综合自动化通信系统

综合自动化通信系统（通用12篇）

综合自动化通信系统 篇1

摘要：本文从牵引变电所综合自动化通信系统现状出发, 阐述了在变电所通信系统中, 可以在使用光纤有线通道的基础上, 结合目前我国主流的移动通信技术, 使通信系统传输数据更加具有实时性、准确性、可靠性, 更好地服务于牵引变电所综合自动化系统。

关键词：牵引变电所,通信系统,光纤,无线通信

高速铁路的快速发展对供电可靠性提出了更高要求, 牵引变电所作为牵引供电系统的心脏, 完善的综合自动化系统是可靠供电的重要保证。系统自动化程度的重要标志是通信是否符合自动化的要求, 它起着设备与自动化联络纽带的作用, 担负着信息的处理、命令的发送和返回以及所有数据的传递。因此, 通信系统的实时性、准确性、可靠性至关重要。本文对牵引变电所的通信系统进行了研究, 并提出了优化建议。

1 牵引变电所综合自动化系统通信系统现状

变电所综合自动化系统的数据通信包括两个方面, 一方面是综合自动化系统内部各子系统间的信息交换, 另一方面是变电所与远方控制中心的通信。目前牵引变电所自动化系统的通信系统, 存在通信方式和通信协议多样性、通信媒介多以屏蔽电缆为主、通信设备没有备用等问题。

2 牵引变电所综合自动化系统通信系统优化

2.1 牵引变电所综合自动化系统的通信要求

(1) 快速的实时响应能力。

(2) 很高的可靠性。

(3) 很强的抗干扰能力。

(4) 双向通信能力。牵引变电所系统需要具备双向通信功能, 来完成数据的上传和控制命令的下达。

(5) 使用维护的易操作性和可扩展性。

2.2 优化牵引变电所综合自动化通信系统的有线信道

2.2.1 将所有电缆、网线等传输媒质更换为光纤, 以达到以下传输效果:

(1) 容许频带很宽, 传输容量很大, 传输速度快。光纤是至今为止传输速度最快的传输介质, 能轻松达到1000Mbit/s。

(2) 损耗小, 中继距离长, 适合长距离传输。

(3) 体积小、重量轻、可绕性强。

(4) 输入与输出间电气隔离好, 抗电磁干扰性能好。

(5) 泄漏小, 保密性能好, 无串音干扰。

2.2.2 光纤单网改为自愈双环结构

正常情况下, 简单的光纤单环路方式可靠性很高。数据传输需要接在环上的每一个节点, 如果某处发生故障, 容易引起通信中断, 使得整个光纤环流被破坏。采用自愈双环结构, 则可将环形网络完善, 虽然以牺牲冗余度为代价, 但这种结构具有高速率、可靠性高、抗干扰能力强、通信具有自愈能力。为了保证光纤通信的可靠性, 可采用双环通信网, 互为备用。

2.3 为牵引变电所通信系统建立无线通信应急通道

光纤通道需要庞大的建设费用、维护困难以及不便于复用和复接, 全面推广代价非常大, 尤其是一些偏远地区的通信站点, 专用光纤通信网受到很大的限制。因此, 需要建立无线通信应急通道。一但出现通信光缆故障时, 启用无线网络通道, 确保数据不因外界干扰而导致数据传输中断, 影响调度控制中心监控。

2.3.1 应用GPRS网络建立应急通道

GPRS是在GSM基础上发展起来的一种网络业务, 采用分组交换技术, 提高了资源的有效利用率, 实现了高速率数据传输。GPRS具有全双工运作, 间隙收发, 永远在线, 只有在收发数据时才占用系统资源, 以数据传输量计费等特点。GPRS网络的核心层采用IP技术, 可以实现与IP网等网的互联互通, 底层可采用多种传输技术, 这使得它较易实现点到点的、广域的无线IP连接。

除此之外, GPRS还具有以下优势:

(1) 信号覆盖范围广。

(2) 数据传送效率高。

(3) 通信质量可靠, 误码率低。

(4) 扩展性好。

(5) 设备维护上更容易实现。

(6) 支持多种协议:如X.25协议、IP协议。

(7) 系统抗干扰能力强。

当然, 应用GPRS作为应急通道也有其缺点, 比如需要采取加密措施。GPRS网络系统是在互联网中进行数据传输的, 某种程度上已经暴露给无数的网络用户, 而牵引变电所与调度控制中心的通信数据必须加密, 保证数据传输过程中安全可靠。

2.3.2 应用LTE网络建立应急通道

随着无线通信技术的发展, 各种更先进的网络不断出现。LTE网络, 它是3G的演进, 改进并增强了3G的空中接入技术, 采用OFDM和MIMO作为其无线网络演进的唯一标准。在20MHz频谱带宽下能够提供下行100Mbit/s与上行50Mbit/s的峰值速率, 有着更高的用户数据速率、系统容量, 减少了等待时间、降低了系统延迟和运营成本。全IP承载, 更易维护;能够为350Km/h高速移动用户提供>100kbps的接入服务;可以灵活配置1.25MHz到20MHz多种带宽。FDD-LTE已成为当前世界上采用的国家及地区最广泛的, 终端种类最丰富的一种4G标准。

3 结语

综上所述, 在现有的牵引变电所综合自动化系统通信系统上, 为了使通信数据传输更加具有实时性、准确性、可靠性, 可以使用光纤作为有线信道的唯一传输媒质, 并使用目前我国主流的移动通信技术建立无线通信应急通道, 以便更好地服务于牵引变电所综合自动化系统。如果能在高速铁路牵引所、亭内推广, 将能进一步保障高速铁路安全稳定运营。

参考文献

[1]钟章队等.铁路数字移动通信系统 (GSM-R) 无线网络规划与优化[M].北京:清华大学出版社, 北京交通大学出版社, 2011.

[2]龚静.配电网综合自动化技术[M].北京:机械工业出版社, 2008.

[3]周渡海, 何此昂.现场总线控制技术开发入门与应用实例[M].北京:中国电力出版社, 2010.

综合自动化通信系统 篇2

摘要：可靠的电力供应是保证现代生活方式的先决条件，随着我国经济社会持续健康发展和人民生活水平不断提高，对坚强电网建设、电网安全稳定运行、电能质量和优质服务水平提出了更高要求。如何建设自愈、优化、互动、兼容的智能配电网，进一步提升电力生产过程的自动化，提高企业信息化管理和服务水平，实现配网精益化管理是目前主要需解决的问题。本文主要讨论电网配网自动化通信系统规划。

关键词：配网自动化，通信系统，电网 正文：

一、配电自动化的定义

通常，110KV 及以下电力网络属于配电网络，配电网直接供电给用户，通过众多挂接于上面的配电变压器，将电能分配给诸用户。随着国民经济的高速发展，电力用户对电能质量和供电可靠性的要求越来越高，电压波动和短时的停电都会造成巨大的损失。因此，需要结合电网改造在配电网中实现配电自动化，以提高配电网的管理水平，为广大电力用户不间断的提供优质电能。

配电自动化（Distribution Automation，简称 DA）就是利用现代电子技术、通讯技术、计算机及网络技术，将配电网在线数据和离线数据、用户数据、电网结构数据和地理图形进行信息集成，构成完整的自动化系统，实现配电系统正常运行及事故情况下的监测、保护、控制和配电管理的现代化。配电系统自动化是配电系统运行、管理的有机组成部分。

配电自动化系统（Distribution Automation System，简称DAS)，从功能上可以分为两大部分内容，即包括基础配电自动化和配电管理层。基础配电自动化主要实现数据采集、运行工况监视和控制、故障实时处理，主要包括变电站（配电所）自动化系统、馈线自动化（Feeder Automation，简称为FA)、配电SCADA系统。配电管理层主要实现配电管理、停电管理、工程管理、电能计量管理及配电高级应用。其主要内容包括配电工作管理系统、用电管理自动化系统、配电高级应用软件（D-PAS）。

通常把从变电、配电到用电过程的监视、控制和管理的综合自动化系统，称为配电管理系统（Distribution Managerment System，简称为DMS）。

配电自动化从功能上讲应包括配电网络的数据采集与控制(SCADA)、馈线自动化(FA，即故障定位、隔离、非故障区段的恢复供电）、负荷管理/地理信息系统（AM/FM/GIS）、配电应用分析(PAS)等。配网自动化系统的特点是：信息量大；在线分析和离线管理紧密结合；应用分析和终端设备紧密结合；一次设备和二次设备紧密结合。

二、配电自动化的建设内容

配电网自动化系统的建设应包括以下五方面：配电网架规划、馈线自动化的实施、配电设备的选择、通信系统建设和配网主站建设。

1、配电网架规划

合理的配电网架是实施配电自动化的基础，配电网架规划是实施配电自动化的第一步，配电网架规划应遵循如下原则：

遵循相关标准，结合当地电网实际；

主干线路宜采用环网接线、开式运行，导线和设备应满足负荷转移的要求；

主干线路宜分段，并装设分段开关，分段主要考虑负荷密度、负荷性质和线路长度；

配电设备自身可靠，有一定的容量裕度，并具有遥控和某些智能功能。

2、配电网馈线自动化

配电网馈线自动化是配电网自动化系统的主要功能之一。配网馈线自动化是配电系统提高供电可靠性最直接、最有效的技术手段，目前供电企业考虑配网自动化系统时，首先投入的是配网馈线自动化的试点工程。

馈线自动化的主要任务是采用计算机技术、通信技术、电子技术及人工智能技术配合系统主站或独立完成配电网的故障检测、故障定位、故障隔离和网络重构。目前通过采用馈线测控终端（FTU）对配电网开关、重合器、环网柜等一次设备进行数据采集和控制。因此，FTU、通信及配电一次设备成为实现馈线自动化的关键环节。

配网馈线自动化主要功能包括：配网馈线运行状态监测；馈线故障检测；故障定位；故障隔离；馈线负荷重新优化配置（网络重构）；供电电源恢复；馈

线过负荷时系统切换操作；正常计划调度操作；馈线开关远方控制操作；统计及记录，包括开关动作次数累计、供电可靠性累计、事故记录报告、负荷记录等。

配电网馈线自动化系统与其它自动化系统关系密切，如变电站综合自动化系统、集控中心站、调度自动化系统(SCADA)、用电管理系统、AM/FM/GIS地理信息系统、MIS系统等。因此必须采用系统集成技术，实现系统之间信息高度共享，避免重复投资和系统之间数据不一致。

3、配电自动化系统的设备选择

在配电自动化系统中，配电设备应包括一次设备如配电开关等，二次设备如馈线远方终端（FTU）、配变终端单元（TTU）等，以及为一、二次设备提供操作电源和工作电源的电源设备。

实施配电自动化，必须以重合器、分段器、负荷开关等具有机电一体化特性的自动配电开关设备为基础。在架空线路上作为分段和隔离故障用的开关应该具有免维护、操作可靠、体积小和安装方便的特点，并且能适应户外严酷的环境条件。

馈线远方终端（FTU）用于采集开关的运行数据、控制开关的分合，为了达到“四遥”的功能，必须具有通信的功能。

配变终端单元（TTU）用于采集配电变压器低压侧的运行数据，控制低压电容器投切用于无功补偿，通信的实时性要求低。

4、配电自动化的通信系统

通信系统是主站系统与配电网终端设备联接的纽带，主站与终端设备间的信息交互都是通过通信系统完成，因此必须有稳定可靠的通信系统，才能实现配电自动化的功能。

配电自动化系统的通信方式有：光纤通信、电力线载波、有线电缆、无线扩频、借助公众通信网等多种。

配网自动化系统的通信具有终端设备多，单台设备的数据量小，实时性要求不同的特点，因此应因地制宜，根据当地环境和经济条件确定合理的通信系统，同时要考虑调度自动化通信系统的建设。

5、配电自动化系统的主站系统

主站是整个配电自动化系统的监控管理中心。

三、配电自动化通信系统

本文主要讨论配网自动化通信系统的规划，其他方便不作讨论。

1、配网通信网络架构

配网通信网络可分为通信主站、通信汇聚设备、通信终端三类通信节点，各类节点定义，及与配电网业务节点对应关系如下：

a)通信主站：负责将通信汇聚设备传送的信息送到配电网自动化主站系统（包含配电主站与区调分站系统），一般设置在地调或区调分局。

b)通信汇聚设备：一般设置在 110kV 或 220kV 变电站。通信汇

聚设备设备的功能：作为通信中继，负责汇聚接入层的各个通信终端的数据信息帧，并将其重组，转换为骨干层传输的数据，完成传输数据所必要的控制功能、错误检测和同步、路由选择、传输安全等功能。因此通信汇聚设备设备需要具

备支持多介质和多协议的能力。

c)通信终端站：与配电终端设置在一起，直接接收配电终端的 数据，负责传输各 10kV配电信息的通信终端站点，包括各室内开关站、配电房、带开关的户外开关箱、环网柜等。

根据配电网通信网络节点功能及配网业务流向，可将配电网通信分为主干层和接入层两层网络结构，其层次结构示意如下图所示：

各网络层次的定义如下：

a)配网通信主干层：指各通信汇聚设备与通信主站之间的通信。

b)配网通信接入层：指通信终端站与通信汇聚设备之间的通信。在通信终端站较集中的区域宜设置汇聚通信终端站，实现对附近区域通信终端站的汇聚功能。

四、、规划方案

以肇庆供电局为例。

1、主干层网络技术方案

目前，广东电网肇庆供电局已建设主干网的传输A 网、传输B 网和调度数据网。中压配电网作为输电网及高压配电网（110kv）的延伸，中压配电网主干网的建设必须依靠输电网及高压配电网（110kv）的通信网络对数据进行传输。

考虑配网通信点独立性，并结合广东电网各地供电局已有的配网自动化主干层网络现状，供电局主干层传输网优先采用全部具备MSTP功能的传输B 网承载，对不具备传输B 网的站点临时采用传输A 网（不采用光端机、光收发器作临时通道），待传输B 网完善后逐步转移。

根据肇庆地区传输 B 网现状，传输B 网使用同一厂家设备，并且所有站点设备均具备 MSTP 功能，主站与汇聚站点之间能够实现MSTP 互联互通。由配网自动化数据通信带宽分析可看出，每个通信汇聚设备带宽需求为 3.12M。现在肇庆传输网接入层带宽容量为155M，可满足配网通信需求。

每个通信汇聚设备采用一个MSTP 百兆口与汇聚交换机互联，传输带宽为N×2M（N根据归属节点数量，一般配置 2～5个）。

2、接入层网络技术方案

通信技术选择

目前，肇庆供电局已经建设的配网自动化系统接入层网络的通信方式全部采用光纤通信和无线。具体技术选择原则如下：

C类区域

1.C 类区域实现“三遥”功能的终端设备点，全部采用光纤通信方式；对于光纤不能到达或者难于建设的偏远终端节点可考虑采用载波通信方式，作为光线通信的补充；

2.C 类区域主干线路实现“二遥”功能的终端设备点(占 40%，不含架空开关)采用光纤通信方式，支路的终端设备点(占60%，不含架空开关)采用 GPRS/CDMA 等无线公网通信方式。

3.C 类区域主干线路实现“一遥”功能的终端设备点全部采用

GPRS/CDMA 等无线公网通信方式。

4.C 类区域光缆建设分三层建设，即骨干层、汇聚层和接入层，其中骨干层光缆规划 48 芯，汇聚层和接入层光缆为 24 芯。

5.光纤通信方式采用工业以太网交换机和PON 两种技术。6.架空开关全部采用无线公网通信方式。

3、设备配置方案

根据前面对工业以太网与 PON 技术分析比较，综合考虑现有配网自动化配网终端规划方案，建议优先考虑采用工业以太网技术组网，其网络结构如下图所示：

如上图所示，设备配置方案如下：

1.每个通信汇聚设备分别配置 1 台汇聚三层交换机；

2.采用光纤通信方式的通信终端站分别配置 1 台二层工业以太网交换机； 3.采用无线公网方式的通信终端站分别配置1套无线设备终端。

采用工业以太网交换机和PON 两种技术组网珠海供电局实例方案：

珠海局1网管终端1珠海局2已有网管交换机网管终端2网管终端3兰埔站夏湾站拱北站白石开关站银海开关站侨光开关站拱北站OLT拱北片区#7光交接箱ODN拱北片区#1光交接箱ODN白石开关站OLT拱北片区#3光交接箱ODN兰铺站OLT拱北片区#11光交接箱ODN银海开关站OLT银海开关站 拱北片区#8ODN光交接箱ODN侨光开关站OLT 侨光开关站ODN夏湾站OLT 拱北片区#9光交接箱ODN跨境＃3户外环网柜ONU跨境＃4户外环网柜ONU金河湾ONU百合花园三期电房ONU富祥花园电房ONU跨境＃1户外环网柜ONU跨境＃2户外环网柜ONU跨境＃5户外环网柜ONU百合花园电房ONU南苑电房ONU海荣新村电房ONU夏一Ⅰ线3＃户外环网柜ONU夏一Ⅰ线1＃户外环网柜ONU莲花路电缆分接箱ONU银海开关站户外环网柜ONU西南资源1#电缆分接箱ONU拱北污水厂2＃电缆分接箱ONU市政处户外环网柜ONU粤海国际花园一、二区电房ONU海关大院户外环网柜ONU粤华路电缆分接箱ONU三层工业以太网交换机ODN二层工业以太网交换机ONU以太网线OLT光纤

五、结论和建议

展望未来，随着智能配网技术的发展，如何为配网自动化业务 提供可靠、高效的通信通道是建设智能配电网的关键所在。十二五期间，应该积极关注光纤、WiMAX 无线通信等通信新技术，选择合适时机进行试点，为实现数字供电发展战略目标，为建设智能配电网奠定坚实的基础。

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配网自动化通信系统相关问题研究 篇3

关键词：配网自动化；通信方式；层次结构

一、配网自动化通信的要求

配网自动化的通信方式应当适合当地配电网具体情况。配网自动化的规模、复杂程度和自动化程度决定了对通信系统的要求，主要有：

（1）可靠性。通信系统是主站系统与配电网终端设备联接的纽带，主站与终端设备间的信息交互都是通过通信系统完成，因此必须有稳定可靠的通信系统，才能实现配电自动化的功能。

（2）经济性。通信系统的投资不能太大，以免影响配电网自动化系统的总体经济效益。

（3）寻址量大。通信系统要求寻址量大，不仅要满足目前及未来数据传输的需要，还要考虑系统功能升级的要求。

（4）双向通信。主站不仅要向终端下发控制命令，还需接收终端上传的数据。如故障区段隔离和恢复正常区域供电，要求远方FTU 向主站上报故障信息，以确定故障区段，主站向FTU发布控制命令。事实上，配网自动化系统中每一项功能的实现，均要求进行双向通信，通信系统必须具有双向通信的功能。

二、配网自动通信方式的设计

配网自动化系统的通信具有终端设备多，单台设备的数据量小，实时性要求不同的特点，因此应因地制宜，根据当地环境和经济条件确定合理的通信系统，同时要考虑调度自动化通信系统的建设。一般的，城区10kV主干线路采用光缆通信，建成光缆主干网，用于配电开关和主站间的实时通信；城区10kV 分支线路、变台监控、无功补偿等采用有线通信，就近接入光缆主干网，或采用其它通信方式。

配电系统自动化的信道具体层次与整个系统密切相关，一般可分为：

（1）主站与子站之间。主站与子站之间的通信一般采用光纤、星型或环网结构，采用SDH/PDH或ATM技术的光纤以太网方式，通过交换机+以太网/E1转换器或ATM交换机两种方案连接，亦可采用音频电缆等介质连接。

（2）子站与配电终端间。配电终端（单个或就近成组）既需要与上级通信，相互之间也可能通信，上级可能是主站，也可能是设在变电站或监控中心的子站。通信介质地理位置远近可采用光纤以太网、自愈双环网或双绞线等。

（3）用户级。对抄表、设备监测（如配电变压器监测、用电设备监测）等设备，主要功能是监视及测量实时性要求不高，与它边接的上一级一般是自己的主站或通过现场的终端设备

（DTU/FTU等）转发，它们通信宜选用有线音频、双绞线、电话线、配电载波等，一般距离较近时采用屏蔽双绞线不易架设时，也采用低压配电载波。

（4）主站及子站内部。采用以太网方式（ 主站推荐用双网，子站可用单网或双网），运行TCP/IP 协议。配电网常用的信道种类包括： 配电载波信道、无线信道、光纤信道、微波信道和有线信道。

此外，在具体的应用中，数据采集建议支持GPRS 公共无线数据通信方式，同时支持网络通信、GSM 短信相接合的通信方式。系统还应支持多采集服务器负载均衡、多线程并发的通信调度管理机制；支持灵活配置两个或多个通道互为备用，多通道根据任务繁重程度自动均衡负载。

三、总结

通信系统是整个配电自动化系统的重要组成部分，直接影响着整个配电自动化系统的整体性能。通信系统应具有高稳定性、高可靠性、高速大容量、可扩展性强的通信网络，并具备在一定故障条件下的自动恢复功能。目前，我国配电网设备比较分散、地理情况变化多端、覆盖面广、用户众多，且易受用户增容以及城市建设等外界因素影响。根据目前的技术水平，尚没有一种通信技术能很好地满足配电自动化系统各层次的需要，往往采用混合的通信方案。在今后的城网建设中，应考虑将实时网（如调度自动化网）和信息网隔离开来，以防止黑客侵入而造成巨大损失。

参考文献：

[1] 戴新文.配网自动化中两种常用通信方式选型探讨[J].福建电力与电工，2007，（1）：36-38.

综合自动化通信系统 篇4

变电站综合自动化系统应能全面代替常规的二次设备。微机保护的软、硬件设置既要与监控系统相对独立, 又要相互协调。保护与测控单位设备的接口可采用串行口、现场总线或以太网等多种接口形式兼容性设计, 应采用合理的通信网络和标准的通信规约, 向计算机监控系统提供保护动作或保护定值等信息。变电站综合自动化系统的功能和配置应满足无人值班的总体要求, 应具备可靠性高和抗干扰能力强的特点, 有良好的可扩展型和适应性。许多新建变电站需要技术先进、功能齐全、性能价格比高的自动化系统供选用。所以, 系统应有良好的标准化程度和开放性能, 应充分利用数字通信的优势, 实现数据共享。

变电站综合自动化系统的研究和开发工作必须统一规划和进行。随着集成电路技术、微计算机技术、通信技术和网络技术的不断发展, 综合自动化系统的体系结构也不断改进, 其性能和功能以及可靠性等不断提高。根据综合自动化系统的设计思想和安装的物理位置的不同, 其硬件结构可以分成很多种类。但从国内外变电站综合自动化系统的发展过程来看, 其结构形式大致可分为集中式结构形式、分层分面式系统集中组屏的结构形式、分散与集中相结合和分布分散式结构形式等几种。

一、集中式结构形式

集中式结构的综合自动化系统采用不同档次的计算机, 扩展其外围接口电路, 集中采用变电站的模拟量、开关量和数字字量等信息, 集中进行计算和处理, 分别完成微机监控、微机保护和一些自动控制等功能。集中式结构也并非指由一台计算机完成保护、监控等全部功能, 多数集中式结构的微机保护、微机监控和与调度等通信的功能也是由不同的微型计算机完成的。这种结构形式主要出现在变电站综合自动化系统问世的初期。

二、分层分布式系统集中组屏的结构形式

所谓分层分布式结构, 是指在结构上采用主、从CPU协同工作方式, 各功能模块 (通常是各个从CPU) 之间采用网络技术或串行方式实现数据通信。

当代分层分布式系统集中组屏的结构形式的变电站自动化的一、二次设备可分为三层或二层, 每一层完成不同的功能, 每一层有不同的设备或不同的子系统组成。三层变电站自动化由变电层、单元层 (式间隔层) 和设备层组成。变电站层称为2层, 单元层为1层, 设备层为0层;二层变电站自动化系统, 如南瑞ISA变电站综合自动化系统 (图1) , 由变电层和设备层组成。

为了防止通讯网络中断, 有的公司采用环网通讯结构, 如许继集团公司的TOSCAN-D3000C配电自动化&配电管理系统。

设备层主要指变电站内的变压器、断路器、隔离开关、电压互感器和电流互感器等一次设备和测量、控制部件和继电保护部件。

变电层包括全站性的监控主机、工程师机、通信控制机等。该层设现场总线或局域网, 供各主机之间和监控主机与间隔层之间交换信息, 现在又称之为上位机监控系统。

分层分布式系统集中组屏的结构是把整套综合自动化系统按不同的功能组装成多个屏 (或称柜) , 如主变压器保护屏、线路保护屏、数采屏、出口屏等。这些屏都集中安装在主控制室内, 再把各保护单元和数据采集分别安装于各保护屏和数据采集屏上, 由监控主机集中对各屏 (柜) 进行管理, 然后通过调制解调器与调度中心联系。例如, 有的用于中、小型变电站的综合自动化系统是由数采控制机直接完成与调度通信的任务;大型变电站的综合自动化系统则在变电层调用通信控制机, 专门负责与调度中心通信, 并设有工程师机, 负责软件开发与管理, 在功能单元层可能还有故障录波仪等。

三、分散与集中相结合的分布分散式结构形式

随着单片机技术和通信技术的发展, 特别是现场总线和局部网络技术的应用, 以及变电站综合自动化技术的不断提高, 可以将这个一体化的保护和测控单元分散安装在各个开关柜中, 然后由监控主机通过光纤或电缆网络对它们进行管理和交换信息。这种将配电线路的保护和测控单元分散安装在开关柜内, 而高压线路保护和主变压器保护装置等仍采用集中组屏的系统结构, 被称为分散与集中相结合的结构。最近几年, 又逐渐出现了分布分散式的结构形式, 如图2所示。

四、结论

综合自动化通信系统 篇5

1、系统概述：

通信运营商的蜂窝网基站数量大，分布面广，安装位置分散且情况复杂。基站大多是租用民房，有些电表由电网公司安装，有些电表为业主安装，表的类 型非常多，既有感应式电度表，也有电子式电度表，还有 IC 卡电表。由于点多 面广，情况复杂，通信公司需要派专人或委托代维公司抄表、维护，以满足基站 的电量核算、用电分析等能耗日常管理。特别是近年来，随着基站数量迅速增加，用电成本已经成为运营商的主要成本，而且比例还在逐年增加，节能降耗已成为 联通公司重点工作之一。但目前基站用电管理缺乏有效手段：柴油机发电管理混 乱、用电信息分析统计失真。节能目标缺乏科学依据。

针对以上现状，运营商高度重视以信息化手段节能降耗，大力推广企业内 部信息化应用，通过推广新的信息化应用来提高自身的环境管理水平。于是，远 程智能抄表系统（能耗管理系统）开始在联通基站中试点应用。到目前为止，中 国联通已经在部分省市对新建局房和基站试点安装远程智能抄表系统，提高用电 信息统计准确度和时效性，为“绿色行动计划”节能方案的选择和能耗运行管理 体系建立提供决策依据。能耗管理系统通过将基站总用电量、空调、开关电源等用电量进行实时监 测并纳入监控系统，可以定期统计不同类型基站的用电参数。能耗监控单元通过 运营商自有网络 GPRS/3G 将数据上传给地市数据汇聚层，再通过 DCN 网络上传省 级能耗管理平台。完成基站用电量的采集、统计、分析、标杆比对。1.1 目前的基站能源监控情况

目前通信基站（机房）能源监控和管理中有如下几个问题特别突出： 1.出现供电故障无法及时得知 基站内采用三相供电，有时会出现缺相、三相不平衡、电压偏差超标甚至停 电等各种各样的供电故障。这些故障的出现会严重影响基站内设备的正常运行，如不能及时发现抢修就有可能使基站设备停机造成通讯故障甚至损坏设备，导致 严重的损失。靠人工监控根本就无法及时发现上述的故障。

2、非电力供电基站电费失真 除电力供电基站外，有很大一部分基站都是采用出租房屋方提供的电源，因场地条件限制，许多电表安装无法规范，可人为私自改动电表或私接电源窃电 的机会很多。由于没有先进的技术手段对此行为进行监督管理，光靠现有的管理 手段，既使有人改电表或窃电，我们的工作人员也无法知道。

3、人工发电时长统计管理混乱

过去，每个基站的常规用电数量、基站突发性断电人工发电时长及电费等数 据都靠人工进行统计，其最大的弊病是方法落后、统计随意性大和数据不精确。随着基站代维方式的引进，代维单位到基站发电的次数、发电起始时间、人工发 电总时长及该支付给代维单位的路费、人工发电费等数据无法核实，造成很大浪 费。

4、私接基站电源窃电 瑞申产品应用方案

现在所有机房都是无人值守机房，正好给窃电分子有机可乘。加之大多数 人对窃电行为的严重性意识不足，认为窃电不是违法犯罪，移动有钱对这点小钱 不在乎。另外窃电者的窃电手段普遍都比较高明，不通过技术的手段是很难抓到 窃电者的。利用私接电线的手段进行窃电的现象相当普遍。这样的问题基站现场 电表读数是无法真实反映基站实际用电情况的。

5、对于基站的能耗状况缺乏系统的统计资料 由于人工抄表时间不固定，不能进行日抄表，因此很难建立起系统的用电 统计资料。这对于移动公司选择节约基站用电方案，、监测能耗异常变化、测试 节能效果缺乏有效依据。

6、效率低下、效果不好、劳动强度大 由于基站的分布特别分散，不集中，而且都在楼宇顶层上，特别是在郊区 更加分散，抄表的效率极其低下。一个抄表员平均每天仅能够抄 15 个表，每个 抄表员每月以 22 天计算仅能抄录 330 个表。4000 多个基站至少需要 15 名抄表 员。正常情况下，监控人员不可能这样满负荷地工作，因此至少需要 20~25 名工 作人员。

即使如此每个月每个基站也只能检查一次，对于突发的供电不正常等情况完 全不能应对。除了要抄表之外抄表员还要负责检查 IC 卡表是否余额不足、IC 卡 充值、是否有偷电情况发生、是否供电不正常等等。这些工作有些技术性很强，不是一般的抄表员能够完成的。

7、用电管理手段落后，导致非主营业务管理成本增加 由于没有有效的科学管理手段，主要依靠人工采集数据，运营商必须投入 大量的人员对基站市电供电单位或个人进行电费核对结算工作。调解用电纠纷，这样增加了过多的人力资源与管理成本在非主营业务上的耗费。

8、建设基站能源管理系统是合同能源管理项目实施的依据 现阶段公司存在的上述问题，如果不及时采取措施通过增加新技术手段实 施远方用电监控，改变管理模式加以解决，所造成的损失是长期的。投资新建机 房能源综合管理系统，改变现有用电管理模式，及时解决上述存在的问题，所带 来的经济效益是长期的、可持续的，是非常必要的。同时能为《合同能源管理》 项目的实施提供结算依据。1.2 建设基站能耗管理系统的目的

能耗管理系统建设的目的是对各局站的耗电情况进行精细化的统计和分析，对各 种节能措施的节能效果进行评测：

1、准确统计现有局（站）能耗数据，监控站点能耗情况，找出并分析能耗异常 变化的站点。

2、测试、评估基站采用的各种节能措施的实际节能效果。

3、根据标杆站点采集的数据，建立模型，通过分析得到不同条件下最优的节能 措施和方法。

4、对超出同类型基站用电标杆电量的基站，向维护单位及时发出预警信息。同 时，每月通过能耗管理系统统计出实际用电量和报销用电量的差值，如相差比例 超出较大，则基站可能存在偷电现象，随即向维护单位发出预警信息。

5、为联通公司合同能源管理方案的实施提供结算依据。

2、系统建设方案: 2.1 XX 系统建设概述

由于 XX 网点多，且网络规模还在不断扩张，对每个站点的所有回路所有参数实 现计量监测是不现实的，应该根据站点能耗管理的实际监测需求，选择重要的回 路和重要的参数进行监测，选择可靠的通讯方式和可靠的计量数据采集模式，以 节省监测端硬件设备投入为导向，依托功能完善的监控平台来实现能耗管理。

1、数据传输方式的选择： 目前主要的数据传输方式有：

（1）监控单元通过 E1 时隙、BSC、时隙收敛、复用交叉设备、DCN 网连接至监 控中心。

（2）监控单元通过 E1 的数据传输（2M）、汇聚设备、DCN 网连接至监控中心。

（3）监控单元通过 GPRS 无线网络至地市数据汇聚中心。（4）监控单元接入现有动环监控系统，从动环系统中获取数据。XX 公司的基站动环监控系统是通过监测模块进行数据采集，然后监控单元通过 两种途径上传至地市监控中心，一是通过传输 2M，借助传输 SDH 设备上传至监 控中心；二是通过 G703-2 协议，借助基站主设备从语音 2M 中划分 1 个时隙传至 核心机房 BSC，数据重新通过 2M 汇总至监控中心。

基站能耗管理系统是一套独立的系统，除了本期的功能规划外，还应具备远期的 功能扩展能力，因此采用原有的动环系统作为接入方案，存在：功能单

一、不易 扩展；传输不够稳定、影响语音质量；牵扯第三方系统、成本不可控；无法实现 专业的电能计量监控、监测面较小。如果采用 2M 或 2M 时隙的方式，同样面临上诉问题。

根据各站点实际情况，建议基站与地市数据汇聚中心通讯主要采用无线网络（GPRS）方式。这样的独立组网方式能够简化传输节点，让全类型站点低成本接 入，且能保证整个系统的施工简单、安全、高效、系统功能易扩展。且 GPRS 网 络为联通公司自有网络，站点信号良好，可以为系统提供无成本、安全可靠的数 据传输通道。

2、监控单元的选择：

由于能耗管理系统中，最重要的数据是电能量的采集和分析，并且承担用电费用 的比对核算的任务。因此建议在监控单元中将电量采集与传输设备分开选型。电 量采集选择符合电力 DL/645 规约的智能电表，因为符合电力标准的电表有以下 优点：标准统一、技术成熟、质量稳定、供电系统唯一认可的计量器具、成本低廉，并可作为计量依据。适合大面积设备投入的应用环境。基站的数据传输设备 选择集电能数据采集、环境参数、开关状态采集、远程控制、GPRS 网络通信为 一体的专业抄表终端。网络资源丰富的大型机房可选择串口服务器采集智能电表 的方式。① 基站监控单元

基站的市电监控可以选择多功能智能电表（符合电力标准）。监控市电的电 能、电压电流、功率因数等参数，基站空调、开关电源等用电设备可以选择导轨 安装的简易智能电表（符合电力标准）。根据具体监测需求和成本预算，监控电 能等参数。几台电表同时接入 GPRS 抄表终端，所有硬件设备采用一体化挂墙安 装。并且预留其它环境、状态、控制、告警接口。② 机房监控单元

机房可选择有代表性的列柜安装智能电表，如果回路数量不多，也可以采 用基站的监控方式。如果接入的导轨电表比较多，建议采用集中接入串口服务器，经路由方式传输数据。

监控单元采用智能电表与 GPRS 抄表终端分开选型，一体化挂装具有以下优点：

①将电表与抄表终端分开选型，方便不同类型的基站根据具体参数需求选择电 表，例如较小功率的站点可以采用成本较低的，功能单一的电表。以免造成资源 浪费。

②空调、开关电源、柴油机等用电设备需要单独配置简易电表，可以一起接入抄 表终端，节省投入成本。

③单独的抄表终端可以接入多种类型的智能电表。易于系统扩展。④智能电表是成熟稳定的计量器具，宜独立组网。将来数据传输方式发生改变，本期投资不受影响。

⑤采用专业的 GPRS 抄表终端，自带定时抄表、数据本地存储、远程历史数据查 询、提供多路模拟量、开关量接口。在 GPRS 网络故障时确保数据安全有效。

⑥一体化装置能够减少故障节点，易于施工、检修。2.2 系统建设方案

1、机房能耗管理系统：

机房能源管理系统平台是一种软硬件结合的平台，通过能耗数据监测采集、基于 能效的指标量化管理和分析应用三个体系的建设，对通信基站、接入网点、模块 局、中心机房内的各类设备能耗（含主设备、电源系统、空调系统、监控设备、配套系统等）、环境参数（湿度、温度等）进行精细化监测，实现对能耗数据的 汇总、对比和分析，建立适合通信企业的各类能效评估指标和管理流程，为进一 步开展节能措施提供依据。

系统通过监控单元监测机房市电的电参数和每一支路的用电量，可对以上各电量 数据进行每小时、天、月、年等分时段的统计、管理及分析，能够呈现某个时间段、某个机房、某类设备的用电量数据及所有设备的总用电量数据，并可对其横 向比较、同比、环比，结合基础信息计算得出基站或者设备用电标杆，通过智能 决策分析系统对于用电异常基站或设备及时以短信、语音、工单的方式通知维护 人员，并提出整改意见。

2、组网方案及系统结构：

根据本工程实际情况，采用 3 级组网结构，设 1 个集中监控中心。第 1 级为监控单元，主要作用是将机房总用电量、空调设备用电量、通信 设备用电量等实时数据进行采集存储，并经 GPRS 网络传送到地市数据汇聚层。

第 2 级为地市数据汇聚层，具有数据缓存功能，接收各监控单元上传的数 据，进行分类、压缩打包，根据省级平台的设置要求，分类别、分时间段上传至 省级监控平台，并为地市管理维护人员提供有效数据，使运维人员掌握机房设备 运行情况，实现量化考核等业务要求。第 3 级为省级监控中心，监控平台对上传来的数据进行统计、报表管理、分析，产生各种类型的日统计报表、月统计报表、季统计报表和年统计报表，这 些报表将成为指导节能决策、挖掘节能潜力、优化节能管理流程制度等的有力依 据，以实现能源数据的精确化、具体化管理。

能源管理系统要求功能强大、运行可靠、使用方便，尤其要在海量数据处 理、冗余可靠运行、开放性互联互通等方面占有优势。

基站、核心机房（含汇聚机房和传输干线机房等）、IDC 机房，根据需求在 各计量点配置能耗采集装置，采集电量信息，并通过相应的通讯方式上传汇聚中 心。网络拓扑见下图：

3、监控单元： ① 基站监控单元：

监控单元选用一体化能耗采集装置，根据站点实际需求，内置多台具有显示功能 的智能电表和具备 GPRS 传输功能的基站专用抄表终端，具有市电及分项电量、电压、电流、功率因数等用电参数的采集、存储、定时上传、故障报警、GPRS 数据传输、其它环境及开关状态监控等功能，为系统实时提供数据并支持历史数 据查询。

对于基站、接入网点、模块局节能标杆站点的监控单元最大按 4 回路三相交流电 量考虑，监测市电总输入、开关电源、空调等分项用电设备回路。具体需监测的 用电参数可根据此类机房的实际情况适当删减规模，以减少投资。⑴ 智能电表的选择： 市电回路

建议采用基站专用智能电表。

●专为通信机房、基站定制的电能计量设备。●油机电市电区分计量。

●包含所有动力参数、实现动力监控的廉价方案。●防浪涌设计更适合通信机房环境要求。●可设置分时计量、为节能降耗提供便利准确的 基础数据。

●可用短消息模块进行远程通信。●全天可设置 4 个费率。●停电与缺相事件记录。●专为通信机房、基站定制 分项设备回路

建议采用导轨式安装电能表。符合电力规约，价格低廉、安装简 单、结构紧凑、稳定可靠、可根据参数需求选择型号。⑵ GPRS 一体化抄表终端的选择：

建议采用集采集、控制、GPRS 通信于一体的基站专用抄表终端。●同时接入多台电表（至少 4 回路）●同时抄录多台电表的多个用电参数

●同时接入多路模拟量设备（至少 4 路，用于用电设备的温度、湿度的远程监测）

●同时接入多路开关量（至少 8 路，用于用电设备开关状态、非法侵入、设备防 盗等检测报警）

●至少 2 路控制输出接口（用于远程控制设备等功能的增加）●远程参数的设置和维护 ●抄表方式、抄表时间间隔可自定义，用电数据本地存储（以防止 GPRS 网络故 障造成重要数据丢失）●现场故障信息实时主动上报 ●故障信息短信告警

●内置大容量 FLASH 存储器，数据自动采样存储（存储方式可设定），支持历史 数据检索

●支持常用电表通讯规约，如 DL/T645-1997、DL/T645-2007 等 内置时钟，精确记时

●提供终端主动上传数据、事件触发上报、定时上传数据和远程实时召测数据等 多种数据上报方式

●完善的 GPRS 通信机制，上电后自动登入 GPRS 网络，掉线自动重联 ●终端采用双电源设计，通信模块独立供电，确保终端不死机 ●终端电磁兼容性能优良，且具有较强的温湿度自适应能力

GPRS 抄表终端内置 GPRS 模块，通过无线 GPRS 方式，将数据上传地市汇聚中心。其优势是独立于传输系统、动环系统的通信，并符合电量计量系统按时间间隔上 传数据的需求。然后将采集的经打包处理的数据送到监控中心服务器（设置固定 公网 IP 地址），服务器进行解包分配处理，供能源管理分析使用。建议申请联 通公司的内部专网业务，为各端站 SIM 卡绑定联通内网固定 IP。

电表、接线端子、通信模块建议采用墙挂式一体化结构，减少系统故障节点；一 体化装置结构，结构紧凑，所需空间小，同时接线方便，可以根据现场实际空间 选择挂箱大小，即保证了工程实施的可行性，也便于今后的日常维护。② 机房监控单元： ⑴ 回路较少的机房

建议采用基站监控单元的方案，通过 GPRS 网络传输数据。以保证系统的统一性

⑵ 回路较多的机房

建议根据实际回路情况及预算，采用多路智能电表结合串口服务器的方式，通过 路由接入系统。目前市场上缺乏多回路接入的智能电表，无法做到一台计量装置 同时接入几十个回路甚至上百个回路，无国家标准，没有技术保障。建议根据实 际需求尽量减少监测回路，达到减少投资的目的。

注：由于机房具体结构、配置无法全面了解，所以方案先大致给出。根据不同类 型的机房实际选择施工方案。

4、地市数据汇聚层：

地市数据汇聚中心主要由操作员工作站、采集服务器、交换机、能源管理系统软 件等组成。主要接收各监控单元上传的数据，进行统计、分类、打包压缩处理，有一定的数据分析功能；在未上传至省级监控平台数据之前，数据进入缓存区，按照省级监控平台设置的时间，分时间段将数据上传至省级监控中心，暂定每 1 小时上传 1 次数据。地市数据汇聚中心运维人员可以通过 WEB 网页方式登录浏览、管理所在地市机房 的能耗、设备用电情况。

地市数据汇聚中心能够接收现有机房动力环境监控单元及其他监控单元采集的 数据，第三方监控单元采集的数据需满足地市汇聚中心规定的格式、精度，并需 满足地市监控中心采用的传输方式。地市数据采集及上传管理系统安装在现有各地市监控中心内。地市数据汇聚中心设备能够接收来自以太网、2M（155M）、GPRS 等的数据，将 地市机房和移动网基站数据通过 DCN 网上传至省级监控中心。

5、省级监控中心：

省级监控中心主要由存储设备、服务器、操作员工作站、能源管理系统软件、数 据库软件等组成。省级监控中心设备能够与 DCN 网连接，可以接收各地市监控中 心上传的数据，并根据数据做存储、计算、对比分析，生成报表，为节能减排及 设备运营维护提供参考数据。通过省级监控平台可以授予各地市数据汇聚中心管理人员的权限，即各地市的管 理人员只能看到和管理所负责地市机房的信息，其他地市的机房情况是看不到 的；或者只能浏览无法删改。

省级监控中心操作系统安装在现有省集中监控中心内，存储、服务器等设备安装 在省集中监控机房内。建议数据存储时间为 5 年。软件功能

能源管理监控软件除具有方案必须的功能以外，还应具有自行填写报表上报 至省级平台的功能，如水、油等数据报表。

系统必须为开放式，能够实现与其他软件的对接，如资源管理系统、ERP、电费管理系统等。同时，方便第三方监控单元的接入，但第三方的监控单元需满 足软件数据采集的规定格式、精度。

软件具备后期升级、扩容、再开发功能，能够实现新旧版本的平稳过渡，不影响系统的正常运行。

系统软件应能够实现数据、图形、模拟图、柱状图等多种图形的相互对比、标杆对比、与历史数据对比，并能够通过地图的方式，实现站点的定位管理。还 应具有告警功能，能够灵活设定参数，对站点分类，设定标杆，将超过标杆指标 的站点实施告警，方便实施节能措施。操作系统采用 UNIX 系统，方便实现后期超大系统的操作。

能源管理系统分析包括局（基）站分类、能耗采集、数据分析三部分，通 过典型模型对现有局点进行分类，并在各类局站中选取标杆站点。对标杆站点进 行精确地能耗计量和采集，根据站点情况和采集的数据建立数学分析模型，经过 后台分析和必要的数据处理，得出站点能耗、验证节能方案、站点能耗分级等功 能。

通过对各用电设备的实时监测及对比，及时更换高耗电量的设备，淘汰冗 余设备，不断提供设备的高可靠性，降低设备对机房环境的依赖。2.3 系统建设规模及配置

1、监测点规模 略

2、监控中心配置

本期工程共建设四个地市，地市中心本期按 2120 路汇聚能力考虑，后期根据需 要相应扩容。地市汇聚数据的存储时间为 1 年。省级监控中心本期按 4 个地市考虑，支持 7352 回路的数据处理能力，具备 远期扩展到 17 地市的处理能力，数据存储时间按 5 年考虑。

服务器操作系统选用主流 UNIX、商用数据库选用 Oracler 等大型数据系统，应用软件采用 InduView 或同等处理能力的软件。UNIX 服务器具有高效、稳定的 特点；操作系统内核采用固定时间片等机制，具有稳定、安全的特点；相对于 Windows，UNIX 系统很少受病毒攻击；其突出的稳定性，使 UNIX 系统广泛应用 于金融、海关、军事等要害部门。

操作员站建议采用 Windows 操作系统，操作界面良好。这样搭建的混合系 统，结合了 UNIX 的高可靠性和 Windows 的易用性，是大型自动化系统建设方案 的首选。应用软件应是面向企业能源计量计费的专业软件，采用一体化分层设计，跨平台、规模可伸缩，具备强大的数据通讯网络互联和数据共享能力，经众多现 场的应用实践，具有技术先进、功能强大、应用灵活、标准开放、稳定可靠等特 点。它对于 UNIX/Windows 混合平台有着良好的支持。

系统应具备十万点以上数据的处理能力，数据采集系统通过任务管理器管 理采

集任务，保证能源原始数据不丢失，并支持周期定时数据采集、随机采集数 据、自动数据补测、人工历史数据补测，按照时段、区域、用户性质等多种费率 计算费用。

根据能量计量监控系统业务逻辑复杂度、业务数据、通讯及报表数据量以 及适当考虑未来系统功能扩展的需要。

服务器统一布置在省级监控中心和地市数据汇聚中心服务器机柜上，各配 置一套 KVM/液晶折叠套件，方便管理和维护。应用软件支持分层分布式服务，故上述服务器节点 “可伸缩”，可根据情况裁剪硬件数量。为方便以后数据扩 容及高的处理能力，服务器采用高可靠性小型机。历史数据服务器：负责以统一的数据管理机制采集各计量单元基础数据，以多种方式接收所有终端站的数据，支持多种通信方式，能适应有线、无线各种 信道，与历史服务器之间通信采用局域网，支持多种网络协议。

完成数据接收、处理、接收客户端 HMI 数据请求、数据变更事件发布等核 心调度功能。将实时数据进行分析、运算、归类等处理，建立相应的数据库，经 局域网向操作员工作站及其他客户端提供系统运行数据，并接收来自人机会话界 面的各类操作命令、系统管理指令等。有一个容量大、存取速度快的数据库，分 模拟量库、数字量库和其它一些系数库以及参数缓存库，这个数据库易于扩充。两机互为热备用，能进行无缝自动切换，保证主备机数据的一致性，一台机器停 用时不影响系统运行；同时具备手工切换的能力。考虑到可靠性，采用双机热备。存储空间计算

本期能源管理系统工程地市数据汇聚中心按 2120 路汇聚能力考虑，后期根 据需要相应扩容，地市汇聚层的存储时间为 1 年。

省级监控中心本期按 4 个地市考虑，支持 7352 回路的数据处理能力，具备 远期扩展到 17 地市的处理能力，数据存储时间按 5 年考虑。

3、系统软件： 本系统为标准能源管理系统，仅提供基础功能，具体可根据 用户实际需求进行功能完善。3、1 系统登录平台 系统具有完善的操作管理功能。为保证系统安全，系统必须输入工号和密码，经系统确认后方可允许进入系统，进行操作。（系统登录平台）3、2 设备管理

（1）、基站信管理包括：基站名称、基站地址、行政地区、部门、基站添加时 间、基站类型、是否标杆站点等信息管理。（基站管理）

（2）同类基站标杆基站配置表

（3）抄表终端管理包括：终端地址、终端名称、终端添加时间、隶属基站、终 端状态等信息管理。（抄表终端管理）

（4）电表管理包括：终端名称、电表地址、电表名称、电表型号、电价单价、供电类型、生产厂家、电表协议、电表添加时间等信息管理。（电表管理）

（5）定时抄表设置：1 个终端可以同时连接多台电表，可对每台电表的 4 个电 表参数进行整点存储并可自定义存储时间。即使遇到网络故障也能保证数据不丢 失。（定时抄表设置）3、3 检测、实时监控功能

基站能源管理系统采用先进的技术，实时检测当前设备交流的各项参数以及交流 总用电量，并且检测数据准确无误。

（1）电表数据：可以按照时间段查询任意基站下终端，任意终端下电表的所有 定时电表参数。（电表数据）

（2）终端实时召测：可实时召测任意基站下终端的模拟量、开关量、继电器等 参数。（终端实时召测）

（3）电表实时召测：可实时召测任意基站下终端，任意终端下电表的参数。

（电表实时召测）

（4）终端继电器控制：可实时控制任意基站下终端继电器的开合状态。（终端继电器控制）

（5）在线终端状态：页面显示目前系统所有在线终端情况和各个终端的模拟量、开关量、继电器等参数。（在线终端状态）3、4 告警

页面按时间显示所有终端告警信息：包括终端地址、告警编号、通道类别、当前值、正常值、告警时间、阅读状态、阅读人员等信息。（告警信息）3、5 统计分析

（1）基站各设备每日电量报表（2）对比基站各用电参数报表

实现任意时刻（时段）设备，单个基站或某一类型基站（如相同直流负荷、板房、自建变压器等）的用电功率、用电总量的分析，并对数据的各项横向比较、同比、环比。例如直流负荷 20-40A 的基站用电量对比分析：

（3）基站用电设备用电量统计报表

（4）对基站下终端的电表可按时间（小时、天、月等）和浏览方式（图标、表 格、Excel 等）（用电统计）3、6 系统设置

系统可对行政区域、公司管理、部门管理、职位设置、角色管理、工号管理 等进行设置，设置不同等级的工号和密码，以限制不同人员的操作范围。（系统设置）

4、系统的功能与特点：

4.1 安全可靠：安全性由三方面构成： 1）ORACLE 数据库是大型的、多用户的数据库，它的安全性高，允许多用户同时 使用同一数据库而不会破坏完整性，用它来做抄表系统的数据引擎可以保证数据 的安全； 2）系统对用户实现分级授权管理功能，通过检查使用者的名字和授权密码，赋 予使用者相应的操作权，借鉴银行系统的密码管理模式限制无关人员改变数据库 和硬件设置。3）防火墙功能及完善的数据备份功能，防备系统受到人为的恶意攻击，数据备 份功能确保在硬件系统故障时，也能随时在新的硬件设备上数据无丢失地启动抄 表系统。4.2 完善的系统日志： 系统日志记录了进入系统，离开系统，收费，设置硬件，改变运行参数操作等及 操作者，操作时间，凡是改变数据库的操作都被记录下来。4.3 抄表速度快： 抄表快、数据准确，抄表时 PC 机只读采集器的数据，数据传输采用 1200 波特率，传输速度快，并对每个数据块都有效验码，保证了传输的准确性。4.4 广播对时功能： 该功能使得系统中的所有电能表的时间基准与 PC 机保持一致，对时成功后，由 电池供电的电能表内部时钟，不再需要 PC 机的干预。因此，只要保证在对时时刻，PC 机的时间是正确的，以后在运行的过程中，改变 PC 机的时钟并不会影响 电能表的时间。4.5 自动抄表功能： 按照设置的抄表开始时间和抄表间隔，到预定的抄表时刻，系统便会依次拨号去 抄采集器或电表内的数据。对于抄不上数据，系统会自动补抄或人工发命令补抄。4.6 电量冻结功能： 可以方便地定义总表，安装和删除总表，给总表分配分表。通过安装适当的总表，结合抄冻结数据功能，就可得某一特定的时刻的总表读数，各分表的读数（由此 得到读数和），就可以计算出某部分电路的电能损耗，为确定电费提供依据。4.7 电费管理功能： 收电费前，统一抄录一次电费数据。当确保数据库内的数据反映最近的电表读数 后，利用程序中的功能自动计算出当月用电量和电费。交纳电费时，只需输入用 户号，当月用电量和电费由程序填写。每笔电费都有详细记录，便于对帐。4.8 设备管理功能，如告警： 开箱告警、停电告警、逆相告警、超温告警、过载告警、倾斜或移动报警等；控 制：对欠费用户进行拉闸等。并提供停电数据保护功能，在停电 48--72 小时内 仍可抄表和监控。本系统结合移动公司的短信平台，在告警时，可根据具体内容 发短信给相关的管理人员。

5、总结：

铁路综合业务数字调度通信系统 篇6

关键词：铁路调度通信系统；组网；数字中继

中图分类号：U285 文献标识码：A文章编号：1007-9599(2011)07-0000-02

Railway Integrated Services Digital Dispatching Communication System

Cao Qing

(Chengdu Communications Section,Guiyang Integrated Workshop,Guiyang55003,China)

Abstract:Railway dispatching communication system is the section of road dispatcher for the command section of its jurisdiction and within the operational links between the station attendant special communications equipment for the rail transport industry to provide real-time information and achieve unity command of the important railway means of transport,thus scheduling the production of communication in railway transport plays a significant role.With high-speed rail is accelerating the process,developed in line with China Railway operating characteristics,with digital,integrated,flexible networking features such as dispatching communication system is of great significance.This paper describes the overall structure of the railway digital dispatching system,the railway scheduling system discussed the strengths and weaknesses,about the railway scheduling system introduced features of the hardware components

Keywords:Railway dispatching communication system;Networking; Digital relay

一、现有调度通信系统存在的问题及解决思路

铁路调度通信作为一项专用通信手段，因其功能的专业性和应用的特殊性造成与公网在通信、信令、组网方式上有很大的不同，在政策、技术、市场等客观条件的限制下，铁路专用通信网不可能得到像公网一样的发展机会。首先，通信系统有全程全网的特点，网络达到一定的规模才可以产生效益，如果仅仅用来满足铁路运输行业内部需求并依靠自身的投入产出而达到迅速发展是非常困难的。其次，为了保证专网的安全性、完整性，铁路专用通信网的发展也受到各种政策条件的限制。故铁路调度技术发展缓慢，现有的铁路调度电话多为模拟制式，设备故障率高，通话质量较差，且业务单一，难于适应日益繁忙的运输生产形势。

（一）铁路调度通信存在的问题:

1.技术落后：既有的专用通信设备大部分仍为模拟电路，选叫速度慢，接续时间长，通话质量不高。

2.组网方式单一：调度总机与其所管辖的调度分机的拓扑结构为模拟共线方式，且仅完成调度选叫和通话功能。而且铁路现有专网内通信基础设备繁多、机型复杂、各种专用设备自成体系，造成了分散在铁路现场的专用通信设备重复设置，无法实现技术综合，也造成了极大的资源浪费。这种单一的组网方式，难以满足现场复杂多样的需要和向数字化、宽带化、综合化演进的要求。

3.可靠性低：系统采用分立器件构成，易损件多，故障多，维护费用高，可靠性差。针对现有铁路调度系统的弊病，应采用一种全新的数字调度系统淘汰原有模拟调度设备，改变铁路专用通信落后的局面。在数字调度系统的开发研制中，笔者认为应从以下方面进行考虑。

（二）解决思路

1.采用先进的程控交换技术、数字通信技术、计算机控制等技术开发研制新一代的数字调度系统设备仁总机、分机、通话选叫设备)，使其具有模拟调度设备无可比拟的集成度高、容量大、呼叫处理能力强、接续快、服务功能丰富等特点;传输平台选择光传输网，使其信号在传输过程中，具有全数字化、低衰耗、高清晰度、高容量等优点，以适应现代通信网数字化、智能化、宽带化的发展方向。

2.设计多种网络拓扑结构，改变模拟调度电话组网单一的弊病，适应各种传输业务和传输技术;具备数字中继、2B+D、环路中继、模拟等多种接口，适应铁路专用通信网内设备机型的复杂多样。

3.系统采用无阻塞交换技术，具有大话务量处理能力;采用模块化设计，保证系统易于升级、扩充方便;重要模块双热备份;采用自愈技术提高传输通道保护能力等，从多方面保证统稳定可靠工作。

二、铁路数字调度系统总体结构

铁路数字调度系统由调度总机(主系统)、调度分机(分系统)、调度所通话选叫设备(调度台>、传输通道组成。

一般地，调度总机(主系统)设置在各铁路局或大站，是系统的调度指挥中心；分机(分系统)设置在铁路沿线各车站，供车站值班员使用。通话选叫设备放置在调度所内，主要为调度员提供一个适合工作环境、符合人机工程学原理的操作平台。调度总机通常设置在调度所附近的调度机械室内。

由于调度总机与分机之间、调度分机与分机之间的物理距离较远，所以需要通过传输系统实现通信业务，可用实回线、电缆、光缆作为传输通道。

（一）铁路调度通信的特殊性

铁路调度通信的特殊性主要体现在：

1.通信方式;总机到分机为指令型，分机到总机为请示汇报型

总机(调度员)对各车站分机(值班员)的通话有主控权，根据工作需要，总机能单呼、组呼、全呼该调度区段内的分机，可随时与分机通话、下达调度命令、收点、询问列车运行情况等。分机呼叫总机按热线方式。而各车站分机之间不经调度员同意不允许互相通话，亦不允许监听调度区段内的通信。

2.操作方式：双向呼叫一键到位

调度指挥要求时实性高，操作简单，只需按键，呼叫自动实现，无须拨号过程。

3.区段调度通信网络结构:点对多点，网内设备复杂

区段调度电话完成的是调度所调度员仁总机)与其所管辖的调度区段仁沿铁路沿线)内各车站值班员之间的通信，属于集中式多点专用系统，通常需要在一个车站上下几条话路，且区段内各种调度设备和种类繁杂多样。

（二）铁路调度系统功能需求分析

铁路调度通信由于其功能的专业性和应用的特殊性，决定了其应具备以下基本功能：

1.铁路调度指挥功能

铁路调度指挥功能是调度通信设备最重要的功能，且具有与其他通信设备不同的重要特点。调度员具有主控权，与值班员之间可以实现优先通话和无阻塞通话。调度员利用按键或摘机，直接呼叫或应答某个被调度用户，也可同时呼出或应答一组或全部被叫调度用户，实施调度分接或并接功能。调度员可进行中继调度、中继汇接、限制出中继等有关调度通信事项，还可直接利用中继与上级调度通信连接，构成树型调度指挥网。

2.自动交换功能

调度员与值班员员间、值班员间、调度用户与中继间可直接拨号。需要说明

的是，调度通信的自动交换功能属于辅助功能，对新业务的增设要依据用户的要求设定，必要时，可限制拨外线和长途电话。

3.中继组网功能

调度系统设有标准的2Mbit/s接口，可与其他数字传输系统配合，组成数字调度系统网络。调度系统具有数字、模拟兼容组网能力，配备环路、数字、磁石等各种中继接口，整合现场各种现有设备，满足专用通信网各种业务传输的需要。调度系统设备可多台互连，组成自动数字调度网，或与其他调度设备配合，实现多级调度。

4.其他功能

通过键盘、鼠标、触摸屏的配置，为调度用户提供友好界面，实现远端实时视频监测，通信状态显示直观，操作简单方便；数据传输功能；电话会议功能等。

三、调度系统硬件组成特点

（一）开放平台上的模块化设计

系统基于全数字程控交换技术，采用开放平台上的模块化设计思想，其软硬件均采用模块化结构，几用户可以根据需要选择不同的软硬件模块，构成自己的应用系统。机架采用国家标准尺寸的积木式结构，根据不同容量的需求，进行灵活配置，任意叠加。主要模块有：主处理机模块、时钟模块、普通用户模块(Z)，2M数字中继模块、调度台2B+D)接口模块、双音多频仁DTMF)模块、会议模块、环路中继模块、模拟电路模块及各种数据接口模块、无线适配口仁RI)等。除主处理机模块、时钟模块、电源模块外，其余模块主要完成对外接口及对内通信功能。各模块均有自己的CPU单元，模块间做到相互独立，其中主处理机及时钟模块可1:I冗余配置。为完成调度通信、数据传输及不同组网要求，主处理机的数字交换网((D SN)的PCM母线分别直接和用户电路、2B+D电路、2M数字中继电路、信号收发电路等连接以实现话音、数据处理和处理机间通信。

（二）具有多种中继方式便于组网

系统配备数字中继模块和环路中继模块，通过数字中继与长途通信系统组网.数字中继上传送的信令既可以是中国一号信令，也可以是七号信令。系统通过环路中继与公用电话交换网连接，完成调度用户与公用电话交换用户之间的通信，通过环路中继还可与其他调度系统相连接，完成台联通信功能。系统终端接口方式还有磁石用户线接口、模拟用户线接口、ISDN接口等。

（三）分级控制提高系统可用性

调度总机的控制方式采用主处理机和功能模块处理机两级方式控制，每块功能电路板上的微处理器都具有智能处理功能，负责本模块的一些基本操作并通过异步串行通信总线与主CPU通信。采用多处理机可以提高系统的处理能力，提高可靠性与可用性，改进实时响应速度和方便地进行扩容。

（四）信号方式灵活

使用的信令方式有用户信令和局间信令两种。用户信令有模拟用户信令和数字用户信令，模拟用户信令用于普通电话终端与交换机之间的协议;数字用户信令在ISDN的用户终端与网络接口间使用的协议，通过ISDN的基本数率接口或基群数率接口的D通道进行信令的双向传送，局间信令具有中国一号信令和七号

信令功能。

参考文献：

[1]罗军,铁道概论.中国铁道出版社,2002

[2]王维汉,李忠民等.程控调度电话,中国铁道出版社,1995

[3]王壮锋等.对我国高速铁路综合调度系统的思考,中国铁道科学,2003年第24卷第2期

[4]白昭.高速铁路综合调度系统模式探讨,铁道工程学报,2003年第3期

[5]铁道部电务局通信处,铁路专用通信技术体制,2000年

[6]曾广坤.铁路专用通信系统的数字化改造,铁道通信信号,2003年第39卷

第5期

[7]黄庆贵.接入网在铁路通信中的应用,铁道通信信号,2002年第38卷

[作者简介]

综合自动化通信系统 篇7

1 通信电源系统验收常见的问题

通信电源设备是现代通信系统中的重要组成部分, 其目的是为通信设备提供安全、可靠、稳定、不间断的能源。随着科技水平的进步, 对于通信电源设备性能的要求也逐步提高, 除必须满足基本的功能外, 还要求具备交流配电、自动切换、直流配电等功能。

通信电源设备最常见的问题是电源接线设计图纸和现场实际情况不符合。操作前进行图纸核对工作、现场确认各个电源节点及线缆连接, 当发现不符合现场实际需要时, 及时向施工人员提出相应问题, 互相配合想尽一切办法找到最优解决方法以满足实际需求。

现场验收时, 工作人员一般会对两路电源自动切换功能进行检查。但在35k V综合自动化变电站通常没有独立的通信蓄电池组, 通信直流电源一般都是从直流系统引两路直流电作为通信电源, 实现自动切换直流双电源。现阶段, 变电站新装通信设备基本都能够靠直流负48V供电, 满足工作需求。在拆除旧变电站建设新35k V综合自动化变电站时, 很多设计人员容易忽视一个问题:我们建设新变电站时, 还有一些旧变电站设备需要使用, 例如交换机, 旧站留下的交换机通常只能靠交流220V电源供电。特别在35k V变电站建设中, 通常行政交换机没坏, 都会沿用旧站留下的。35k V变电站设计人员, 通常会漏掉通信屏的双路交流电源, 导致后期变电站调试及验收时, 会面临很多问题, 有时候租用外单位通信通道时, 其设备也只能用交流电源, 总之会增加很多麻烦。验收时, 发现该问题, 补救也比较困难, 因为施工人员都是按照图纸进行施工, 没有交流电源属于额外工作, 此时敷设电缆需要的资金是个难题, 该问题处理不好就难以达到综合自动化变电站标准站要求。解决此问题最好的办法, 应该是在设计阶段就要把好关, 所以说通信电源验收其实在设计开始就要下功夫, 这样才能高标准的建设好通信电源系统。

2 SDH和PCM设备验收常见的问题

SDH和PCM设备验收一般都会先对设备基础进行检查包括:供电条件、性能指示灯、接线情况和设备安装工艺, 再进行各项指标测试, 最后是资料的移交。通常SDH设备光接口测试发送光功率一般为0d B, 收信灵敏度测试为-28d B, 过载光功率测试为-9d B。

2.1 设计时没有考虑现场实际需要安装其他运营商通信设备

广东电网公司35k V及以上变电站运行管理标准实施细则要求无人值班站应具备两条独立的通信路由。在设计35k V变电站中, 通常通信方案都是设计租用两路运营商通道或者一路自拉光缆、一路租用运营商2M通道, 以实现两路独立的通信路由。但35k V变电站35k V线路少, 由于停电计划或其它因素会导致自拉光缆接入变电站时间推迟到变电站启动后。在自拉光缆未接入变电站前, 需要先租用运营商2M通道进行调试和验收, 租用的2M通道不经过变电站SDH设备, 直接接入PCM设备实现数字通道、模拟通道及话路等相关业务。这里需要注意一个问题, 就是通常PCM设备都不支持城域网接入, 导致行政交换机的相关业务无法接入, 因此需要另外为行政交换机租用运营商一路光纤通道, 以保障OA办公业务和各系统业务的正常运行。

2.2 设计时没有考虑两路独立的通信路由需要自动切换功能

通常35k V综合自动化变电站设计总是会忽略两路独立的通信路由需要自动切换功能, 设计图纸上一般都没有通信通道自动切换装置。这时有两种解决方法, 一是后期自行在主站和子站同时增加配套的通道切换装置, 以实现通道自动切换功能;二是在主站和子站再独立增加一套配套的PCM设备, 以实现两路独立的通信路由共同使用。在此需注意, 通常租用运营商2M通道时, 运营商只提供小光端机出一个2M接口供PCM设备使用, 所以该PCM设备需自行购置。此问题能在设计初期发现并提出, 在设计图纸上整改, 会节省不少时间, 同时通道调试和验收工作也更加容易开展。

3电力通信光缆及综合配线设备验收常见的问题

电力通信光缆及综合配线验收一般包括光缆的外观、安装工艺、标识、光纤传输特性及竣工资料。

3.1变电站光缆引下保护措施

光缆引入电缆沟前需套镀锌钢管保护, 高度在需2m, 由引下保护管至终端之间路径的光缆必须套光缆子管进行保护。如果是OPGW光缆在站端引下处要求在A架的上下两处接地, 由于各个变电站构架结构类型不尽相同, 可供选择的接地点连接处位置情况也不同, 如何确定OPGW接地线与变电站接地网连接处的连接方式既符合良好导电性能要求又有实际可操作性, 要求变电站运行维护单位、设计单位、光缆接入构架的实施单位共同在变电站现场落实, 制定出有效的具体技术实施方案, 确保上下两处可靠接地。一般出现电弧烧伤现象的接地线线耳的有效接触面积不到1400mm2, 在目前尚没有方法精确地计算到合适线耳有效接触面积的数据时, 应尽量采用大有效接触面积的线耳或多个线耳并用的方式, 推荐OPGW与变电站接地网两处连接的总有效接触面积不少于5000mm2。因为OPGW光缆是光纤复合地线光缆, 在OPGW接地线与变电站接地网连接可靠情况下, 打雷时大电流经过OPGW接地线传输到变电站构架接地网, 能够保护通信设备不被大电流烧损。

3.2 光缆熔接盒和接线盘挂点位置不合规范

一些变电站施工人员在站外第一座铁架上放置光缆熔接盒和接线盘, 在此铁架上将OPGW光缆换成ADSS光缆进入变电站, 避开OPGW光缆在站端引下处要求在A架的上下两处接地的规定。这种接法是通信设备安全运行的一大隐患。这就要求验收人员严格把关, 认真监督施工人员按照相关技术要求进行整改, 在项目投产前改造完毕, 为设备安全运行提供可靠的条件。

3.3 光纤主要传输特性测试

光纤接头损耗, 平均值必须小于或等于0.08d B, 在满足该要求的前提下, 允许个别单个接头损耗小于或等于0.3d B。24芯光缆中, 必须每根纤芯都进行测试, 因为有时候会有那么一两芯断了或者衰耗大, 不可忽视, 必须记录相关数据, 要求施工人员尽快整改, 确保每根芯都符合传输要求。

参考文献

[1]中国南方电网有限责任公司组编.电力通信与信息基础[M].中国电力出版社.2010

[2]李鹏, 刘金深等.韶关供电局通信管理标准[S].韶关供电局, 2013

[3]骆洁艺, 黄健洪.广东电网公司35KV及以上变电站运行管理标准实施细则[S].2010

[4]顾畹仪.光纤通信[M].人民邮电出版社, 2009

综合自动化通信系统 篇8

乌鲁木齐河(以下简称乌河)流域位于天山中段北坡,准葛尔盆地南缘。处于天山褶皱和准葛尔凹陷两个地质构造带之间,南接卡拉乌成山,东邻博格达山前丘陵区。地理位置介于东经86°07´～88°10´、北纬43°02´～44°35´之间,呈由南向北倾斜的地势。

乌河是乌鲁木齐工农业生产、生活、城市用水主要水源,也是对乌鲁木齐造成洪水灾害的主要河流,全长214 km,其中乌鲁木齐市境内长140 km,从南北穿越乌鲁木齐市区河道长32.3 km,是城市重点防洪河段。

为便于对乌河流域水利工程的管理,从上游到下游分别设置了青年渠、西山水源地、干河子水源地、乌拉泊水库、八一闸水源地、红雁池水库及市区等7个管理站(分公司、段),对水利设施及供水情况进行分段管理和监测调配。

为提高供水调度、防洪决策能力,提升管理水平,利用科技手段,建设了乌鲁木齐河综合自动化工程(以下简称乌河综合自动化工程),实现对乌河水利工程的自动化管理。

1 乌河综合自动化工程对通信的要求

1.1 乌河综合自动化工程介绍

乌河综合自动化工程集水情测报、图像监控、闸门控制、水源地监控、办公等自动化工程及视频远程会商为一体,实现乌河水利工程全方位自动监控。整个系统分为一个控制中心(设在乌河水利工程管理单位:新疆天山源水管理经营公司水调度中心)和青年渠、西山水源地、干河子水源地、乌拉泊水库、八一闸水源地、红雁池水库、市区等7个分中心。每个分中心包含的自动化内容见表1。

注:“√”为包含的内容

水情测报自动化(水情自动测报):在整个管理范围内的53个水情观测点建立水情测站,自动采集水位、流量信息并传送到分中心及中心,实现数据及时收集处理、分析,为科学决策调度提供资料支持。

图像监控自动化:对重点工程部位、关键水利设施建立全天候的图像监控点进行监控,通过通信手段将信号传送到分中心、中心,同时可以作为闸门自动控制的辅助手段。

闸门控制自动化:实现闸门的三级控制(现场、分中心和中心控制),通过通信手段传送控制指令,对闸门进行启闭操作,同时及时反馈闸门开度及下泄流量,并根据流量实现自动启闭操作。

水源地地下水自动监控:对水源地的泵站进行远程控制,同时根据地下水位、泵站工况及用户需水量,自动调节泵站开启的数量和时间。

办公自动化:在分中心与中心之间建立计算机网络,实现无纸化办公。

视频会商:在重点部位(乌拉泊和红雁池水库)建立会商室,实现与中心的远程互动、会商,以利于专家对两库出现的问题及时进行会商解决。

由项目组成可以看出综合自动化工程涉及项目较多,数据量较大,地域分布广,通讯节点分散,为保证各种信息及时准确的传输,需要建立一个有效的通信网。

1.2 乌河综合自动化工程对通信的要求

根据乌河综合自动化系统的规模、复杂和自动化程度,自动化工程的通信系统应满足以下要求:

(1)可靠性

由于乌河综合自动化系统是为乌河调度、安全渡汛服务的,而乌河安全渡汛又关系到乌鲁木齐250万人口的生命财产安全,所以必须建立可靠的专用通信系统,以保证自动化系统的正常工作。

(2)安全性

乌河综合自动化的通信既要传输采集的水情数据,又要传输控制命令,还要兼顾日常办公信息的传输。在进行多种信息传输的同时,必须保证控制信号及时准确的传递,做到控制信号和一般办公数据完全分离,保证数据传输有较高的安全性。

(3)升级需求

本综合自动化系统,包括控制信号、实时图像、水情数据及办公需求,需要传输的数据量较大,因此通信系统不仅要考虑目前数据传输的需要,还要考虑系统升级的要求。

(4)双向通信

要实现数据自动采集和传送、远程控制等功能,就必须具有双向通信能力。

(5)易操作和免维护

由于从事自动化运行操作的人员并不完全是通信专业人员,所以系统要便于操作和维护。

根据通信要求,对比多种通信的优缺点和适用情况,认为光纤在乌河综合自动化系统中承担通信任务最为合适。

2 光纤通信的特点

光纤通信与电缆或微波等电通信方式相比,具有如下优点:

(1)传输频带极宽,通信容量很大;

(2)光纤衰减小,无中继设备,故传输距离远;

(3)串扰小,信号传输质量高;

(4)光纤抗电磁干扰,保密性好;

(5)光纤尺寸小,重量轻,便于传输和铺设;

(6)耐化学腐蚀。

3 光纤通信技术在乌河综合自动化工程中的应用

乌河综合自动化系统是一个以通信为基础的专业性和综合性都很强的系统,监测监控的内容很多,信息量的传送庞大,包括:数据、图像和语音等信息,特别是闸门站门、地下水和图像等监控,以及视频会商实时性要求非常高,因此对传输的速率和带宽要求都很高。本系统工程采用光纤作为主要的通信载体,选取了衰减系数小,带宽大,传输距离较长的单模光纤,同时从数据量、传输信号的安全性及升级扩充等方面考虑,选用40D的GYTA53型号的光缆作为主缆,将分中心与中心连接起来实现数据的传递,由于在市区布置光缆难度较大,因此市区VPN设备通过ADSL实现与中心的数据交换。主光缆通信拓扑图见图1。

3.1 中心和分中心组网方式

中心与各个分中心之间采用同步数字体系SDH(Synchronous Digital Hierarchy)组网。

SDH是一种将复接、线路传输及交换功能融为一体,并由统一网管系统操作的综合信息传送网络。它可实现网络有效管理、实时业务监控、动态网络维护、不同厂商设备间的互通等多项功能,能大大提高网络资源利用率,降低管理及维护费用,实现灵活可靠和高效的网络运行与维护。它有世界统一的网络节点接口和一套标准化的信息结构等级,具有丰富的开销比特专用于网络的维护管理,采用同步复用结构并具有横向兼容性,因而能够灵活动态地适应任何业务和网络的变化,是一种理想的新一代传输体制。

传统的准同步数字体系PDH(Plesiochronous Digital Hierarchy)是在数字通信网的每个节点上都分别设置高精度的时钟,这些时钟的信号都具有统一的标准速率。尽管每个时钟的精度都很高,但总还是有一些微小的差别。为了保证通信的质量,要求这些时钟的差别不能超过规定的范围。因此,这种同步方式严格来说不是真正的同步,所以叫做“准同步”,这种系列对传统的点到点通信有较好的适应性。但随着数字通信的迅速发展,点到点的直接传输越来越少,大部分数字传输都要经过转接,因此存在一些难以克服的弱点,诸如缺乏标准接口,复用结构僵硬,网管能力有限等,无法形成网络规模,网络生存性较差等。

具体来说,SDH技术与PDH相比,具有较大的优越性,主要表现在以下几个方面:

(1)SDH具有世界标准,使1.5和2 Mbps两大数字体系在STM-1上得到统一;

(2)高度灵活性:SDH传输网具有信息透明性,可以传输各种净负荷及混合体;

(3)灵活的复用映射结构,使各种业务能灵活上下;

(4)SDH设备使用指针调整技术,可以容忍各路信号频率和相位上的差异;

(5)SDH设备能容纳各种新的业务信号,如宽带ISDN、FDDI(光纤分布式数据接口)、ATM(异步转移模式)等;

(6)SDH帧结构中安排了丰富的开销比特,因而使网络的操作维护管理功能加强,便于集中统一管理,节约了维护费用的开支;

(7)由于SDH网络大都采用自愈环的网络结构,因此可靠性高、业务恢复时间短、经济性好,十分适应现代传输网的发展趋向。

3.2 乌河综合自动化工程的具体通信网络

乌河综合自动化工程SDH通信网络的拓扑结构以STM-4的链路结构为主,考虑到扩容需要,该链路上的各个分中心均采用OPS-622C的设备。OPS-622C每户通信节点都能提供1008×1008VC12级、48×48VC3级、16×16VC4级全时隙无阻塞交叉,支撑任意上下业务,具有单向、双向、广播能力,非常容易实现业务灵活调度。OPS-622C设备是新一代SDH传输设备,是多业务传送平台,除提供传统的PDH、SDH业务外,还具有IPoverSDH功能,提供以太网接口、PCM接入设备。

具体通信网络配置如下:(1)中心和6个分中心采用OPS-622C设备,传输速率为622 Mbps,配置S-4.1光接口版。中心配置64个E1,分中心配置8个E1。同时配置100Base-Tj接口,以满足数据传输、以太网等办公的需求。

中心采用OPI-03型的PCM多业务接入设备,OPI-03设备是一种模块化的多业务设备,通过各种业务接口盘,将语音、数据、图像等信号汇集成在标准的E1接口内,实现各种业务的接入;也可实现16个E1口中任意两个时隙之间的全数字交叉。具有强大的数字交叉连接(XC)和分/插(DA)等功能,内置1024×1024无阻塞交叉连接矩阵,实现了16个E1之间及E1与业务接口之间的交叉连接。

分中心采用OPI-01K型多业务接入设备,是基于PCM集群数字通信系统的基础设备,是一个双E1端口的复接设备,可通过各种接口盘,将语音、数据、图像等多种业务复用在不同的E1接口内进行传输。

(2)各分支线路(远端闸控点)采用DSM多业务光端机,传输速率达到155 Mbps,可实现自愈环网功能,实现4路话路和1路RS-232/485的传输需求。

4 结语

随着通信技术的飞速发展,光纤通信已逐步成为现代通信的首选技术,已经在水利系统中得到广泛应用。光纤通信为乌河综合自动化系统搭建了一个数据传输量大、易于维护管理、安全可靠的支持平台,SDH组网使乌河综合自动化系统的所有功能得到了充分的发挥。乌河作为乌鲁木齐的母亲河,在现代通信技术的支持下,运用现代化管理手段进行科学管理必将继续发挥其生机,为乌鲁木齐的国民经济作出更大的贡献。

参考文献

[1]乌鲁木齐河流域志编纂委员会.乌鲁木齐河流域志[M].乌鲁木齐:新疆人民出版社,2000.

[2]袁国良,李元元.光纤通信简明教程[M].北京:清华大学出版社,2006.

[3]吴翼平.现代光纤通信技术[M].北京:国防工业出版社,2004.

电力通信及自动化设备综合管理 篇9

1电力通信配电自动化管理系统的优点

电力通信配电自动化管理具有诸多优点, 主要表现在有利于提高企业经济效益。有利于提高企业的竞争力和有利于提高员工的工作效率三个方面, 其具体内容如下:

1. 有利于提高企业经济效益

电力通信配电自动化管理, 有利于达到企业经济运行目标。通过配电自动化管理系统, 显示出显著的经济效益, 究其原因, 主要有三点, 首先, 通过自动化的管理可以大大提高配电部门的工作效率, 从而进一步提高了企业的经济效益;其次, 由于是管理系统的规范化, 使得配电设备能够得到高效的利用, 这样就降低了总的投入;最后, 统一数据采集的方式, 减少了相当一部分的人力资源的投入, 从而节约了企业的生产成本。

2. 有利于提高企业的竞争力

企业想要取得良好的收益, 最根本的方法就是不断提高企业的竞争力, 供电企业也不例外。对企业而言, 提高竞争力的一个最有效的方法就是提高企业产品的科技含量以及服务水平。电力通信配电自动化管理系统, 采取电力通信配电自动化管理, 能够有效地提高企业的竞争力。例如, 通过配电自动化管理可以大大降低事故发生的几率, 即使发生事故, 也能很快的处理解决好, 这样就使得整个企业的服务上了一个新的台阶, 服务质量上去了, 竞争力自然而然也就提高了。

3.有利于提高员工工作效率

电力通信配电网自动化系统, 对提高员工工作效率具有重要意义。在电力通信配电自动化管理系统中, 电力系统自动化水平的不断提高, 一般的业务信息就不是通过人力, 配电自动化系统实用化的发展, 使电力通信配电自动化更多地是借助网络来进行输送, 这样就减少了很多手工操作, 提高员工工作效率。不仅如此, 通过优化资源配置, 提高终端用电效率, 还可以综合地掌握业务相关数据, 使得运算效率、运算速度极大提高, 进而使工作的运行更加准确高效。

2完善电力通信配电自动化管理系统的措施

在电力通信及自动化设备综合管理中, 完善电力通信配电自动化管理系统的措施, 可以从三个方面入手, 即了解自动化管理的条件、建设好配电的基本框架和采用现代化的管理方法。下文将逐一进行分析。

1.了解自动化管理的条件

要想实现配电自动化管理, 了解自动化管理的条件是关键。电力通信配电自动化管理系统, 在运行环境的要求方面, 对温度有一定的要求, 一般来说, 输电网自动化系统的终端设备必须在0℃—55℃之间运行。除了温度, 终端设备还会受到湿度、散热、雷电等因素的影响, 因此, 在安装的时候就需要有过硬的技术加以支撑。另外, 电力通信配电自动化管理系统对于终端设备的稳定性也有相当高的要求, 如果稳定性不够, 会给终端设备的运行带来很大的影响。

2. 建设好配电的基本网架

建设好配电基本网架, 是实现电力通信自动化管理的基础。为保证配电网的安全经济运行, 在配电网架建设方面, 根据用户对供电可靠性的要求, 最常用的配网接线主要有几种形式, 包括树状接线、放射状接线、环网状接线等, 其中环网状接线是最常见的形式, 也可看作是树干式的另一种接线形式, 环网配电供电能力强、范围广、形式方便灵活, 能够在发生事故的时候有足够的转移负荷的能力, 将配电网环网化, 无论是安全性还是稳定性, 都会有一定的保障。

3. 采用现代化的管理方法

电力通信配电自动化管理是电力系统现代化发展的必然趋势。配电自动化技术是服务于城乡配电网改造建设的重要技术, 与传统的电力通信配电管理系统相比, 电力通信配电自动化管理系统属于一种现代化管理方式。采用现代化的管理方法, 对电力通信配电自动化进行综合信息管理系统, 其目的是提高供电可靠性, 改进电能质量。因此, 在运行过程中必须加强领导、合理安排, 从而使电力通信自动化设备达到最佳效果。

3结语

总之, 随着配电化自动管理的深入发展, 电力通信配电自动化管理系统, 克服了传统和现有管理系统的不足, 其自动化、智能化、高效化等一系列的优点日益凸显, 使网络管理更加集中维护和方便及时, 并且这种自动化管理系统随着实践的发展将会越发完善。相信不断提高电力通信及自动化系统的可靠性和实时性, 在配电自动化管理系统之下, 整个电力系统会朝着一个更加健康、高效的方向发展。

参考文献

[1]吴永晨.电力系统自动化技术应用与发展.中国高新技术企业.2010, (06)

[2]李涛.浅谈基于计算机技术的自动化系统在电力工程中的应用.中国科技信息.2010, (22)

[3]伊洲.电力通信综合网管系统的发展前景.机电信息.2011, (36)

配电自动化系统中的通信系统 篇10

配电自动化在世界发达国家使用和发展的比较早, 而我国随着社会经济与科学技术的高度发展和现代化的建设, 配电自动化的发展脚步在不断地加快, 通信系统是配电自动化系统工程的基础, 保证了整个系统安全可靠运行。配电自动化系统一般由主站、通信网络、变电站自动化系统及配电远方终端 (RTU) 组成。通信网络作为配电自动化的重要的一个环节, 具有稳定性、可靠性才能会使配电站正常的运行。现代通信系统分为无线通信系统和有线通信系统。当电磁波的波长达到光波范围时, 被人们称为光通信系统, 其他电磁波范围的通信系统则称为电磁通信系统。配电自动化系统的监控对象具有点多、分散、具体、全面的特点, 配电自动化系统的使用要有稳定的通信通道, 才能保证将控制指令准确的传输到远程终端里, 配电自动化要和多个远程终端进行信息交换、指令传输, 所以通信系统的稳定性很重要。如果在现代化集中控制式的配电自动化系统中没有高质量的通信系统, 那么就不能称之为完整的配电自动化系统。

2 配电自动化中的几种通信方式

配电自动化系统一般由主站、现场设备、和通信部分组成, 主站主要功能是负责整个系统的协同指挥作用, 通过通信传输得到现场设备的数据和状态, 与数据库的数据进行对比分析, 得到正确结论, 并通过通信设备对现场设备进行远程指挥。现场设备对各相关设备进行检测和数据的采集, 将数据信息传输给主站, 再得到主站的命令指挥。通信部分是通过介质对主站和现场设备进行数据和指令的传输。在配电自动化系统中各种测控功能都要通过通信来传递。通信系统用以完成信息传输, 现在的通信系统大多以电磁波的方式进行发送信号, 以空气为介质进行传播的, 而信源的作用就是将所要传输的信息转变为电信号的方式。现在基本都向数字信号方面发展, 由于数字信号具有抗干扰、可控性、保密性等特点, 但是由于数字通信的系统设备比较复杂, 还没有被广泛的应用在配电自动化设备中。

随着社会的不断发展, 通信手段也越来越多种多样。按照传统的分类方法, 可分为有线方式和无线方式, 无线电通信系统是利用无线电波在大气、空间、水或岩石、沙土等介质进行传输通信的。

3 配电自动化对通信系统的要求

配电自动化系统的规模是很大的, 涉及的各方面知识是很多的很广的, 内部系统涉及的自动化装置多、终端数量多, 分布广泛。所以, 配电自动化系统需要一个有效、可靠地通信网, 配电自动化对通信系统的要求, 取决于配电网的规模和要求实现的具体希望水平, 配电自动化要具备以下特点:通信的可靠性、通信技术的经济性、可行性和使用维护的方便性、配电通信的实时性、通信系统的可扩充性、双向通信能力。

对于配电自动化系统来说, 在不同的环境下, 经过具体分析使用不同的方式来满足所需的通信。主干网络可采用性能好容量大的光纤构成环网, 其它各支线由其它通信方式来连接, 然后在传送到主控中心。这种通信方式是现在人们普遍应用的通信方式。

4 配电自动化使用的通信方式

4.1 有线通信。

其特点是建设简单, 线路衰耗大, 频带窄, 容易受到干扰, 电力系统自动化中只能做近距离传输信道, 耗费的工时和资源较大。适用于短距离通信。

4.2 载波通信。

配电载波系统数据传输速率较低, 容易受到干扰, 由于载波通信时有盲区, 无法传送信号, 还有安放在户外的配电线载波设备的接地不便处理。配电载波有两种变形即脉动控制技术和工频控制技术, 都是利用电力线路作为信号的传输途径。

4.3 光纤通信。

光纤通信是以光波为通信载体, 光导纤维做传送介质的一种传输手段, 光纤通信与其他通信比较有以下优点:光纤传输频带宽、通信容量大, 传输过程中损耗小, 光电隔离, 抗干扰, 组网方便、体积小。以光纤通讯为主网络, 在间隔中心主站比较远或测点稀少的地方, 辅以无线通讯方式或有线局域网的方式, 可能是现实比较理想的方式。采用不同的通讯方式, 容纳不同的通讯介质, 是经济公道的, 有利于普及。

4.4 有线载波。

有线载波方式是在两个终端之间使用调节器, 将信号调制后传输, 常用的MODEM是音频载波调制解调器, 是将数据信号调制成音频载波信号经电缆传输, 接收端再将音频载波解调为数据信号的方式。

4.5 无线电通信。

无线电通信系统具有投资少、组网方便、便于安装、覆盖面积大的优点, 无线电通信在配电自动化系统中应用非常广泛, 传统的无线通信方式有:AM、FM、PM、无线寻呼等, 无线数据传输系统在应用中也有局限性, 在无线传输系统组网中, 有的由于通信距离太远, 或地形条件比较恶劣, 使接收场强比较弱, 形成盲区, 所以无线通信不适合高层建筑和多山地区, 在电磁干扰区域无线电通信也无法使用。

5 通信系统的网络结构

根据配电自动化系统的构成及分布的特点, 通信系统大多采用多分级分布式网络结构, 由主线通信与分支通信相结合的方式组成。多级分布的通信系统的各级节点、数据量、性能要求不同, 选取的通信方式也不同。在实际应用中结合环境地势的要求与经济性的考虑进行多种通信方式混合使用。通信系统是整个配电自动化系统的重要组成部分, 通信部分的好坏直接影响着配电自动化系统的整体性能, 通信系统的网络结构设计时应遵循开放性、先进性、经济性、兼容性等原则进行合理的设计。在设计中还应考虑到在故障时具有一定的自我恢复能力。

结束语

我国的电力系统经过了近几十年的不断发展, 现在已经初具规模, 尤其是在高压输电网及调度自动化系统方面。在配电自动化通讯系统中, 以光纤通讯的自愈环方式为主, 辅以有线、无线等其它方式, 很可能是未来几年内配电自动化中通讯组网技术的主流。如今的人们离不开电, 如果停电人们的正常生活生产就无法进行下去, 所以保证人们的正常用电是很重要的。由于配电自动化系统功能多而复杂, 所以单一的通信系统有时无法满足配电自动化系统的正常运行, 采取综合通信系统的目的在于能够保证通信通道的正常使用, 使配电自动化系统更加完善。

参考文献

[1]黄永辉.郑州电网计费及线损在线监控系统[D].郑州:郑州大学, 2010.

[2]苏剑.停电不再长久-配电自动化提高了可靠性[J].农村电气化, 1997.

[3]胡宪泽.贵州市北城区配电自动化的通信方案[J].电力系统通信, 2001.

[4]徐金龙.基于有限电视网的配电自动化通信方案[J].电力系统自动化, 2002.

[5]阎鲁.配电自动化及分布智能控制的应用[J].江西电力, 2000.

综合自动化通信系统 篇11

摘要：论述了变电站综合自动化系统及监控自动化系统设计问题、发展趋势和存在问题。

关键词：变电站自动化系统工程设计

0 引言

变电站综合自动化系统是一项比较成熟的技术，是在微机技术和网络通信技术的基础上发展起来的。变电站综合自动化技术使变电站的设计和建设成本降低。近年来，我国所有220kV变电站采用了远方终端装置加上当地装置(当地功能)再配上测控单元、通信装置、UPS等屏柜组成监控自动化系统，国内综合自动化技术已经相当成熟。

1 设计原则

依照大型枢纽变电站综合自动化相关的设计规程。在变电站初步设计审定原则的基础上，考虑运行部门的实际需要，将变电站内当地监控功能、数据采集和处理(SCADA)、远动功能及数字保护信息结合为一个统一的整体，使二次回路简单明了，即可有人值守，亦可实现无人值守。目前，220kV变电站基本实现无人职守。

2 某220kV变电站综合自动化系统的设计举例

2.1 系统构成

2.1.1 系统选择及配置 ①设计推荐采用局部分散分布式产品，实现变电站的所有监视、控制操作功能、RTU 功能及与远方的各种通信功能。②采用双机系统，35kV 测控单元下放到开关柜，总线技术先进且有成熟的运行经验，并具有可扩性。操作可靠、简单、灵活、方便，系统运行稳定。③变电站内继电保护及安全自动化装置均独立设置，微机保护装置数字信息通过串行通信口和监控系统进行通信，其它保护及安全自动化装置的信号通过开关量采集进入监控系统，监控系统能够将继电保护及安全自动化装置的信息传输到调度端。

2.2 监控系统的主要功能及技术要求

2.2.1 数据采集 对变电站的运行状态和参数自动实时或定时进行采集，并作必要的预处理。数据应同时满足调度和变电站内监控主站实时画面显示、制表、打印等功能要求。①状态量：包括所有断路器、隔离开关、接地刀、变压器分接头、主控制室空调等开关位置接点，继电保护及自动装置的开关量，断路器的各种故障及事故信号量。输入采用无源接点方式。输入回路应有光电隔离，光电隔离电压不小于2000V。②模拟量：包括各电压等级线路有功功率P，无功功率Q， 电流I，母线电压U，220kV母线频率Hz，主变压器高压侧的功率因数COSφ，主变压器油温，主控制室室温，直流系统的电压U、 电流I。交流采样，额定电流5A或1A。

2.2.2 电度计量 采用RS485串行口，能分时计费，按峰、平、谷要求实现电量累计，累计量应能超过1个月。

2.2.3 控制操作 包括所有电压等级断路器的跳、合操作和主变压器有载调压分接头升、降手动控制。控制操作在执行前，必须进行校核，确认后才能执行。装置故障应闭锁出口。控制输出继电器线径不小于0.09mm。控制输出采用无源接点方式，接点容量为DC220V，5A。正常控制输出在计算机上实现。同时在监控柜上设置就地/远方操作转换总开关，每台断路器设置紧急手动控制开关，可直接跳、合断路器，而不受计算机系统故障的影响。对操作员进行控制操作权限限制，操作人员应事先登录，并有密码及防止误操作措施。本系统能进行220kV母联断路器的同期操作。隔离开关操作应具备“五防”功能，“五防”与监控系统应能进行双向通讯。

2.4 隔离开关“五防”设备 能实现强制运行人员按照既定的安全操作程序，对电气设备进行操作，避免电气设备的误操作，执行部颁的规范“五防”要求。①防止误拉合开关；②防止带负荷拉合隔离开关；③防止误入带电间隔；④防止带电挂地线(接地刀闸)；⑤防止带地线(接地刀闸)合闸。

设计要求能鉴别各个刀闸合、分位置和网门开、闭位置的性能，并在操作中不需逐一倒换钥匙，只需一把电脑钥匙，按照指定的程序，能在一个回路中完成多项操作。

2.5计算功能数据库中应有按现场要求的二次计算量：主变压器高压侧负荷率及日平均负荷、最高负荷(年、月、日、时)、最低负荷。220kV及110kV各线路所采集模拟量的平均值、最高值、最低值。(年、月、日)各母线电压最高、最低值(年、月、日、时、分)，月波动率及特定日期的电压合格率。电度量累计，失电时有保护措施，不丢失累计。(年、月、日)母线电压不合格累积时间及由此计算的电压合格率。电容器投切次数及可调率，变电所功率因数的合格率。有载调压装置调节次数累计和日最高调节次数记录及停运时间记录。实时数据可在线进行上下限值测点投退的修改，二次计算量的参数可由用户增加和修改。

2.6历史数据的记录与处理日志报表数据库存一年半历史。可方便的形成各种历史数据点，并可方便的实现历史数据的报表打印和显示修改功能。

2.7安全监视通过CRT对全所主设备、辅助设备的运行进行监视，并对各运行参数进行实时显示。系统定周期对模拟量检测，越限报警，并可记录和查阅。系统定周期对开关量状态进行检测。事件顺序纪录(SOE)点有变化立即报警。有报警信息可在CRT上以汉字显示，并在打印机上以汉字打印。事故音响报警功能。事故和预告报警音响应有区别，并有语音报警。系统具有定时、随机打印的功能。事件记录(数据修改、操作设备)存盘及打印。

2.8事件处理当发生事故、故障、状态变化、越限等事件时，综合自动化系统应自动作一系列处理，如推出简报、登录一览表、发出音响、推出画面、自动事故追忆、画面变色闪烁、数据变色等，预告信号应按登记区别处理。

2.9画面显示画面种类包括监控系统配置图、主接线图、棒状图、曲线图、操作显示、组态显示、报警及各种表格显示。①运行人员可方便的调出画面。②程序员可在CRT上修改和编辑画面。③趋势图可由用户在线定义所要显示模拟量、测点起始时间、采样周期。

2.10自诊断功能系统本身具有对软硬件的自诊断功能。发生局部故障时CRT上以汉字显示及在打印机上以汉字

打印。自恢复功能。

2.11运行人员操作记录系统记录运行人员所进行的操作项目和每次操作的精确时间。

2.12操作票功能根据实时状态信息来编制操作票，满足各种操作要求，并可人工修改。

2.13通信功能与省调及市调、县调的通讯要求如下：①与省中调调度自动化系统通讯采用制式、规约应统一。②与市调。县调调度自动化系统通讯采用部颁规约。③系统应能方便地开发出其它通信规约。④系统应具有将来实现数据网络通信(广域联网)的接口。⑤由市级调度应能实现远方遥控。

要求与用电部门的通讯接口，与变电所内微机保护装置、直流系统、小电流接地装置及全电子电度表采用串口通讯。微机保护、直流设备及接地选线装置的规约符合运行部门要求。

2.14 对时 采用GPS卫星对时，能与变电站内所有微机装置实现软件对时。

2.15 电源 监控系统应配备UPS不间断电源系统或者交直流切换器，站用电消失后保证供电时间不应小于1小时。

3 监控系统的主要技术指标

3.1 软件配置 系统软件应提供开放式多任务的操作系统，多窗口的人机界面，友好的支持软件，数据库管理软件，有丰富运行经验的应用软件。

4 硬件配置

硬件配置应满足系统功能和技术要求，留有适当备用，设备选用标准化的成熟产品，并便于配套、扩充、运行维护以及方便与其它自动化系统交换信息。

5 结束语

目前，国内变电站的综合自动化技术已经相当成熟，随着计算机监控技术的不断发展，变电站综合自动化系统的稳定性、可靠性、科技性不断提高，为了适应科技的发展潮流，为了更好的实现变电站的自动化及数字化水平，数字化变电站是基于综合自动化变电站基础上的一个发展方向。

参考文献：

[1]变电站自动化——美国选定的长期目标.世界电力.1997(2).

[2]林晓东.无人值班变电站自动化系统的设计思路.电力自动化设备 1997(3).

[3]扬泽羽.变电站综合自动化系统技术设计探讨.电力系统自动化.1997(9).

[4]王明俊.无人值班变电站的发展与综合自动化系统.电网技术.1997(11).

配电自动化系统通信方案的设计 篇12

昆明供电局城域网多业务平台采用MSTP内嵌RPR技术构建, 能够满足昆明城域范围内综合数据业务与TDM业务的统一平台传输, 系统分为骨干层、汇聚层和接入层。骨干层选用华为OptiX OSN 3500 STM-64的MSTP设备, 骨干带宽为10G, 组建环形网络的拓扑结构;汇聚层选用华为OptiX OSN 3500 STM-16的MSTP设备, 承载传输速率为2.5Gbit/s的信号, 汇聚层构成多环结构, 每个汇聚环以2点接入骨干层, 并实现区域业务的汇聚;接入层选用华为OptiX155/622H (Metro1000) STM-1/STM-4的MSTP设备, 采用155M/622M速率接入汇聚层或骨干层, 接入层根据实际地理位置和光纤链路情况, 通过接入环或支线接入。昆明城域网多业务平台建设项目包括骨干节点7个, 骨干构成10G环;汇聚层节点13个, 构成4个2.5G环网;接入层节点32个, 构成3个622M环和1个155M环以及其它支线接入。

2 系统设计原则

配电自动化通信系统旨在满足配电自动化信息传输的要求, 同时受到配电网结构、环境和经济等条件的约束, 需统筹考虑组网技术、网络架构、传输介质和设备选型等方面与配电网络的特点和规模及业务发展相适应, 通信系统建设遵循以下几条原则:

1) 合理设计网络架构, 根据现有通信网络资源采用因地制宜的通信技术, 统一通信管理平台。

2) 通信系统带宽、容量和速度应满足配电自动化系统的数据传输要求。

3) 通信网络的建设不仅要适用现有配电网的条件, 满足目前配电自动化的要求, 而且要能适用技术发展满足未来系统的发展。

4) 通信系统采取分层的结构, 终端数据由通信子站汇聚后再送到主站, 既要充分利用通信资源, 又要便于分区管理。

5) 应保证通信系统运行的可靠性和稳定性, 综合考虑建设周期和投资成本, 维护工作量等因素对通信方案进行设计。

6) 配电自动化通信系统的设计与建设与配电自动化建设过程中一次设备的建设、改造同步进行。

3 配电自动化结构对通信的要求

根据昆明电网的调度管理模式, 配电自动化系统采用分层分控应用结构:在调度中心建设一套配电自动化主站系统, 在区局建设配电自动化二级主站系统。各个区局配电自动化二级主站系统根据管辖权限分别采集、处理和监控辖区所有的配电终端数据。各个区局二级主站系统与调度中心采用网络连接, 根据调度中心配电自动化系统的需要向上传送数据。系统结构见图1。

通信需要针对不同配电业务的传输带宽、速率及安全性等要求, 选取合适的通信技术和方式。

4 配电自动化通信网络设计

4.1 网络拓扑

通信系统以光纤以太网为主体, 电力载波通信为辅的设计原则, 并充分利用现在已经建成的城域网多业务平台, 本次配电自动化通信网络拓扑设计如下:

4.1.1 数据传输描述:

1) 配电光环网上的二层工业以太网交换机及主载波机完成前置数据汇集点的功能, 采集配电监控设备的数据。

2) 变电站三层工业以太网交换机收集各个配电光环网上传的配电监测数据。

3) 变电站三层工业以太网交换机收集到的配电监测数据通过已经建成的城域网多业务平台上传至区域主站系统或者配调主站系统。

4) 配变监测系统目前已经实施, 通信方式主要采用GPRS无线传输, 配电自动化系统可以通过与配变监测系统接口的方式获得配变监测数据。

4.1.2 通信方案设计

配电通信以光纤方式为主, 载波方式作为试点的通信方案。

通信层次划分

根据配电自动化层次要求, 通信系统采用分层结构, 即分为配电通信骨干层、配电通信接入两层结构, 通信节点分为通信主站、通信子站, 各层和各节点的含义如下:

1) 配电通信骨干层:指各个通信子站与通信主站之间的通信网络。

2) 配电通信接入层:指通信终端与通信子站之间的通信网络。

3) 通信主站:负责将通信子站传送的信息送到配电自动化主站系统 (包含配电主站与区调分站系统) , 设置在地调或区调分局。

4) 通信子站:设置在110kV变电站。通信子站设备的功能:作为通信中继, 负责汇聚接入层的各个通信终端的数据信息帧, 并将其重组, 转换为骨干层传输的数据, 完成传输数据所必要的控制功能、错误检测和同步、路由选择、传输安全等功能。

4.1.3 通信方式

1) 配电通信骨干层通信方式:目前昆明地区光传输网络已基本覆盖全部 110kV 及以上变电站, 220kV 变电站光纤全部成环, 主网的主要通信网络是SDH (MSTP) 网。

2) 配电通信接入层通信方式:配电通信子站与通信终端之间的通信是配电通信最为复杂的部分, 也是配电通信的难点和重点。根据对配电通信方式的分析和比较, 通信方式选择如下:

* 对于有光纤铺设的区域或方便光纤铺设的区域和主干线路, 采用光纤以太网作为通信手段;

* 对于无法铺设光纤和配电网络末端变压器一级, 试点开展载波作为通信手段。

5 结束语