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通信支撑电网智能化

中国电科院信息与通信研究所

李建岐

2011年4月6日

内容提纲

1、电力通信现状

2、电网智能化的通信需求

3、通信支撑电网智能化

4、解决方案

5、技术发展趋势

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1.1 电力通信的地位

电力通信是为电力工业提供保障的重要基础设施

电力工业是国民经济的重要基础产业

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1.2 电力通信网架构

骨干通信网

终端接入网

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1.3 通信系统

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1.4 公司通信网现状

经过多年建设，国网公司骨干通信网基本建成了覆盖各级电网主网架、满足电网安全稳定运行需要的“三纵四横”通信传输网。光缆总长度近40万公里，基本覆盖各级变电站

实现了传输媒介光纤化，业务承载网络化，运行监视和管理正在逐步实现信息化和自动化。

配网通信系统的建设综合利用光纤、无线、电力线通信等多种方式，通信网规模小，覆盖率低（不到15%）。
用户侧通信方面，建设用电信息采集通信系统，在部分城市开展了用户宽带接入试点工作，尚未形成具有电力特色的服务模式。

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1.5 技术水平

传输媒介光纤化。公司主干通信网络已100％数字化，形成了以光纤通信为主，微波、卫星、电力线载波等多种通信技术并存的骨干传输网；
业务应用IP化。建成了以IP技术和MPLS技术为主的数据通信网，实现了数据业务逐步向IP化的过渡；
技术体制互补化。因地制宜采用电力线载波、VSAT卫星通信技术做为补充。
管理信息多媒体化。在通信传输平台上建成了调度交换、行政电话、会议电视等多个业务系统，为电网生产和企业管理提供了较为丰富的语音、视频服务。

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1.6主要问题

通信网架结构由一次网主导，存在薄弱环节，不随一次的通信网“填平补齐”项目，单独立项及停电施工困难。

电网系统复杂度增加

近年来公司加快发展，“十一五”规划考虑的通信容量储备余度消耗很快，部分区段已经或接近饱和。

部分通道重载，承载多条重要线路的保护安控，多年不能安排通信设备停运检修。

配用电环节通信能力亟待加强，公共平台建设和管理机制尚未形成，地市及以下通信专业化管理力度不够。

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2.1智能电网通信战略需求

优化骨干通信网，提高网络资源利用率；
扩充通信系统容量,解决信息传输瓶颈问题；
建立灵活互动的配用电通信体系，提升配用电通信服务能力；
延伸到户，实现“多网融合”，拓展电网服务范围，提升资源共享能力。

2.2智能电网通信新需求

发电、变电、调度环节：主要为固定生产场所，现有电力通信网已有较强支撑能力，通信需求主要是量变，只需在现有网络基础上继续强化、优化、完善，重点向低电压等级变电站、新能源发电站等扩展延伸；

输电环节：设施固定，但线路很长，需支持沿途监视、监测、远方控制、作业联络等新要求，提供无线与光纤相结合、固定与移动相结合的新型通信解决方案；

配电、用电环节：通信需求变化较大，需要对有自动化需求的配电装置，对集中抄表装置等实现无缝隙通信覆盖，需采取无源光网、固定无线、移动无线、PLC等多种方式，结合“电力光纤到户”战略，新建通信接入网。

2.3通信对智能电网业务支撑

3.1发电的通信支撑

发电厂通信可分为本地监控和外联通信，支撑发电厂的运行、控制和管理，强化多种电源支撑能力，提升机网协调水平，保障系统安全稳定，推进资源优化配置。

支撑电厂本地监控

采用现场总线、工业以太网、宽带无线局域网等通信技术，承载火电厂机组、风力发电厂风机、太阳能光伏电源现场监控数据的传输和交换，确保机组稳定、高效、可靠性运行。

支持新能源功率监测和接入

通过电力光纤传输网与太阳能和风电厂建立远程通信，实现与电力系统的互联，对电厂新能源进行远程实时在线的监测、信息交流和控制。

支持水库智能调度

水电厂的远程监视与控制，实现水库智能在线调度和风险分析，提高水能利用率

3.2输电环节的通信支撑

通过通信的手段将分布在输电线和电力线走廊上的各种监测信息传送到电力公司，实现集中监测的功能，建立覆盖输电各专业共享的网络化信息平台，实现线路资产全寿命管理，为线路勘测数字化、设计可视化、移交电子化、运行状态化、信息标准化、应用网络化提供强健的支撑。

支持输电线路远程状态监测

通过短距离无线、远程无线或光纤通信，建立实时在线监测系统，实现输电线路气象、导线温度、弧垂、覆冰、风偏、振动、杆塔振动、绝缘子污秽等状态监测。支撑线路风险评估、故障诊断等应用，支持线路运行状态的可控、能控和在控。

支持线路综合防灾与安全保障信息体系的建立

通过远程视频监测，将冰冻雨雪、地震等自然灾害纳入监测、分析、预报管理，实现应急现场监测、灾害预警与应急演练分析，提高综合防灾与安全保障能力

3.3智能变电站的通信支撑

通信系统为变电站自动化系统的各种功能提供信息传输与交换的平台，支撑站内变电设备状态的运行监控、保护、自动化、计量等业务；远程通信支撑变电站的运动、调度、安稳保护、远程视频监视管理等。

支持智能变电站的信息采集

由于更多设备具有自我状态监测功能，智能变电站通信网的覆盖范围将更广，通信节点将更多，数据量将更大。

智能变电站通信要求

由于一些操作通过智能代理实现，各种操作的动作时间更快，对变电站通信网的实时性、互操作性、可靠性要求更高。

站内通信网的光纤化、数字化、网络化

采用具有网络标准、开放性好、高速率、传输容量大的工业级以太网技术，构建环形总线或星形交换式双路由网络。

站外联络通信的宽带、高速化

扩容、增强、优化外联光纤传输网，支撑变电站可视化管理、输电线路远程监视信息、地区配用电采集信息、调度信息化等会聚信息的转接、传输。

3.4智能配电的通信支撑

以光通信(无源光EPON和工业以太网)为主干技术，中压载波、无线专网（光载无线）和无线公网为辅助手段，多种通信技术相结合，形成安全、可靠、多点、实时的智能电网通信信息网络。实现配电网能量流、信息流、业务流的双向运作与高度整合，构建具备集成、互动、自愈、兼容、优化等特征的智能配电系统，使配电网网架坚强、网络智能。

支撑配电自动化系统的建设

采用多级分布式结构，综合利用多种通信技术的复合，构建一体化通信平台，具有统一网管功能，解决配网覆盖面广、多点、分散的终端信息采集与监控的难题。

支持微电网接入

满足分布式电源、储能系统接入的信息通信要求，支持智能配电网的运行、实时监控和灵活高效管理。

支持配电网可视化智能监视和末端电源质量监测

构建基于IP技术体制的宽带、高速网络，支持包括语音、图像、视频等全业务数据的灵活接入，满足各种业务的QoS要求。