【正文】 在物理層，工業(yè)以太網交換機類似于 SDH 同步數(shù)字序列，一束 光完成一條線路的信號傳送。要建設一個高品質的智能配電網，必須采用可靠的通信技術。 通信系統(tǒng)作為配電自動化系統(tǒng)正常運作的前提，是至關重要的。 (3)優(yōu)化了網絡性能。 采用 VLAN 技術的全交換局域網與傳統(tǒng)的局域網相比，有下面三個方面的 優(yōu)點 : (1)隔離網絡廣播風暴。 (2)基于 MAC 地址的 VLAN。 從上面的分析可以看出 VLAN 和組播都比廣播方式網絡流量要少，組播技術后文將詳細介紹， VLAN 技術減少不同 VID 之間的數(shù)據(jù)交換，把數(shù)據(jù)交換限制在同一個 VID 中。圖 為 VLAN 和組播減少網絡負荷的原理圖，當節(jié)點 1 向節(jié)點 2 和節(jié)點 5 分別發(fā)送消息時， VALN 和組播減輕網絡負載的區(qū)別如下： 圖 VLAN 和組播減少網絡負荷原理 (1)廣播：結點 1 2， 1 5，總流量：（ a+b+c+d+e+f+g） *2。為了減少網絡流量本章采用虛擬局域網 VLAN 技術、組播技術。傳播時延 tz是指發(fā)送節(jié)點在傳輸鏈路上發(fā)送第 1個比特 時刻至該比特到達接收節(jié)點的時延，傳播時延取決于傳輸距離和傳播速度，若記傳輸距離為 d（單位為 m），傳播速度為 v（單位為 m/s），則傳播時延為： tz＝ d/v。 (3)網絡傳輸時延 t2： GOOSE 報文從 IEDA GOOSE處理發(fā)送器到 IEDB 的 GOOSE報文處理接收器的所需全部時間。 要保證 GOOSE 報文實時性需求，首先必須了解 GOOSE 報文端對端發(fā)送接收時，所產生的時延構成，通過分析其特點和組成要素，找出盡量降低延時的措施。 ? ? 748 / ??? ??? PK sMBmsmsN ，終端總數(shù) 56 ? ? 1915188 / ??? ??? P sMBmsmsN ，終端總數(shù) 152 通過以上的時延及帶寬計算我們可以看出 EPON 技術在實時性上滿足分布式控制的要求。根據(jù)這一關系式，可以由規(guī)定的時延限定值 限T 來計算終端可接的數(shù)量，根據(jù)不同的要求來進行工程設計。設 OLT下接了 N個 ONU，每個 ONU下接 L 個終端，每個終端發(fā)送報文長度最大為 I 字節(jié)，終端報文的優(yōu)先級均設為最高。設上行幀周期為Q ，若 緩沖區(qū)數(shù)據(jù)到達時，前一次申請消息已經發(fā)送，則 ONU1需要等待時間 Q 才能向 OLT發(fā)送本次請求 REPORT，然后請求消息經光纖傳輸?shù)?OTL， OTL 發(fā)送授權經光纖傳輸?shù)絆NU1， ONU1 收到授權后在分配的時隙發(fā)送數(shù)據(jù)，此時距離上個上行幀時間為 Q ，數(shù)據(jù)傳輸?shù)?OLT,經 OLT 的處理轉發(fā)后通過光纖傳輸?shù)?ONU2。 工業(yè)以太網交換機技術的延時技術 EPON 通信技術 在配電網分布式控制中，對終端開關狀態(tài)的監(jiān)控及控制報文的下發(fā)時延有很高的要求，下面對 EPON 技 術用于配電網分布控制中的時延及帶寬分配進行分析。如圖 2 所示為配電網分布式控制工業(yè)以太網交換機解決方案示意圖。饋線自動化的作用一般包括：在正常狀態(tài)下，實時監(jiān)測饋線的電壓、電流、 有功功率、無功功率等參數(shù)以及開關設備的運行狀態(tài)，實現(xiàn)線路開關的分合閘操作，通過網絡重構達到負荷平衡化和降低線損的目的。集中式 FA 需要建立有效而可靠的通信網絡，對主站或從站的依賴性強， FTU 等采集裝置必須配備儲能電 池。系統(tǒng)的基 本步驟可分為故障定位、故障隔離、非故障區(qū)恢復供電和配電網絡重構四個部分。 ? 支持告警管理、故障預警、快速準確的故障定位、遠程故障處理、終端設備快速更換。 ? 支持圖形化的界面，支持手拉手拓撲結構的自動生成，可靈活定義手拉手保護組。管理網段可能超過數(shù)十個，因此上層的交換機或者路由器設備需支持數(shù)十條的路由表項。因此，要求 SDH 至少能提供超過 15Mbps的帶寬。以配網自動化業(yè)務為例計算帶寬模型。 為保證通信的可靠，配網自動化通信接入一般選用手拉手組網，就一條手拉手鏈路而言，通常將鏈路上連接的兩個 OLT 放于一個或兩個變電站，每個 OLT 的 PON 口下掛一條通信鏈，每條通信 鏈通過 1*2 分光器進行不等分分光，光功率分配較少的一端接 ONU，較多的一端接下一級不等分分光器，依次連接下去，而每個 ONU 通過雙 PON 口連到兩個 OLT 的PON 口上。其中子站層可處理業(yè)務，也可只完成通信轉發(fā)任務，在較小的配網自動化系統(tǒng)中，子站層可忽略。該方案可大大提高用電信息采集的實時性、可靠性和效率。 （ 3） 右側，電能表經 RS485 總線上聯(lián)至采集器，由采集器進行一 次匯聚，再通過 PLC上聯(lián)至集中器，又經過一次匯聚，最終集中器通過 FE 接口與 ONU 相連，用電信息進入到 EPON 系統(tǒng)。 EPON 用電信息采集解決方案 圖 2 所示為用電信息采集解決方案示意圖。 為了進一步提高安全性、可靠性，重要站點可以采用 2 個 OLT 各出 1 個 PON口組成手拉手雙鏈的保護方式，如圖 1 的中間部分。 OLT 放置在變電站。 ? EPON 支 持星型、樹型、鏈型、環(huán)型以及混合型等各種靈活組網，適應各種網絡拓撲，并提供 typeD、手拉手全保護方式，實現(xiàn) ONU 的雙歸屬，保護 OLT 設備、主干光纖、分光器、分支光纖、 PON 端口，進一步提高網絡的安全性、可靠性，使整個通信系統(tǒng)具備抗單點和多點故障能力。 （ 2） EPON 采用點到多點技術，終端到終端之間為并聯(lián)關系，且在光傳輸途中不需要電源，沒有電子部件，容易鋪設，節(jié)約長期維護成本和管理成本。最重要一點就是它基于工業(yè)現(xiàn)場而設計的網絡設備。 (3)系統(tǒng)技術指標得到很大提高：饋線故障隔離時間以及非故障區(qū)段恢復供電時間是調配自動化系統(tǒng)的兩個比較關鍵的指標，這兩個指標主要取決于系統(tǒng)的通信，因此通信速度、通信質量的顯著提高能夠大大縮短隔離時間和恢復時間。 ? 商用以太網交換機 商用光纖以太網方式是在充分調研的基礎上，借鑒了以太網絡的通信模式，結合配電網終端的現(xiàn)狀與未來發(fā)展趨勢所提出的一種站端通信方式。電流差動保護、新 EMS系統(tǒng)等新的電網控制技術得以廣泛推廣。 從國內外電網通信建設的趨勢來看 , 基本都在向光纖通信發(fā)展 , 而且目前的光纜在技術和性能上已經非常穩(wěn)定 , 采用光纖傳輸在技術上已經成熟 , 是建立大容量、高質量、高速的電力信息網的最佳選擇。有效覆蓋徑約有幾十公里，可以覆蓋一個城市或一定的區(qū)域。 McWiLL 系統(tǒng)是完全基于 IP 分組交換的寬帶無線系統(tǒng)，采用宏蜂窩網絡結構，覆蓋半徑可達 10～ 50km，典型市內覆蓋半徑 1～ 3km，可以實現(xiàn)真正意義上的非視距傳輸。 1 與 的技術比較 技術參數(shù) 子載波數(shù) 256(OFDM)/2048(OFDMA) 256(OFDM)/12 51 1022048(OFDMA) 帶寬 ~20MHz ~20MHz 技術參數(shù) (MHz) 頻段 2~11GHz 6GHz 雙工方式 FDD/TDD FDD/TDD 移動性 固定 游牧，中低車速 峰值速率 75Mbps(20MHz)等 15Mbps(5MHz)， 30Mbps(10MHz)等 調制方式 QPSK， 16QAM， 64QAM 信道編碼 卷積碼、塊 Turbo 碼、卷積 Turbo 碼、 LDPC 碼 鏈路自適應 AMC、功率控 制、 HARQ 小區(qū)切換 不支持 支持 增強性技術 智能天線、空時碼、空分多址、宏分集 (16e)、 Mesh 網絡拓撲 接入控制 主動帶寬分配、輪詢、競爭接入相結合 QoS 支持 4 種 QoS 等級： UGS， RtPS， NrtPS， BE 省電模式 不支持 支持空閑 (Idle)、睡眠模式 ? McWiLL 技術 McWiLL（ MultiCarrier Wireless Information Local Loop，多載波無線信息本地環(huán)路）是國內北京信威通信技術股份有限公司自主研發(fā)的移動寬帶無線接入（ BWA）系 統(tǒng)。 WiMAX 作為城域網接入手段， 主要適用于無線傳輸和中小型企業(yè)接入， 主要適用于家庭接入和個人終端接入，支持數(shù)據(jù)、語 音和視頻等業(yè)務，可與 2G、 3G、 WLL、 WLAN、 NGN等網絡混合組網。 標準系列包括多個標準，支持固定寬帶無線接入系統(tǒng)空中接口標準 IEEE ，支持移動寬帶無線接入系統(tǒng)空中接口標準 ，還有正在討論 的 。由于我國的電網在傳輸數(shù)據(jù)過程中，經常會受無線電信號、電磁信號、脈沖信號的干擾，導致傳輸數(shù)據(jù)錯碼、丟碼的情況，造成數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕Y果與原表數(shù)據(jù)的誤差。 (1)485 總線抄表 :施工布線工作量大，網線易受人為破壞，線路損壞后，故障點不易查找，易受雷擊和過電壓的影 響，傳輸距離短，網線長度不超過 1200m。數(shù)據(jù)業(yè)務和語音業(yè)務的切換有自動和手動兩種方式，具體形式依據(jù)不同終端而定。 ⑤按流量計費。接入時間短， GPRS接入等待時間短，可快速建立連接，平均耗時為兩秒。 ②高速傳輸。利用 GPRS 組網，滿足建設速度快，質量高的要求。 GPRS 允許用戶在端到端分組轉移模式下發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，而不需要利用電路交換模式的網絡資源。由于 GPRS 通信網絡實現(xiàn)了聯(lián)網和漫游，使得利用網絡傳輸數(shù)據(jù)無須再組建專用通信網絡。利用電纜屏蔽層作為耦合導體的，將磁環(huán)套在地埋絕緣電纜上 ,電纜屏蔽層和大地構成信號回路傳 輸載波信號，這種間接耦合方式的耦合裝置與高壓電力線間無需直接連接，耦合裝置體積小、安全可靠、可不斷電安裝。 電力系統(tǒng)中幾種主流的通信技術與特點 2. 載波通信技術 電力線載波通信（ Power Line Carrier）是電力系統(tǒng)通信的一種主要方式，它始于二十世 紀三十年代，至今仍為高壓線路的主要通信方式之一，其原理是將信號按一定方式調制后，利用相應的耦合設備注入輸電線，利用現(xiàn)有的輸電線傳遞信息。通信通道中斷要求立即響應，必須立即處理。這些變化對電力通信提出了更加嚴格的要求。 （ 6）經濟性：由于配電網覆蓋面積大，終端站點數(shù)量眾多，地理位置相對分散等特點，通信技術、設備的選擇應 配電網方面，配電網自動化系統(tǒng)遙信、遙測、遙控