的通</p><p>　　信通道為接入層通信網(wǎng)絡。 其中：</p><p>　　1.骨干層通信網(wǎng)絡原則上應采用光纖傳輸網(wǎng)， 在條件不具備的特</p><p>　　殊情況下，也可采用其它專網(wǎng)通信方式作為補充。 骨干層網(wǎng)絡應</p><p>　　具備路由迂回能力和較高的生存性。</p><p>　

66、　2. 接入層通信網(wǎng)絡應因地制宜， 可綜合采用光纖專網(wǎng)、 配電線</p><p>　　載波、 無線等多種通信方式。 采用多種通信方式時應實現(xiàn)多種方</p><p>　　式的統(tǒng)一接入、 統(tǒng)一接口規(guī)范和統(tǒng)一管理， 并支持以太網(wǎng)和標準</p><p><b>　　串行通信接口。 </b></p><p>　　3.3.2智能化配

67、電網(wǎng)通信系統(tǒng)基本架構</p><p>　　智能化配電網(wǎng)通信網(wǎng)絡的構建應為一個 4 層的架構， 每層根據(jù)當?shù)啬壳巴ㄐ啪W(wǎng)絡情況， 可以采用相同或不同的通信技術及設備，以滿足配網(wǎng)管理系統(tǒng)的需求。</p><p>　　1）第 1 層：用戶級通信。電力公司（主站系統(tǒng)）內(nèi)部間各計算機系統(tǒng)之間的通信， 它們一般通過局域網(wǎng)相連，相互之間的通信為用戶級通信。該類信息主要通過調(diào)度中心內(nèi)部通信網(wǎng)絡實現(xiàn)， 多采用

68、 LAN 技術，雙絞線連接。</p><p>　　2）第 2 層：主站級通信（主站和主站間、主站和子站間通信）。 一個完整的配電管理系統(tǒng)包括配電自動化主站、配電自動化子站、遠方監(jiān)控單元 3 部分。 主站和主站間、主站和子站間通信有共同特點，其中一方必為計算機系統(tǒng)，另一方為計算機系統(tǒng)或其他監(jiān)控單元，建議把它們分為一層。 主站級通信的另一個特點是通信距離比較遠，可能為幾 km，甚至幾十 km。 實際上，配電主（子）站

69、系統(tǒng)還得和調(diào)度自動化系統(tǒng)進行通信，還應與變電站綜合自動化系統(tǒng)或變電站遠方終端FTU 進行通信，把它們一并歸類到主站級通信。</p><p>　　3）第 3 層：子站級通信（子站至現(xiàn)場監(jiān)控設施（FTU 間）的通信）。主要指子站和現(xiàn)場監(jiān)控單元間的通信。 該層的特點是通信距離短、 通信采集點多、數(shù)據(jù)量較小。</p><p>　　4）第 4 層：現(xiàn)場設備級通信（FTU 與 TTU 之間和 TTU

70、之間的通信）。 各種遠方監(jiān)控單元相互之間也需要進行通信，這一層次為現(xiàn)場設備通信包括饋線遠方終端 FTU 相互間的通信 配電變壓器遠方終端 TTU 相互間的通信 以及 FTU 和 TTU之間的通信等智能化配電網(wǎng)通信模式技術分析</p><p>　　3.4配電網(wǎng)管理系統(tǒng)的通信需求分析</p><p>　　從智能化配電網(wǎng)管理系統(tǒng)的主要功能來看配電網(wǎng)管理系統(tǒng)所需的數(shù)據(jù)可主要分成 2 種</p

71、><p>　　1 靜態(tài)數(shù)據(jù)或結(jié)構性數(shù)據(jù) 該類數(shù)據(jù)說明了配電網(wǎng)有形的固定資產(chǎn) 由 3 個方面構成 電網(wǎng)及控制設備規(guī)格的技術數(shù)據(jù) 在電網(wǎng)顯示圖及地圖上的地理數(shù)據(jù) 用戶運行數(shù)據(jù) 如電網(wǎng)接線 負荷模型等</p><p>　　2 動態(tài)數(shù)據(jù)或配電過程性數(shù)據(jù) 該類數(shù)據(jù)是根據(jù)配電過程的事件而來的 需要連續(xù)不斷地更新 由 5 個方面構成:來自 RTU/FTU 的遙信數(shù)據(jù)和遙測抄表 現(xiàn)場工作班的信息 事故數(shù)據(jù) 工

72、作計劃數(shù)據(jù) 用戶接口數(shù)據(jù)等</p><p>　　智能化配電網(wǎng)通信系統(tǒng)流量預測以一個典型的配電網(wǎng)絡為例進行配電網(wǎng)通信系統(tǒng)帶寬分析 具體的網(wǎng)架結(jié)構是地區(qū)調(diào)度中心下轄 A 變電站下掛著 B 開閉站 B 開閉站共有6 條 10 kV 出線 分別連著 2 號配電室 3 號-8 號箱變 共計 7 個用戶 每個配電室或箱變都有 2條10 kV 進線為其供電 該配電網(wǎng)的通信系統(tǒng)主要需要傳輸 3 類數(shù)據(jù)</p>&l

73、t;p>　　1 開閉站到用戶之間的數(shù)據(jù) 現(xiàn)場設備級通信 開閉站到用戶之間的數(shù)據(jù)需要采集的信息點較多 但每個采集點的配網(wǎng)自動化信息數(shù)據(jù)量不大 依照 配電系統(tǒng)自動化規(guī)劃設計導則 中的規(guī)定 每個 FTU/TTU 的最大傳輸速率是 19.2 kbit/s即需要通信系統(tǒng)提供 19.2 kbit/s 的帶寬即可</p><p>　　2 開閉站到變電站控制中心之間的數(shù)據(jù) 由于開閉站下的所有用戶端數(shù)據(jù)都要經(jīng)過開閉站傳送到變

74、電站 數(shù)據(jù)量比較大 以 A 變電站到 B 開閉站為例 B 開閉站下有 6 條 10 kV 出線 共計14 個 FTU 按照每個 FTU 的最大傳輸速率為19.2 kbit/s 計算 A 變電站與 B 開閉站間理論上的最大傳輸帶寬要求為 268.8 kbit/s 即需要通信系統(tǒng)至少提供 268.8 kbit/s 的帶寬</p><p>　　3 變電站至地區(qū)調(diào)度中心的數(shù)據(jù) 因該網(wǎng)絡地區(qū)調(diào)度中心只轄 1 個變電站 所以

75、變電站至地區(qū)調(diào)度中心的數(shù)據(jù)寬要求等同于開閉站到變電站控制中心之間的數(shù)據(jù) 也為 268.8 kbit/s 假如地區(qū)調(diào)度中心下轄 200 個左右的變電站 帶寬需要10 Mbit/s 左右</p><p>　　3.4.2當前主流通信技術比較</p><p>　　目前主流的通信方式有一點多址無線通信微波通信 衛(wèi)星通信 光纖通信 擴頻通信 電力線載波通信 有線電視電纜 無線尋呼網(wǎng) 租用電話線等<

76、;/p><p>　　智能配電網(wǎng)的主要技術內(nèi)容</p><p>　　1配電網(wǎng)運行自動化配電SCADA: 配電網(wǎng)監(jiān)控，調(diào)度自動化。變電所自動化（SA）配網(wǎng)（饋線）自動化（FA）：中壓電網(wǎng)監(jiān)控、故障定位/隔離/自動恢復供電。虛擬發(fā)電廠（VPP，Virtual Power Plant）：分布式電源（DER）調(diào)度管理配電網(wǎng)管理自動化配電GIS（地理信息系統(tǒng)）：設備管理、檢修管理、停電管理（Trouble

77、 Call） 、工作票管理</p><p>　　2用戶自動化高級量測體系（AMI，Advanced Metering Infrastructure)：支持雙向通信、智能讀表、用戶能源管理（需求側(cè)管理DSM）、家庭自動客戶信息系統(tǒng)（CIS）分布式電源并網(wǎng)控制有源網(wǎng)絡（Active Network）微網(wǎng)技術（Micro Grid）</p><p>　　3定制電力/DFACTS定制電力（Cust

78、om power)：應用電子電力設備實現(xiàn)電能質(zhì)量的改善與控制，為用戶提供電能質(zhì)量滿足其特定需求的電力。靜止無功發(fā)生裝置（SVC）、靜止同步補償器（STATCOM）、有源濾波器（APF）、動態(tài)電壓恢復器（DVR）、固態(tài)斷路器（SSCB）故障電流限制器超導故障電流限制器基于電力電子器件的故障電流限制器SDG vs. DA /1智能配電網(wǎng)是以前配電自動化（DA ，Distribution Automation ）技術的發(fā)展。</p>

79、;<p>　　3.4.3智能化配電網(wǎng)通信模式建議</p><p>　　考慮一個包含主站 子站 FTU TTU 以及電量集抄系統(tǒng)的完整的智能化配電管理系統(tǒng) 下面分層次對通信系統(tǒng)規(guī)劃情況進行說明</p><p>　　1 主站與子站之間 使用單模光纖 實施智能化配電網(wǎng)管理的電力企業(yè) 或供電局 大多在調(diào)度中心與變電所之間已經(jīng)建立了單模光纖通信網(wǎng)絡 配網(wǎng)管理系統(tǒng)主站與子站之間的通信可以

80、借用這個通道,以節(jié)省再次鋪設通信線路的投資 而且 主站與子站之間的通信距離相對較遠 中間又沒有中繼裝置 單模光纖的傳輸距離在 6 km 以上 完全能夠滿足要求</p><p>　　2 子站與 FTU 之間 使用多模光纖 主干通信網(wǎng)絡采用光纖作為通信介質(zhì),可靠性高 出現(xiàn)故障的可能性低 光纖通信網(wǎng)絡相對于有線及無線而言,投資要高一些 但光纖通信網(wǎng)絡可靠性高而且目前光纜的價格及光收發(fā)器的價格也可以接受 因為子站與 FT

81、U 之間形成的通信網(wǎng)絡之間各個通信節(jié)點的距離較短 很少超過 3 km 多模光纖已經(jīng)能夠滿足要求 不需要使用單模光纖 因此 子站與 FTU 之間可使用多模光纖 構成自愈雙環(huán)網(wǎng) 沿著城區(qū) 10 kV 配電線路進行敷設 在配電子站與饋線終端 FTU 之間形成物理上的環(huán)形或鏈形結(jié)構。 分別為配電子站和饋線終端 FTU 配置一套光通信設備（EPON 或光 modem），可以保證通信網(wǎng)絡故障時不至于導致整個網(wǎng)絡通信的崩潰。 </p>

82、<p>　　3 配變終端 TTU 的通信方式 配變 TTU 的數(shù)量較多 分布范圍大 運行環(huán)境復雜 由于 TTU 對通信實時性的要求相對 FTU 較低 因此 推薦的通信模式采用寬帶 窄帶 PLC 通信方式 因為GPRS 技術存在安全性較差 傳輸帶寬受限的缺陷 因此 在需要較大傳輸帶寬和較高安全需求的智能化配電網(wǎng)中 推薦采用 PLC 數(shù)據(jù)量小使用窄帶 數(shù)據(jù)量大使用寬帶 技術 即在每個配電變器 箱變及配電室中低壓出線側(cè)安裝集中器 內(nèi)

83、寬帶電力線載波通信模塊 并與光網(wǎng)絡設備通RJ45 接口連接 進行寬帶載波信號注入 各計表箱安裝采集器 通過 RS-485 線或直接對表內(nèi)的電表進行采集 集中器作為寬帶電力線載的頭端設備與寬帶載波采集器組成寬帶電力線絡 形成以電力線為傳輸介質(zhì)的高速 IP 網(wǎng)絡集的數(shù)據(jù)通過電力線網(wǎng)絡傳至主站在通信效果欠佳的情況下 可通過安裝中器增強通信效果 基于寬帶 PLC 的第 3 層通信絡</p><p>　　配電網(wǎng)直接面向用戶

84、，是控制、保證用戶供電質(zhì)量的關鍵環(huán)節(jié)。目前用戶停電95%以上是由配電系統(tǒng)原因引起的電網(wǎng)有一半的損耗發(fā)生在配電網(wǎng)分布式電源主要影響配電網(wǎng)的運行與控制目前配電網(wǎng)的自動化、智能化程度遠低于輸電網(wǎng)</p><p>　　3.4.4智能配電網(wǎng)的特征</p><p>　　1更高的供電可靠性具有自愈（故障重構）功能，最大程度地減少電網(wǎng)故障對用戶的影響。在主網(wǎng)停電時，應用分布式電源微網(wǎng)（Micro Grid

85、）保障重要用戶的供電。更高的電能質(zhì)量實現(xiàn)電壓、無功的優(yōu)化控制，保證電壓合格率。實現(xiàn)敏感用電設備的不間斷連續(xù)供電應用動態(tài)電壓補償器（DVR）保證線路故障與重合閘期間的供電應用固態(tài)斷路器實現(xiàn)雙路供電電源的“0”秒無縫切換</p><p>　　2支持大量的分布式電源接入包括風力發(fā)電、太陽能發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電、燃料電池小型燃氣輪機等即插即用（Plug and Play)支持用戶能源管理（需求側(cè)管理）支持智能讀表以及與用戶側(cè)

86、的雙向通信支持實時（動態(tài)）電價，讓用戶選擇用電時間，更好地削峰填谷，適應分布式發(fā)電的間歇性特點支持用戶自備分布式發(fā)電、儲能裝置并網(wǎng)支持電動車的接入選擇低電價時段充電可在電價高時向電網(wǎng)送電。</p><p>　　3能夠提高電網(wǎng)資產(chǎn)利用率支持配電系統(tǒng)快速仿真、模擬合理控制潮流，提高系統(tǒng)容載比，充分利用系統(tǒng)容量。減少投資，減少設備折舊，使用戶獲得更廉價的電力。能夠?qū)ε潆娋W(wǎng)及其設備進行可視化管理實時采集電網(wǎng)及其設備運行數(shù)

87、據(jù)提供潮流、負荷、設備狀態(tài)監(jiān)測、電能質(zhì)量、故障位置、停電范圍等實時信息解決配電網(wǎng)“盲管”問題實現(xiàn)配網(wǎng)設備管理、生產(chǎn)管理的自動化、信息化。</p><p>　　第4章 電力系統(tǒng)專用通信網(wǎng)的管理要求</p><p>　　4.1電力通信網(wǎng)絡管理的設計原則</p><p>　　1全面采用TMN（電信管理網(wǎng)）的體系結(jié)構。 TMN是國際電信聯(lián)盟ITU—T專門為電信網(wǎng)絡管理而制

88、定的若干建議書，主要是為了適應通信網(wǎng)多廠商、多協(xié)議的環(huán)境，解決網(wǎng)管系統(tǒng)可持續(xù)建設的問題。</p><p>　　2.兼容其他網(wǎng)管系統(tǒng)標準。 在接受TMN的同時，兼容其他流行的網(wǎng)管系統(tǒng)的標準以解決TMN接口單一的問題。通信網(wǎng)管系統(tǒng)應該將SNMP（簡單網(wǎng)絡管理協(xié)議）簡單網(wǎng)路管理協(xié)議作為網(wǎng)絡管理的標準之一，尤其在通信網(wǎng)與計算機網(wǎng)的界限越來越模糊的今天，其效益是顯而易見的。</p><p>　　3.

89、采用高水平的商用TMN網(wǎng)管開發(fā)平臺作為開發(fā)基礎。網(wǎng)絡管理是一個巨大、復雜的工程，涉及面廣，難度大，特別是像TMN這樣的系統(tǒng)，而綜合業(yè)務及綜合接入功能的要求又增加了系統(tǒng)得難度。利用商用TMN網(wǎng)絡平臺作為核心來構筑電力通信網(wǎng)管系統(tǒng)，屏蔽了TMN網(wǎng)管系統(tǒng)的復雜性，可大大降低開發(fā)難度，縮短開發(fā)時間，提高分開的成功率。</p><p>　　4.網(wǎng)管系統(tǒng)的網(wǎng)絡化。網(wǎng)管系統(tǒng)互聯(lián)組成網(wǎng)管網(wǎng)絡這一點是不言而喻的。從長遠的觀點來講，

90、電力通信網(wǎng)管應接受異構網(wǎng)互聯(lián)的觀念，組成一個具有廣泛容納性的網(wǎng)管網(wǎng)絡。</p><p>　　5.綜合接入性。網(wǎng)管必須滿足各種通信網(wǎng)絡、通信設備的接入要求，兼容各種制式、各個廠商的產(chǎn)品。網(wǎng)管系統(tǒng)通過協(xié)議適配器這樣的網(wǎng)管部件，將通信設備上的五花八門的管理數(shù)據(jù)接口轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的網(wǎng)管系統(tǒng)支持的標準接口，實現(xiàn)網(wǎng)管對通信設備的接入。</p><p>　　6.完善的應用功能及客戶應用接口的開放性。網(wǎng)管系統(tǒng)

91、的應用功能是否能得到用戶的認可，是網(wǎng)管系統(tǒng)成敗的關鍵。網(wǎng)管系統(tǒng)的應用功能接口應具有開放性，應能支持滿足應用功能接口的第三方應用程序，在不改變基礎系統(tǒng)的情況下不斷推出新的應用功能、用戶界面，滿足用戶的要求。</p><p>　　7.網(wǎng)管系統(tǒng)的一體化和獨立性。網(wǎng)管系統(tǒng)應實現(xiàn)電力通信網(wǎng)的一體化管理，既各種功能網(wǎng)絡管理系統(tǒng)的應用程序統(tǒng)一設計，采用統(tǒng)一的界面風格，采用一致的名詞術語。用統(tǒng)一的管理操作界面去操作控制不同型號、

92、廠家的同類功能設備。在同一個平臺、界面上監(jiān)視、處理網(wǎng)絡告警，控制網(wǎng)絡運行。</p><p>　　8.網(wǎng)管系統(tǒng)的人機界面。首先，對象話的思想應該貫穿在網(wǎng)管界面的設計中。這種對象化的設計方法保證了網(wǎng)管系統(tǒng)數(shù)據(jù)和界面的統(tǒng)一，保證了網(wǎng)管系統(tǒng)對被管理系統(tǒng)的變化的適應能力。對象化的設計觀念應推廣到網(wǎng)管系統(tǒng)人機界面的各個方面，例如：語音申告、媒體管理。界面是表示一個系統(tǒng)的窗口，界面的優(yōu)劣直接影響人們對系統(tǒng)的第一印象，影響人們對

93、系統(tǒng)的使用。</p><p><b>　　4.2網(wǎng)管系統(tǒng)</b></p><p>　　4.2.1 系統(tǒng)設計</p><p>　　在選擇網(wǎng)管系統(tǒng)方案時各種因素都會影響最終的決定，如網(wǎng)絡管理要求、通信系統(tǒng)規(guī)模、通信網(wǎng)絡結(jié)構、技術經(jīng)濟指標等。網(wǎng)絡管理要求應是確定網(wǎng)管系統(tǒng)方案的首要因素。并不是在任何情況下網(wǎng)管的配置越高、功能越全越好，如果管理要求只關心

94、對通信設備的實時監(jiān)控，那么最佳方案是選擇監(jiān)控系統(tǒng)。在完成監(jiān)控功能方面，監(jiān)控系統(tǒng)的實時性能、準確程度都較復雜的網(wǎng)管系統(tǒng)要高。同樣如果管理要求只關心通信設備的信息，只需要建立網(wǎng)元管理系統(tǒng)即可。但如果是一個管理一定規(guī)模的通信網(wǎng)絡而且提供通信服務的管理單位，那么就應該選擇能夠涵蓋整個通信網(wǎng)的網(wǎng)管系統(tǒng)。</p><p><b>　　4.2.2網(wǎng)絡設計</b></p><p>　

95、　主要原因是通信網(wǎng)管系統(tǒng)在發(fā)展初期一般依賴于通信設備生產(chǎn)廠商。真正的網(wǎng)絡管理系統(tǒng)應包括以下各個層次：</p><p>　　網(wǎng)元數(shù)據(jù)采集層：網(wǎng)元(設備)的數(shù)據(jù)接入、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。</p><p>　　網(wǎng)元管理層：直接管理單個的網(wǎng)元(設備)，同時支持上級的網(wǎng)絡管理層。這一層主要是面向設備、單條電路，是網(wǎng)絡管理系統(tǒng)的基礎內(nèi)容。其直接的結(jié)果實現(xiàn)設備的維護系統(tǒng)。</p><p&g

96、t;　　網(wǎng)絡管理層：在網(wǎng)元管理的基礎上增加對網(wǎng)元之間的關系、網(wǎng)絡組成的管理。主要功能包括：從網(wǎng)絡的觀點、互聯(lián)關系的角度協(xié)調(diào)網(wǎng)元(設備)之間的關系；創(chuàng)建、中止和修改網(wǎng)絡的能力；分析網(wǎng)絡的性能、利用率等參數(shù)。網(wǎng)絡管理層的另一個重要的功能是支持上層的服務管理。</p><p>　　服務管理層：管理網(wǎng)絡運行者與網(wǎng)絡用戶之間的接口，如物理或邏輯通道的管理。管理的內(nèi)容包括用戶接口的提供及通道的組織；接口性能數(shù)據(jù)的記錄統(tǒng)計；服

97、務的記錄和費用的管理。</p><p>　　業(yè)務管理層：對通信調(diào)度管理人員關于運行等事項所需的一些決策、計劃進行管理。對運行人員關于網(wǎng)絡的一些判斷的管理。這一層管理往往與通信企業(yè)的管理信息系統(tǒng)密切相關。其功能包括：日志記錄，派工維護記錄，停役、維護計劃，網(wǎng)絡發(fā)展規(guī)劃等。</p><p>　　網(wǎng)絡管理系統(tǒng)應當是全網(wǎng)絡的，對于面向用戶服務的規(guī)模較大的通信網(wǎng)絡，管理的重點應放在網(wǎng)絡、服務、業(yè)務等

98、層次的管理上。</p><p><b>　　4.2.3系統(tǒng)功能</b></p><p>　　一個完善的網(wǎng)絡管理系統(tǒng)應具備如下功能：</p><p>　　故障管理：提供對網(wǎng)絡環(huán)境異常的檢測并記錄，通過異常數(shù)據(jù)判別網(wǎng)絡中故障的位置、 性質(zhì)及確定其對網(wǎng)絡的影響，并進一步采取相應的措施。</p><p>　　性能管理：網(wǎng)絡管理系

99、統(tǒng)能對網(wǎng)絡及網(wǎng)絡中各種設備的性能進行監(jiān)視、分析和控制，確保網(wǎng)絡本身及網(wǎng)絡中的各設備處于正常運行狀態(tài)。</p><p>　　配置管理：建立和調(diào)整網(wǎng)絡的物理、邏輯資源配置；網(wǎng)絡拓撲圖形的顯示，包括反映每期工程后網(wǎng)絡拓撲的演變；增加或刪除網(wǎng)絡中的物理設備；增加或刪除網(wǎng)絡中的傳輸鏈路；設置和監(jiān)視環(huán)回，以實施相關性能指標的測試。</p><p>　　安全管理：防止非法用戶的進入，對運行和維護人員實現(xiàn)

100、靈活的優(yōu)先權機制。</p><p><b>　　4.2.4系統(tǒng)結(jié)構</b></p><p>　　為了保證網(wǎng)管系統(tǒng)能較好適應電力通信網(wǎng)的特點，滿足電力通信網(wǎng)的管理要求，網(wǎng)管系統(tǒng)應能兼容多機種、多種操作系統(tǒng)；應能設計成冗余結(jié)構保證系統(tǒng)可靠性；應能充分考慮系統(tǒng)分期建設的要求，充分考慮不同檔次的網(wǎng)管系統(tǒng)的需求。</p><p>　　網(wǎng)管系統(tǒng)可采用IP級

101、的網(wǎng)絡實現(xiàn)系統(tǒng)中各硬件平臺之間的互聯(lián)，利用現(xiàn)有的各種管理數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的路由，組織四通八達的網(wǎng)管系統(tǒng)網(wǎng)絡。</p><p>　　數(shù)據(jù)服務器：是網(wǎng)管管理信息數(shù)據(jù)庫的存儲載體，用于存儲和處理管理信息。</p><p>　　網(wǎng)管工作站：為網(wǎng)管系統(tǒng)提供人機接口功能。它為用戶提供友好的圖形化界面來操作各被管設備或資源，并以圖形的方式來顯示網(wǎng)絡的運行狀態(tài)及各種統(tǒng)計數(shù)據(jù)，同時運行各種網(wǎng)管系統(tǒng)的應用程序。<

102、;/p><p>　　瀏覽工作站：通過廣域網(wǎng)、Internet或Intranet網(wǎng)接入網(wǎng)管系統(tǒng)，提供網(wǎng)管系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息的瀏覽功能。</p><p>　　協(xié)議適配器：完成網(wǎng)管系統(tǒng)與被管理設備之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換。</p><p>　　前置機代理：通過遠方數(shù)據(jù)輪詢采集及網(wǎng)管系統(tǒng)與采集系統(tǒng)之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)對各種通信站、通信設備的實時管理。</p><p>　

103、　網(wǎng)管系統(tǒng)的軟件由管理信息數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)管核心模塊、若干應用平臺、若干網(wǎng)絡高級分析程序及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口程序組成。</p><p>　　管理數(shù)據(jù)庫：負責存儲和處理被管設備、被管系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù), 以及非實時的資料、統(tǒng)計檢索結(jié)果、報表數(shù)據(jù)等離線數(shù)據(jù)。</p><p>　　網(wǎng)管核心模塊包括管理信息服務模塊、管理信息協(xié)議接口及實時數(shù)據(jù)庫；</p><p>　　通信調(diào)度應用平臺包括系

104、統(tǒng)運行監(jiān)視、運行管理、設備操作、圖形調(diào)用、數(shù)據(jù)查詢等功能。</p><p>　　圖形系統(tǒng)實現(xiàn)網(wǎng)管系統(tǒng)圖形應用界面，包括圖元制作工具、繪圖工具、圖形文件管理工具、數(shù)據(jù)庫維護工具等。</p><p>　　通信運行管理應用平臺提供網(wǎng)管系統(tǒng)所需的各種管理功能，包括運行計劃管理、維護管理、報表管理、權限管理等。</p><p>　　網(wǎng)絡高級分析軟件包括網(wǎng)絡故障分析、性能分析、

105、路由分析、資源配置分析。</p><p>　　第5章 光纖網(wǎng)的保護與恢復</p><p>　　當光纖網(wǎng)出現(xiàn)故障時，受影響的業(yè)務能自動切換到備用設施上繼續(xù)進行，這個就是光網(wǎng)的保護和恢復功能，“保護”是指使用某一指定的備用資源來傳送本來由一個已經(jīng)出現(xiàn)故障的資源所承載的業(yè)務。“恢復”是指備用資源不會被專門用于某一主用資源，“恢復”使用時間可能長于“保護”使用時間，但是網(wǎng)絡資源利用率要高。<

106、/p><p>　　5.1光纖通信系統(tǒng)的基本構成</p><p>　　光纖通信系統(tǒng)由光發(fā)射機，光纖和光接收機三部分組成，如下圖所示：</p><p>　　信號　　輸入　　　　　 　　　信號　　輸出</p><p>　　電端機的作用是對電信號進行處理的設備．在發(fā)送端，電端將處理過的話音，數(shù)字或其他信號處理后，送給光發(fā)射機，光發(fā)射機將電信號轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

107、光信號，并將光信號耦合入光纖，光信號經(jīng)過光纖傳輸?shù)浇邮斩?，由光接收機將光信號恢復成電信號，再經(jīng)電端機的還原處理，將信號送給用戶．</p><p><b>　　光纖</b></p><p>　　光纖主要是用石英玻璃拉成的纖維絲，也有的是塑料絲．</p><p>　　表征光纖傳輸特性的兩個重要參數(shù)是損耗和色散，它們是影響光纖通信系統(tǒng)傳輸距離和容量的

108、主要因素．</p><p><b>　　光發(fā)射機</b></p><p>　　光發(fā)射機的作用是將電信號轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?，并將光信號耦合入光纖中．光發(fā)射機的基本工作框圖如下：</p><p>　　電信號輸入　　　　　　　　　　　　　　光信號輸出</p><p>　　光源是光發(fā)射機的＂心臟＂，一般采用半導體激光器（LD）和半導體