陳蕓

（南京蘇逸實(shí)業(yè)有限公司設(shè)計(jì)院，江蘇南京210009）

南京配網(wǎng)自動(dòng)化二期通信網(wǎng)的建設(shè)

陳蕓

（南京蘇逸實(shí)業(yè)有限公司設(shè)計(jì)院，江蘇南京210009）

電網(wǎng)配電自動(dòng)化是智能電網(wǎng)的重要部分，是電網(wǎng)現(xiàn)代化發(fā)展的必然趨勢(shì)。介紹了南京地區(qū)配網(wǎng)自動(dòng)化一期項(xiàng)目與二期項(xiàng)目通信建設(shè)模式的異同，采用通道優(yōu)化提高了通信的可靠性和數(shù)據(jù)的完整準(zhǔn)確性，同時(shí)取消變電站內(nèi)子站設(shè)備，節(jié)省了設(shè)備投資，保證了南京二期配網(wǎng)自動(dòng)化項(xiàng)目的全面實(shí)現(xiàn)。

配網(wǎng)自動(dòng)化；通信技術(shù)；EPON

配電自動(dòng)化系統(tǒng)是利用現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)正常運(yùn)行及事故情況下的監(jiān)控、保護(hù)和配電管理的系統(tǒng)。其內(nèi)容涵蓋了配電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視系統(tǒng)（SCADA）、配電地理信息系統(tǒng)（GIS）和需求側(cè)管理系統(tǒng)（DSM），是一個(gè)龐大復(fù)雜的、綜合性很高的系統(tǒng)性工程［1］。配電自動(dòng)化通信系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化信息傳輸?shù)年P(guān)鍵系統(tǒng)南京地區(qū)經(jīng)過(guò)一期試點(diǎn)項(xiàng)目的建設(shè)，在二期建設(shè)時(shí)，不再采用子站設(shè)備，此時(shí)二期項(xiàng)目需采用不同的通信傳輸模式，一期與二期項(xiàng)目產(chǎn)生了傳輸模式共存的問(wèn)題，文中討論了解決的方法。

1　南京配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)現(xiàn)狀

南京作為國(guó)家電網(wǎng)公司關(guān)于堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)第二批試點(diǎn)項(xiàng)目中19家配電自動(dòng)化試點(diǎn)單位之一，于2011年底完成了試點(diǎn)項(xiàng)目的建設(shè)。試點(diǎn)項(xiàng)目有3個(gè)區(qū)域：奧體中心區(qū)、新街口區(qū)域、中山陵風(fēng)景區(qū)。試點(diǎn)項(xiàng)目對(duì)試點(diǎn)區(qū)域內(nèi)64條10 kV線路進(jìn)行自動(dòng)化建設(shè)與改造，新建24座變電站通信設(shè)備及24套配電子站；新建光纖通信網(wǎng)絡(luò)197 km。

2　南京配網(wǎng)自動(dòng)化通信系統(tǒng)現(xiàn)狀

配網(wǎng)自動(dòng)化通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)完全遵循Q/GDW 625—2011［2］的有關(guān)技術(shù)原則。線路終端采用光纖以太無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（EPON）通信方式實(shí)現(xiàn)信息上傳，通信系統(tǒng)采用就近、雙路由接入方式，每條線路采用雙路由結(jié)構(gòu)組網(wǎng)。光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）終端設(shè)備選用雙無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PON）口的工業(yè)級(jí)設(shè)備，配置在配電終端處，光線路終端）設(shè)備配置在變電站內(nèi)，終端ONU與變電站OLT之間采用通信光纜連接。

如圖1所示，一期配電自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)由主站核心節(jié)點(diǎn)、子站節(jié)點(diǎn)、終端節(jié)點(diǎn)組成，從層次上講，存在核心節(jié)點(diǎn)、子站節(jié)點(diǎn)和終端節(jié)點(diǎn)三級(jí)結(jié)構(gòu)，各個(gè)子站之間沒(méi)有直接鏈路連接。所有子站都是直接連接到主站的核心節(jié)點(diǎn)。終端ONU雖然雙PON口接入到不同的OLT設(shè)備上，但最終的配電終端設(shè)備是將數(shù)據(jù)送到所屬變電站的子站設(shè)備上。

圖1　一期網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

3　南京地區(qū)配網(wǎng)自動(dòng)化二期通信網(wǎng)的建設(shè)

由于子站設(shè)備的存在成為終端數(shù)據(jù)發(fā)送單點(diǎn)，無(wú)法發(fā)揮EPON網(wǎng)絡(luò)手拉手冗余作用，根據(jù)國(guó)網(wǎng)公司相關(guān)規(guī)范，南京配網(wǎng)自動(dòng)化二期工程不再采用子站設(shè)備。

3.1二期通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方法

圖2為二期通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)結(jié)構(gòu)，配網(wǎng)線路涉及到的變電站，有些是新增站，有些是一期在用變電站，新增站需要增加變電站路由器和OLT，一期變電站只需要在原設(shè)備的基礎(chǔ)上增加相應(yīng)的模塊即可。

二期增加的終端全部采用直接與主站通信的方式，一期的終端保持原有的與子站通信的方式，當(dāng)二期終端接入到一期變電站時(shí)，二期終端與一期終端的數(shù)據(jù)分別按照預(yù)設(shè)的方式轉(zhuǎn)發(fā)，互不影響。

3.2通信系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程

圖2　二期網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

由于南京地區(qū)配網(wǎng)自動(dòng)化一期與二期項(xiàng)目存在不同的通信設(shè)備，故信息的傳輸方式也存在不同，一期二期項(xiàng)目通信系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程如圖3所示。

圖3　通信系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)模式

一期終端的網(wǎng)關(guān)都放在變電站的路由器上，一期終端通過(guò)①通道或者②通道與子站設(shè)備進(jìn)行通信，ONU根據(jù)①、②線路狀態(tài)（up、down）進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)選擇，同一時(shí)間只有一條線路處于active狀態(tài) （數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)）。正常情況下，終端通過(guò)①通道接入OLT1，然后再接入變電站路由器1和子站設(shè)備；如果①通道出現(xiàn)故障，ONU迅速切換到②通道，終端通過(guò)②備通道接入OLT2，然后通過(guò)變電站路由器2、SDH傳輸線路、核心路由器、SDH傳輸線路，再接回到變電站路由器1和子站設(shè)備。所以如果此時(shí)終端走的是②通道，那么數(shù)據(jù)要傳到子站設(shè)備，需要2次經(jīng)過(guò)SDH傳輸線路，如果此時(shí)中間任一節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問(wèn)題，都會(huì)影響數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。

子站設(shè)備通過(guò)變電站路由器1、SDH傳輸線路、核心路由器、核心交換機(jī)，然后將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到主站前置機(jī)1或者前置機(jī)2上。如果變電站路由器1所連接的SDH傳輸線路出現(xiàn)故障，不管是①還是②通道的數(shù)據(jù)都無(wú)法經(jīng)過(guò)子站設(shè)備傳輸?shù)街髡厩爸脵C(jī)上。

二期終端的網(wǎng)關(guān)也放在變電站路由器上，二期終端通過(guò)③通道接入到OLT2，然后再通過(guò)變電站路由器2、SDH傳輸線路、核心路由器、核心交換機(jī)，然后將數(shù)據(jù)送到主站前置機(jī)1或者前置機(jī)2上；如果ONU檢測(cè)到③通道的狀態(tài)發(fā)生變化，切換到④通道，此時(shí)ONU通過(guò)新增站OLT3，接入到路由器3、SDH傳輸線路、核心路由器、核心交換機(jī)，然后將數(shù)據(jù)送到主站前置機(jī)1或者前置機(jī)2上。

綜上所述，二期終端數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，由于沒(méi)有子站設(shè)備的制約，終端可以真正實(shí)現(xiàn)雙PON口的手拉手傳輸方式，終端直接將數(shù)據(jù)發(fā)給主站設(shè)備，避免了PON2口的數(shù)據(jù)通過(guò)2次通信線路連接到所屬子站設(shè)備，增加了整網(wǎng)的冗余度。

3.3數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流程

對(duì)于主站來(lái)說(shuō)，2臺(tái)前置互為備份，正常運(yùn)行時(shí)，終端負(fù)荷均勻分配在2個(gè)前置上，數(shù)據(jù)傳送發(fā)起主動(dòng)權(quán)在前置。

（1）前置1第一網(wǎng)卡的IP通過(guò)變電站1的通道1與終端進(jìn)行連接，終端與前置連接后發(fā)生業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。

（2）變電站1與配電終端的通道1的通信光纖發(fā)生故障后，光路斷開，變電站1內(nèi)OLT設(shè)備檢測(cè)到光路故障后，將通信通道切換到變電站2的通道2上，主站前置監(jiān)測(cè)到第一網(wǎng)卡的IP地址連接不通后，對(duì)第二網(wǎng)卡的IP地址連接的終端IP地址發(fā)起連接，前置通過(guò)變電站2的通道2與終端進(jìn)行連接，終端與前置連接后發(fā)生業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。

（3）前置1發(fā)生故障后，由前置2通過(guò)上述步驟（1）、（2）與配電終端進(jìn)行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)交互。

（4）通信通道或前置切換后，配電終端業(yè)務(wù)發(fā)送過(guò)的信息由于需要主站的確認(rèn)，因此都有記錄，斷鏈之前發(fā)送過(guò)的信息不再重復(fù)發(fā)送，斷鏈期間生成的信息鏈路建立后會(huì)重新發(fā)送，保證了數(shù)據(jù)不丟失、不重復(fù)。

4　結(jié)束語(yǔ)

電力系統(tǒng)通信網(wǎng)是唯一一張與電網(wǎng)平行、從500 kV覆蓋到10 kV乃至用戶家庭的網(wǎng)絡(luò)。10 kV終端通信接入網(wǎng)在整體網(wǎng)架上起到承上啟下的作用。南京地區(qū)配電自動(dòng)化系統(tǒng)經(jīng)過(guò)一期試點(diǎn)工程的試運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)了一期EPON通信配置的不足，在二期建設(shè)過(guò)程中，通過(guò)對(duì)主站設(shè)備和變電站通信設(shè)備均采用多種冗余備份方式，提高了通信的可靠性和數(shù)據(jù)的完整準(zhǔn)確性，徹底解決了配網(wǎng)自動(dòng)化一期和二期通信方式采用不同模式所產(chǎn)生的模式共存問(wèn)題。同時(shí)二期工程取消了變電站內(nèi)的子站設(shè)備，節(jié)省了項(xiàng)目投資，保證了南京二期配網(wǎng)自動(dòng)化項(xiàng)目的全面實(shí)現(xiàn)。

［1］崔厚坤，陳蕓.南京配網(wǎng)自動(dòng)化通信網(wǎng)建設(shè)探討［J］.電力系統(tǒng)通信，2011，32（7）：16-19.

［2］國(guó)家電網(wǎng)公司.Q/GDW 625—2011配電自動(dòng)化建設(shè)與改造標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定［S］.北京：中國(guó)電力出版社，2011.

The Construction of Phase-two Communication Network for Nanjing Distribution Automation System

CHEN Yun
（Design Institute of Nanjing Su Yi Industrial Co.Ltd.，Nanjing 210009，China）

As an important part of the smart grid，distribution automation system is the development trend of modern power grid.This paper studies similarities and differences between the communication modes in the first and second phases of Nanjing distribution automation system.The comparison indicates that channel optimization improves the reliability of communication and the integrity and accuracy of data.At the meantime uninstallation of sub-station equipment reduces investment.These measures guarantee the entirely realization of the second phase of the Nanjing distribution automation system.

distribution automation；communication technology；EPON

發(fā)電技術(shù)

TM76

B

1009-0665（2015）03-0067-02

2014-11-26；

2015-03-15

陳蕓（1976），女，江蘇南京人，高級(jí)工程師，從事系統(tǒng)通信、自動(dòng)化專業(yè)設(shè)計(jì)工作。