【正文】 ................................................. 75 配網(wǎng)通信平臺總結(jié) .................................................................................... 78 配網(wǎng)通信平臺電源系統(tǒng) . .............................................................................. 81 工作電源三種解決方案比較 .................................................................... 81 備用電源的選擇 ........................................................................................ 83 設(shè)備安裝 ................................................................................................................ 84 第 8章 配網(wǎng)通信建設(shè)與投資分析 .................................................................................... 85 各類配套通信方式的建設(shè)投資分析 .................................................................... 85 光纖通信方式 ............................................................................................ 85 載波通信方式 ............................................................................................ 85 無線通信方式 ............................................................................................ 86 地區(qū)配網(wǎng)通信建設(shè)的建議 .................................................................................... 87 通信技術(shù)選擇 ............................................................................................ 87 配網(wǎng)通信投資 .............................................................................. 87 廣東電網(wǎng)公司 配網(wǎng)通信建設(shè)模式專題研究 1 第 1章 概述 研究背景和意義 配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)向用戶供電的最后的一個(gè)環(huán)節(jié)， 覆蓋面廣，涉及千家萬戶，配 電系統(tǒng)出現(xiàn)故障幾率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于高壓輸電網(wǎng)。同時(shí)，配網(wǎng)自動(dòng)化與 配網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，配電網(wǎng)的一次設(shè)備緊密相關(guān)，配網(wǎng)設(shè)備落后，結(jié)構(gòu)不合理，缺乏通 信手段，都是實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化的最大難題。采用什么樣的媒介進(jìn)行信息的傳遞，不同 的通信方式各自適合什么樣的情況，在作配網(wǎng)規(guī)劃時(shí)，應(yīng)作系統(tǒng)的統(tǒng)籌與安排。 研究內(nèi)容 本研究項(xiàng)目結(jié)合廣東省電力系統(tǒng)的情況，針對廣東各地區(qū)不同配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和通信 資源情況，重點(diǎn)分析目前有應(yīng)用的主要通信技術(shù) — 光纖、載波、無線等，探討適用于 配網(wǎng)自動(dòng)化的通信技術(shù)，并給出配網(wǎng)通信平臺的建設(shè)性方案。 根據(jù)各地區(qū)的 10kV或 35kV線路的規(guī)模涉及 其線路回?cái)?shù)以及架空、電纜線路長度、 電纜化率的統(tǒng)計(jì)，并根據(jù)南方電網(wǎng)公司對配電網(wǎng)供電區(qū)域的分類，廣東各地區(qū)的配電 網(wǎng)可分為大、中、小型的地區(qū)配電網(wǎng)，不同規(guī)模的配電網(wǎng)可以細(xì)分成其 AE等多類的 供電區(qū)，其規(guī)模具有以下特點(diǎn)： 1. A類供電區(qū)：該類供電區(qū)電纜化率極高（ ＝ 80%），一般位于市中心城區(qū)。 2. B類供電區(qū)：該類供電區(qū)電纜化率較高（一般 50%），但低于 A區(qū)，一般地處 市區(qū)，空間資源有限。隨著負(fù)荷的增長和城市 的發(fā)展，部分架空線將逐步改造為地下電纜，未來電纜化率將大幅提高。 主網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀 廣東電網(wǎng)公司電力系統(tǒng)調(diào)度管理關(guān)系分為三級：電網(wǎng)公司（?。?— 地區(qū) — 縣 (含 縣級市 )。形成 “ 以光纖為主，微波、載波為輔 ” 的通信方式，通信網(wǎng)從窄帶已經(jīng)過渡到寬帶化、管理運(yùn)行從人工化變?yōu)橹悄芑?、業(yè)務(wù) 功能從單一化向多功能綜合化方向發(fā)展和邁進(jìn)。城區(qū)的 10kV電 纜環(huán)網(wǎng)柜多數(shù)均安裝有故障指示器，可幫助判斷故障所在區(qū)域，但并無信號回傳功能。 生產(chǎn)控制大區(qū)主要分為：配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)、電力負(fù)荷管理系統(tǒng)、低頻抵壓減負(fù)荷裝 置等；管理信息大區(qū)包括用戶集中抄表系統(tǒng)、配電管理系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、電力營 銷管理信息 系統(tǒng)、 95598客戶服務(wù)系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)等。 廣東電網(wǎng)公司 配網(wǎng)通信建設(shè)模式專題研究 7 公眾通信網(wǎng) GPRS/CDMA TDSCDMA/WIMAX **供電局配電自動(dòng)化 主站系統(tǒng) 越秀監(jiān)控管 理分站 天河 監(jiān)控管 理分站 番禺監(jiān)控管 理分站 終端 終端 終端 高級階段 根據(jù)自動(dòng)化規(guī)劃，今后配網(wǎng)將進(jìn)一步實(shí)現(xiàn) “ 三遙 ” ，即在原有遙信、遙測的基礎(chǔ) 上增加遙控信號。其余有條件的根據(jù)實(shí)際情 況逐步 改造，采用自建無線通信、光纜、配電載波等通信方式建設(shè)到高級階段。 （ 2） 經(jīng)濟(jì)性 信息采集點(diǎn)面廣量大，所以應(yīng)保證通信系統(tǒng)的投資不能太大，以免影響配電故障 信息應(yīng)可優(yōu)先、快速地傳輸。如柱上開關(guān)狀態(tài)的采集與控制。采用分層分布式組織結(jié) 構(gòu)，混合使用多種通信手段可以更好地滿足配電系統(tǒng)自動(dòng)化的通信需求。 其他業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)：包括計(jì)量、電能質(zhì)量等。 ? 通信的實(shí)時(shí)性 配電網(wǎng)自動(dòng)化的重要功能就是能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行并進(jìn)行在線分析，實(shí)時(shí)性對 通信傳輸速率提出了較高的要求。 ? 通信的雙向性 對主站來說，不僅向終端下發(fā)控制命令，也需接收終端上傳的數(shù)據(jù)，配電自動(dòng)化 系統(tǒng)中的各項(xiàng)功能均要求雙向通信，如故障區(qū)段隔離和恢復(fù)正常區(qū)域供電的功能，遠(yuǎn) 方的 FTU必須能向主站上報(bào)故障信息以供主站確定故障 區(qū)段，主站必須再向 FTU下達(dá) 控制命令，才能實(shí)現(xiàn)故障區(qū)段隔離和恢復(fù)非故障線路的正常供電。 ? 業(yè)務(wù)種類繁多 配網(wǎng)主站層包括配網(wǎng) SCADA、 GIS、負(fù)荷控制管理、遠(yuǎn) 程抄表等眾多子功能系統(tǒng)。 ? 成本因素 包括建設(shè)投資，運(yùn)行、維護(hù)和使用成本。 廣東電網(wǎng)公司 配網(wǎng)通信建設(shè)模式專題研究 13 表 32 廣州供電局配網(wǎng)自動(dòng)化業(yè)務(wù)對通信要求 數(shù)據(jù)類型 數(shù)據(jù)流量（單個(gè)開關(guān)）實(shí)時(shí)性要求 可靠性 帶寬要求 安全要求 遙 信 量 開關(guān)狀態(tài) 數(shù)據(jù)流量很小 5秒鐘變位信息 傳送到主站，特 殊通道（ GPRS） 可以放寬到 10秒 遙信動(dòng)作正 確率 高 ％ 幾十字節(jié) 弱 /可以通過公網(wǎng)傳 輸 故障指示器信息 開關(guān)儲能信號 SF6開關(guān)壓力信號 事故跳閘信號 保護(hù)動(dòng)作信號和異常信 號 終端狀態(tài)信號 通信狀態(tài)信號 遙 測 量 電壓（模擬） 通道上的數(shù)據(jù)包括全 數(shù)據(jù)、對鐘數(shù)據(jù)、變 位遙信數(shù)據(jù)、變化遙 測數(shù)據(jù)等，數(shù)據(jù)流量 很大 變化遙測 5~15秒 傳送到主站 遙測合格率 ≥98% K級別 弱 /可以通過公網(wǎng)傳 輸 電流（模擬） 有功功率（模擬） 無功功率（模擬） 功率因數(shù)（模擬，可選） 溫度（模擬） 廣東電網(wǎng)公司 配網(wǎng)通信建設(shè)模式專題研究 14 瓦斯氣體壓力（模擬） 頻率（模擬，可選） 電能量（數(shù)字量） 標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘接收輸出（數(shù)字 量） 遙 控 量 開關(guān)分合閘 控制命令，數(shù)據(jù)流量 較小 遙 控命令一般在 5秒內(nèi)完成，特殊 通道可以放寬到 15秒 可靠，遙控正 確率 ％ 精確，遙控綜 合誤差 ≤ % 幾十字節(jié) 控制命令需要安全 的通道保證 閉鎖控制功能 保護(hù)及重合閘遠(yuǎn)方投停 （可選） 保護(hù)定值遠(yuǎn)方設(shè)置（可 選） 廣東電網(wǎng)公司 配網(wǎng)通信建設(shè)模式專題研究 15 通信帶寬計(jì)算 單個(gè)終端通信帶寬 1）遙信量。若采用 TCP/IP 數(shù)據(jù)包傳送，需要將以上的數(shù)據(jù)封裝的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的 IP數(shù)據(jù)包中，共需要包頭約 20 個(gè)字節(jié)。 通信子站通信帶寬 設(shè)地區(qū)供電局把配電網(wǎng)通信子站設(shè)置在一個(gè) 110kV變電站。 通信速率的估計(jì)公式為： （ 60＋ 160＋ 400） （ ） =174592bit/s≈。 表 33 配網(wǎng)自動(dòng)化業(yè)務(wù)的通信可靠性要求 信號類型 可靠性 正確率 遙信信息 遙信信號通信可用性 ≧ % 依靠 TCP/IP協(xié)議協(xié)議，要求數(shù)據(jù) 正確率為 100% 遙測信息 遙測信號通信可用性 ≧ 98% 依靠 TCP/IP協(xié)議協(xié)議，要求數(shù)據(jù) 正確率為 100% 遙控信息 遙測信號通信正確率為 ≧ % 依靠 TCP/IP協(xié)議協(xié)議，要求數(shù)據(jù) 正確率為 100% 業(yè)務(wù)安全性要求 根據(jù)《電力二次系統(tǒng)安全防護(hù)規(guī)定》（電監(jiān)會(huì) 5號令）及《電力二次系統(tǒng)安 全防護(hù)總體方案》電監(jiān)會(huì) [2020]34號文的要求，電力二次系統(tǒng)安全防護(hù)工作應(yīng)堅(jiān) 持安全分區(qū)、網(wǎng)絡(luò)專用、橫向隔離、縱向認(rèn)證的原則。 表 34 配電二次系統(tǒng)的邏輯接口 根據(jù)以上描述，配網(wǎng)通信要求遵從以下幾點(diǎn)： a) 配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng) 的 “ 遙控 ” 功能必須使用生產(chǎn)控制大區(qū)的專用網(wǎng)絡(luò)通道。 廣東電網(wǎng)公司 配網(wǎng)通信建設(shè)模式專題研究 18 通信規(guī)約要求 通信規(guī)約的基本要求 配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)采集的信息具有信息點(diǎn)分散，量大，種類繁多等特點(diǎn)，對于 通信規(guī)約的基本要求： 畈 數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾裕? 畈 時(shí)間響應(yīng)的快速性； 畈 不同數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?yōu)先級和不同的響應(yīng)時(shí)間。由于數(shù)據(jù)報(bào)文在網(wǎng)絡(luò)中傳輸時(shí) 延的不確定性等原因， IEC制定了 104規(guī)約，此規(guī)約將 101規(guī)約的應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù) 單元采用 TCP/IP網(wǎng)絡(luò)傳輸。前者采用 RS232或者 RS485接口， 后者采用 TCP/IP網(wǎng)絡(luò)接口。但在應(yīng)用中明顯存在如下問題：帶寬不能適應(yīng)新 業(yè)務(wù)發(fā)展和增長，一般常采用的是 2M的光 modem；不能組建透明互操作的多級 網(wǎng)絡(luò)；系統(tǒng)不能平滑的升級；由于設(shè)備廠家多，無法實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理與維護(hù)，故障 率比較大。作為試點(diǎn)， 選擇 22 個(gè)配電專用變安裝 GPRS 通信方式的 TTU。 3) 綜合業(yè)務(wù)接入傳輸設(shè)備 茂名 2020年實(shí)施的配網(wǎng)改造項(xiàng)目，采用綜合業(yè)務(wù)接入傳輸設(shè)備進(jìn)行配網(wǎng)通 廣東電網(wǎng)公司 配 網(wǎng)通信建設(shè)模式專題研究 20 信系統(tǒng)建設(shè)的方案，該方案利用綜合業(yè)務(wù)接入傳輸設(shè)備豐富的業(yè)務(wù)接口，如 IP 接口、 RS485串行接口、 64k或 2M專線接口、模擬電話接口等，利用自帶來 155M 或 622M光傳輸接口組成環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，形成獨(dú)立的光纖接入網(wǎng)，并配有統(tǒng)一的通信 網(wǎng)管。 ? 采用純以太網(wǎng)接口的工業(yè)以太網(wǎng)設(shè)備 如北京奧運(yùn)配網(wǎng)、廣州和深圳配網(wǎng)一期工程在光纖可以利用或方便建設(shè)的中 心地區(qū)均有采用純以太網(wǎng)接口的工業(yè)以太網(wǎng)設(shè)備，組成獨(dú)立的光纖以太