【正文】 的通信設(shè)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(luò)的面貌日新月異。電力通信在協(xié)調(diào)電力系統(tǒng)發(fā)、送、變、配、用電等組成部分的聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)及保證電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行方面發(fā)揮了應(yīng)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(kù)調(diào)度、燃料調(diào)度、繼電保護(hù)、安全自動(dòng)裝臵、遠(yuǎn)動(dòng)、計(jì)算機(jī)通信、電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化等通信需要。它同電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)被人們合稱為電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的三大支柱。目前，它更是電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)市場(chǎng)化和管理現(xiàn)代化的基礎(chǔ)；是確保電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要手段；是電力系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)設(shè)施。雖然電力通信的自 身經(jīng)濟(jì)效益目前不能得以直接體現(xiàn)出來(lái)，但它所產(chǎn)生并隱含在電力生產(chǎn)及管理中的經(jīng)濟(jì)效益是巨大的。新設(shè)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(qiáng)大，配置、應(yīng)用也十分復(fù)雜。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(hù)人員都必須管理包括網(wǎng)絡(luò)中傳輸、交換、終端各個(gè)環(huán)節(jié)上的設(shè)備，還包括電源、機(jī)房、環(huán)境等網(wǎng)絡(luò)輔助設(shè)備，同時(shí)還要管理電路調(diào)配等網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)。而且由于傳統(tǒng)的原因，上級(jí)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備維護(hù)工作多由通信設(shè)備所在地區(qū)的下級(jí)網(wǎng)絡(luò)的通信管理人員負(fù)責(zé)。隨著電力通信網(wǎng)的發(fā)展，作為新一代通信2020屆電氣工程及其自動(dòng)化畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 網(wǎng)基礎(chǔ)的智能化設(shè)備出現(xiàn)后，產(chǎn)生了網(wǎng)元管理系統(tǒng)，它除了對(duì)設(shè)備故障的監(jiān)控功能外，還包括對(duì)設(shè)備性能、配置及安全的管理。我們國(guó)家現(xiàn)在提出要建設(shè)智能電網(wǎng)，建立高速、雙向、實(shí)時(shí)、集成的通信系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)，沒(méi)有這樣的通信管理系統(tǒng)，任何智能電網(wǎng)的特征都無(wú)法實(shí)現(xiàn)，因?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)的數(shù)據(jù)獲取、保護(hù)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(luò)管理系統(tǒng)是邁向智能電網(wǎng)的第一步。但從系統(tǒng)的主要功能和部件看，可概括為下圖： 數(shù)字通信系統(tǒng)的組成 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、信宿和傳輸信道（介質(zhì)）三部分。信源壓縮編碼，是對(duì)信號(hào)進(jìn)行壓縮處理，去除或減少亢余度：或者把能量集中起來(lái)，縮小占據(jù)的頻帶，以提高通信的有效性。信道編碼有重傳反饋（ ARQ），線性分組碼，卷積碼等。數(shù)字基帶信號(hào)可以直接在明線和電纜中傳輸，稱作基帶傳輸。此外，同步裝置也是數(shù)字通信系統(tǒng)的重要組成部分。 （ 1）脈沖編碼調(diào)制 1 抽樣 2 量化 3 編碼與解碼 （ 2）自適應(yīng)差分脈沖碼調(diào)制 1 差分脈碼調(diào)制 畢文遠(yuǎn)：論電 力系統(tǒng)遠(yuǎn)程通信及網(wǎng)絡(luò)管理 8 2 ADPCM 自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制 信道編碼 信道編碼是提高數(shù)字床書可靠性的一種技術(shù)。 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(hào)的系統(tǒng)，常接 收濾 波 器抽 樣判 決 器信 道 信 號(hào)形 成 器信 道基 帶 脈 沖 基 帶 脈 沖輸 入 輸 出同 步提 取噪 聲2020屆電氣工程及其自動(dòng)化畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 用于傳輸距離 不太遠(yuǎn)的情況下。 1934 年美國(guó)學(xué)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(shí)代應(yīng)該說(shuō)已經(jīng)開始了，但是數(shù)字通信的高速發(fā)展卻是 20世紀(jì) 70年代以后才開始的。更有將幅度與相位聯(lián)合調(diào)制的 QAM（ Quadrature Amplitude Modulation，畢文遠(yuǎn)：論電 力系統(tǒng)遠(yuǎn)程通信及網(wǎng)絡(luò)管理 10 正交振幅調(diào)制）技術(shù)，目前數(shù)字微波中廣泛使 用的 256QAM，其頻帶利用率可達(dá) 8bit/s/Hz， 8 倍于 2ASK 或 BIT/SK。在現(xiàn)在文明高速發(fā)展的今天，人們?cè)絹?lái)越離不開數(shù)字信息，數(shù)字通信也越來(lái)越重要，因此數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù)越來(lái)越被廣泛應(yīng)用。因此，調(diào)制解調(diào)是無(wú)線或有線帶通數(shù)字信號(hào)通信中不可缺少的環(huán)節(jié)。目前使用的大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的結(jié)構(gòu)都是基于 OSI 模型的。這樣使得變更其中 某層提供的方案時(shí)不影響其他層。 OSI 模型的上層處理應(yīng)用程序問(wèn)題，并且通常只應(yīng)用在軟件上。最底層，即物理層是與物理網(wǎng)絡(luò)媒介（ 比如說(shuō)，電線）最接近的，并且負(fù)責(zé)在媒介上發(fā)送數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī) B 的物理層接收來(lái)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(luò)層，依次繼續(xù)直到信息到達(dá)計(jì)算機(jī) B 的應(yīng)用層。每一層數(shù)據(jù)的頭和尾是兩個(gè)攜帶控制信息的基本形 式。頭、尾以及數(shù)據(jù)是相關(guān)聯(lián)的概念，它們?nèi)Q于分析信息單元的協(xié)議層。換句話說(shuō)，在給定的某一 OSI 層，信息單元的數(shù)據(jù)部分包含來(lái)自于所有上層的頭和尾以及數(shù)據(jù)，這稱之為封裝。 14 2020屆電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 15 第 2 章 電力系統(tǒng)通信網(wǎng)的概述 電力系統(tǒng)通信網(wǎng)的重要性及特點(diǎn) 電能的特點(diǎn)（瞬時(shí)性 /發(fā)輸配用同時(shí)完成），對(duì)通信的實(shí)時(shí)性要求高。 “ 沖擊 ” 性 ， 當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生事故時(shí)，在事故發(fā)生及波及的 發(fā)電廠、變電站通信業(yè)務(wù)量會(huì)驟增，通信的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、傳輸通道的配置應(yīng)能承受這種沖擊。 電力通信網(wǎng)的發(fā)展歷程 20 世紀(jì) 70 年代，國(guó)家批準(zhǔn)建立電力專用通信網(wǎng)，逐步發(fā)展建設(shè)以北京為中心，覆蓋全國(guó)通訊方式多樣：通信電纜，載波，微波，衛(wèi)星，光纖，移動(dòng)通信，現(xiàn)場(chǎng)總線等 電力載波通信曾經(jīng)具有重要地位從 1999 年開始，畢文遠(yuǎn)：論電力系統(tǒng)遠(yuǎn)程通信及網(wǎng)絡(luò)管理 16 電力系統(tǒng)加大了光纖通信網(wǎng)的建設(shè)力度，提出以建設(shè)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)。放松管制（ Deregulation），打破壟斷，廠網(wǎng)分開，建立電力市場(chǎng)。 電力通信的信道 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。此外，各地方小網(wǎng)以及農(nóng)網(wǎng)中還有很多一點(diǎn)多址小微波組成地區(qū)網(wǎng)。 18 2020屆電氣工程及其自動(dòng)化畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 第 3 章 智能配電網(wǎng)的通信網(wǎng)絡(luò) 智能配電網(wǎng)的概述 智能配電網(wǎng)（ SDG， Smart Distribution Grid）是智能電網(wǎng)的重要組成部分。 為更進(jìn)一步改善供電可靠性，降低運(yùn)行損耗，提高電能質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益， 國(guó)家電網(wǎng)公司提出建設(shè)智能化配電網(wǎng)的戰(zhàn)略構(gòu)想。通信系統(tǒng)是建設(shè)智能化配電自動(dòng)化系統(tǒng)的基礎(chǔ)。 2） DA（ Delayed Action，延遲作用）方案由自 動(dòng)分段 /重合器向電流型 /集中控制發(fā)展。 6）一次 /二次系統(tǒng)逐步統(tǒng)一向智能化開關(guān)發(fā)展。⑤使用和維護(hù)方便；⑥具備可擴(kuò)充性。優(yōu)點(diǎn)是可以采取分期實(shí)施的策略，在系統(tǒng)建設(shè)初期 , 可以先控制在適 當(dāng)?shù)囊?guī)模和實(shí)現(xiàn)基本的功能 , 然后根據(jù)需要逐步擴(kuò)充容量和全面實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能。 其中： ， 在條件不具備的特 殊情況下，也可采用其它專網(wǎng)通信方式 作為補(bǔ)充。 智能化配電網(wǎng)通信系統(tǒng)基本架構(gòu) 智能化配電網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建應(yīng)為一個(gè) 4 層的架構(gòu)， 每層根據(jù)當(dāng)?shù)啬壳巴ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)情況， 可以采用相同或不同的通信技術(shù)及設(shè)備，以滿足配網(wǎng)管理系統(tǒng)的需求。 2）第 2 層：主站級(jí)通信（主站和主站間、主站和子站間通信）。 2020屆電氣工程及其自動(dòng)化畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 實(shí)際上，配電 主（子）站系統(tǒng)還得和調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行通信，還應(yīng)與變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)或變電站遠(yuǎn)方終端 FTU 進(jìn)行通信，把它們一并歸類到主站級(jí)通信。 4）第 4 層：現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備級(jí)通信（ FTU 與 TTU 之間和 TTU 之間的通信）。靜止無(wú)功發(fā)生裝置（ SVC）、靜止同步補(bǔ)償器（ STATCOM）、有源濾波器（ APF）、動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器（ DVR）、固態(tài)斷路器（ SSCB）故障電流限制器超導(dǎo)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(dòng)化（ DA ， Distribution Automation ）技術(shù)的發(fā)展。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(yùn)行與控制目前配電網(wǎng)的自動(dòng)化、智能化程度遠(yuǎn)低于輸電網(wǎng) 智能配電網(wǎng)的特征 1更高的供電可靠性具有自愈（故障重構(gòu)）功能，最大程度地減少電網(wǎng)故障對(duì)用戶的影響。 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。 TMN 是國(guó)際電信聯(lián)盟 ITU— T專門為電信網(wǎng)絡(luò)管理而制定的若干建 議 書，主要是為了適應(yīng)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(shè)的 問(wèn)題。 TMN 網(wǎng)管開發(fā)平臺(tái)作為開發(fā)基礎(chǔ) 。網(wǎng)管系統(tǒng)互聯(lián)組成網(wǎng)管網(wǎng)絡(luò)這一點(diǎn)是不言而喻的。網(wǎng)管系統(tǒng)通過(guò)協(xié)議適配器這樣的網(wǎng)管部件，將通信設(shè)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(biāo)準(zhǔn)接口，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)管對(duì)通信設(shè)備的接入。 。 。界面是表示一個(gè)系統(tǒng)的窗口，界面的優(yōu)劣直接影響人們對(duì)系統(tǒng)的第一印象，影響人們對(duì)系統(tǒng)的使用。在完成監(jiān)控功能方面，監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性能、準(zhǔn)確程度都較復(fù)雜的網(wǎng)管系統(tǒng)要高。真正的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)應(yīng)包括以下各個(gè)層次： 2020屆電氣工程及其自動(dòng)化畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 網(wǎng)元數(shù)據(jù)采集層：網(wǎng)元 (設(shè)備 )的數(shù)據(jù)接入、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 網(wǎng)絡(luò)管理層：在網(wǎng)元管理的基礎(chǔ)上增加對(duì)網(wǎng)元之間的關(guān)系、網(wǎng)絡(luò)組成的管理。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(jì)；服務(wù)的記錄和費(fèi)用的管理。其功能包括：日志記錄，派工維護(hù)記錄，停役、維護(hù)計(jì)劃，網(wǎng)絡(luò)發(fā)展規(guī)劃等。 配置管理：建立和調(diào)整網(wǎng)絡(luò)的物理、邏輯資源配置；網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D形的顯示，包括反映每期工程后網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞难葑?；增加或刪除網(wǎng)絡(luò)中的物理設(shè)備；增加或刪除網(wǎng)絡(luò)中的傳輸鏈路；設(shè)置和監(jiān)視環(huán)回，以實(shí)施相關(guān)性能指標(biāo)的測(cè)試。 數(shù)據(jù)服務(wù)器：是網(wǎng)管管理信息數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)載體，用于存儲(chǔ)和處理管理信息。 協(xié)議適配器：完成網(wǎng)管系統(tǒng)與被管理設(shè)備之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換。 網(wǎng)管核心模塊包括管理信息服務(wù)模塊、管理信息協(xié)議接口及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)； 通信調(diào)度應(yīng)用平臺(tái)包括系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)視、運(yùn)行管理、設(shè)備操作、圖形調(diào)用、數(shù)據(jù)查詢等功能。 34 2020屆電氣工程及其自動(dòng)化畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 第 5 章 光纖網(wǎng)的保護(hù)與恢復(fù) 當(dāng)光纖網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)，受影響的業(yè)務(wù)能自動(dòng)切換到備用設(shè)施上繼續(xù)進(jìn)行，這個(gè)就是光網(wǎng)的保護(hù)和恢復(fù)功能， “ 保護(hù) ” 是指使用某一指定的備用資源來(lái)傳送本來(lái)由一個(gè)已經(jīng)出現(xiàn)故障的資源所承載的業(yè)務(wù)。 光纖網(wǎng)的線性保護(hù)與恢復(fù) 線性保護(hù)是光網(wǎng)保護(hù)中最敏捷的一種方式。這些線路終端之間可能存在其他設(shè)備，但是這些中間設(shè)備的操作必須本質(zhì)上是透明的。在發(fā)送者和接受者之間不需要任何協(xié)調(diào)。 工作線路由一對(duì)雙向光纖組成 兩條光纖上傳 工作線路 1 輸相同的信號(hào) 兩條光纖上傳 保護(hù)線路 1 輸相同的信號(hào) 保護(hù)線路有一對(duì)光纖組 圖 雙向 1+1 保護(hù) 網(wǎng)元A 網(wǎng)元B 40 2020屆電氣工程及其自動(dòng)化畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 41 結(jié) 論 為滿足智能電網(wǎng)各個(gè)環(huán)節(jié)的通信需求， 在現(xiàn)有電力通信網(wǎng)的基礎(chǔ)上，應(yīng)統(tǒng)籌規(guī)劃，整合資源，完善主網(wǎng)架， 分層建設(shè)并完善配用電通信網(wǎng)；同時(shí)，同期建設(shè)先進(jìn)的電力