EPON在智能电网中的应用技术交流

1、1EPONEPON在智能电网中的应用技术交流在智能电网中的应用技术交流2011年年1月月2配电网自动化及通信方式介绍配电网自动化及通信方式介绍1EPON用于配网通信可行性分析用于配网通信可行性分析2EPON技术配网通信的解决方案技术配网通信的解决方案3EPON在电力通信的技术要求在电力通信的技术要求4内容提纲3PVSPVSCBCB站内重合器和断路器 PVS柱上真空开关同处一同处一个位置个位置配电网一次设备线缆图PVSPVSPVS电源电源A电源电源BI段段II段段III段段IV段段重合器重合器环网柜重合器重合器重合器重合器PVS柱上真空开关（重合器）配电网自动化及通信方式介绍配电网自动化及通信方

2、式介绍4配电网一次设备线缆图配电子站PVS10KV 母线母线站内馈线开关断路器断路器分支断路器配电网自动化及通信方式介绍配电网自动化及通信方式介绍5SPSPVSRTUSPSPVSRTUCBCBCB站内重合器和断路器站内重合器和断路器PVSPVS柱上真空开关柱上真空开关SPS-SPS-电源变电器电源变电器RTURTU一体型远方终端一体型远方终端同处一同处一个位置个位置配网自动化终端设备组网图各个配变终端（RTU、DTU、FTU）放置在电力一次设备的旁边，负责参数的采集和监控配电网自动化及通信方式介绍配电网自动化及通信方式介绍6PVSPVSPVS电源电源A电源电源BI段段II段段III段段IV段段

3、重合器重合器FTU环网柜环网柜配网自动化终端DTUDTUFTU重合器重合器重合器重合器配电网自动化及通信方式介绍配电网自动化及通信方式介绍7SPS配电子站环网柜监控FTUTTUPVS配电线RTU10KV 母线母线FTU配电子站配电线10KV 母线母线配网自动化终端配电网自动化及通信方式介绍配电网自动化及通信方式介绍8配网自动化通信的作用配电网自动化及通信方式介绍配电网自动化及通信方式介绍9通信可靠投资经济组网规范通信速率扩展性强配网自动化通信要求配电网自动化及通信方式介绍配电网自动化及通信方式介绍10配网自动化通信结构图配电网自动化及通信方式介绍配电网自动化及通信方式介绍11有线通信无线通信配

4、网自动化通信传统方式配电网自动化及通信方式介绍配电网自动化及通信方式介绍12 光猫（Modem）通信是早期的配电自动化通信系统建设中常用的一种光纤通信技术，利用配电子站附近的光纤接入，各子站通过光猫和就近的开闭所相连接，而其他开闭所则通过RS232和前一开闭所线缆级联，由此完成所有开闭所的接入。优点：1）突破了传统RS232/485的传输距离2）支持环网保护3）施工简单缺点：1）接入速率较低，一般在120kbit/s2）不具备抗多点失效性。RS-232RS-232总线总线串口服务器串口服务器RJ-45RJ-45RS-232RJ-45开闭所开闭所光纤光纤交换机交换机主要子站主要子站串口服务器串口

5、服务器RJ-45RJ-45交换机交换机子站子站主站主站配网自动化传统通信-RS232光猫配电网自动化及通信方式介绍配电网自动化及通信方式介绍13配网自动化传统通信-SDH配电网自动化及通信方式介绍配电网自动化及通信方式介绍14 配网传统通信方式-交换机配电网自动化及通信方式介绍配电网自动化及通信方式介绍15利用电力架空明线或地理电缆通过配电载波设备来传递信号，其优点是可用现有的配电线路传输不需另铺线路，而且便于管理。缺点是：数据传输速率较低；容易受到干扰、非线性失真和信道交叉调制的影响，并且与其他通信方式兼容性不好。采集终端采集终端采集终端采集终端采集终端采集终端采集终端采集终端采集终端采集终

6、端采集终端采集终端集中器集中器配网自动化传统通信-PLC配电网自动化及通信方式介绍配电网自动化及通信方式介绍16主站电台智能Modem前置机串口串口1 1主站电台智能Modem串口串口2 2CH2CH2智能化Modem监视单元主站电台CH3CH3主站电台串口串口3 3CH2CH2终端CH3CH3终端230MHz是微波通讯的一种，属于超短波通信方式。采用行业专网专用频段，通过微波实现信号传输。配网传统通信方式-230MHz配电网自动化及通信方式介绍配电网自动化及通信方式介绍17 配网传统通信方式-GPRS配电网自动化及通信方式介绍配电网自动化及通信方式介绍18 通过对传统配网通信手段的分析，结合

7、配电网的实际情况，目前配网自动化通信最终将以光纤+载波为主，其它通信方式为辅。 配电网主要通信信道最终方式选择配网自动化对光纤通信方式有哪些具体要求呢？配电网自动化及通信方式介绍配电网自动化及通信方式介绍19配网自动光纤通信面临的问题一、点到多点通信。由配网自动化终端数量和分布的特点决定，传统点到点的光纤通信方式在配网中并不适用。二、分光设备对环境因素不敏感。由电力配网特点决定了，在线路上在户外不可能有很好的工作环境。三、带宽能够满足配网自动化需求。四、终端设备工业级设计。包括环境适应性、供电等因素。五、网络扩展性好。扩展不影响整网架构。频繁的网络架构变化显然是配网通信所不能允许的。 配电网自

8、动化及通信方式介绍配电网自动化及通信方式介绍20配网自动化及通信方式介绍配网自动化及通信方式介绍1EPON用于配网通信可行性分析用于配网通信可行性分析2EPON技术配网通信的解决方案技术配网通信的解决方案3EPON在电力通信的技术要求在电力通信的技术要求4内容提纲211、配电网通信介质分析2、光缆建设分析3、EPON应用于配电网光纤通信分析4、供电分析5、配电网电缆组网分析6、EPON组网分析7、配电网对通信设备的环境要求分析8、通信 速率分析9、EPON链路保护分析10、EPON抗多点失效分析11、EPON通信网络扩容分析EPON通信可行性分析22省级核心网市级骨干网县级接入网火电厂火电厂5

9、00kV 220kV 220kV 220kV 110kV 220kV 110kV 110kV 110kV 110kV 35kV 35kV 35kV 35kV 35kV 220kV 220kV 110kV STM64/STM16STM16/STM4STM4/STM1（一）配电网通信介质分析（一）配电网通信介质分析23（一）配电网通信介质分析（一）配电网通信介质分析24（二）光缆建设分析（二）光缆建设分析25环网柜监控TTU配电线SPSPVSRTU配电子配电子站站10KV 10KV 母线母线FTU配电线配电网主站配电网主站同处一个位置同处一个位置配电子站配电子站10KV 10KV 母线母线交换机O

10、LTOLTONU1ONU2ONU3ONU4（三）（三）EPONEPON应用于配电网光纤通信分析应用于配电网光纤通信分析CBCB站内重合器和断路器站内重合器和断路器PVSPVS柱上真空开关柱上真空开关SPS-SPS-电源变电器电源变电器261、电压互感器变换电压，二次侧可输出220VAC2、就近配电变压器取电3、电压互感器+蓄电池（UPS）配电网测量仪表、继电保护装置、自动化终端及通信设备如何取电？ 电压互感器（PT potential transformer）配电采集终端220VONUONUPT一次侧可输入3220kV配电馈线电压继电保护装置220VONUONU开闭所、负荷中心、用户电表能实现

11、机房供电；环网柜、柱上开关、变压器可依靠PT提供工作电源。（四）供电分析（四）供电分析27电力配电网中电缆的组网结构如下所示：电力配电网中电缆的组网结构如下所示：手拉手环网手拉手环网单电源辐射网单电源辐射网农村电网占主导地位。线路单电源供电，接线简单、建设投资较少。当线路或设备故障、检修时，用户停电范围大，系统供电可靠性较差。主干线路一般要求分段，供电半径约为35 km。 城网供电多为双电源方式 通过主干线路末端之间的直接联络，实行环网接线，开环运行，大大提高了供电可靠性。28双电源双双电源双T T网网 双变压器接线，具有形接线的优点，节省电力电缆的用量，运行方式灵活，又使变压器和低压配电系统

12、有备用，接线可靠性高。 1、现有的线路管道资源，对配电网一次保护设备、采集设备、通信信设备如何供电？ 2、配电网自动化通信网络如何适应以上配电网线路网络结构？29链型组网链型组网全链路保护全链路保护EPONEPON系统组网系统组网符合配电网线路网络结构符合配电网线路网络结构全链路保护全链路保护单电源辐射网单电源辐射网双电源双双电源双T T网网手拉手环网手拉手环网配电网通信光纤线路资源分布特点： 带状或带状或链形结构链形结构 EPON天然天然 组网结构组网结构配电光纤线路敷设通常是带状或链型结构配电光纤线路敷设通常是带状或链型结构光纤芯数相对较少光纤芯数相对较少 单纤双向通信单纤双向通信子站与监

13、测终端之间是点到多点结构子站与监测终端之间是点到多点结构30配电网自动化系统对通信设备的环境要求：1设备抗电磁干扰2设备抗恶劣环境运行3多种供电方式4设备自然散热5安装环境31EPON满足配电网系统对环境的要求满足配电网系统对环境的要求外观金属屏蔽式机盒，提升EMC性能防护电源宽电压极性保护，防浪涌冲击，支持热插拔散热无风扇设计、自然散热抗恶劣环境运行温度为-20+75 ，湿度为10%90%非凝露安装环境OLT：主站、110/35kV变电站的站内通信机房ONU：10kV开闭站、配电室，并根据室内的条件和相关要求，可放置小型机柜或机箱。应避免安装在潮湿、高温、强磁场干扰源的地方32单个配网终端的

14、通信带宽需要单个配网终端的通信带宽需要: : 通信子站带宽要求：通信子站带宽要求：类别类别时间时间要求要求数据量数据量带宽要求带宽要求备注备注一遥5S190个字节1901908 85 5313bit/s 313bit/s 二遥5S310个字节3103108 85 5496bit/s 496bit/s 时延和轮询要求为30S三遥5S330个字节3303308 85 5528bit/s 528bit/s 类别类别馈线馈线条数条数电房数量电房数量/馈线馈线时间时间传输速率传输速率备注备注一遥40205S800313bit/s250.4kbit/s 1个110kV变电站一般带30-40条馈线，适宜作为

15、子站二遥40205S800496bit/s396.8kbit/s 三遥40205S800528 bit/s422.4kbit/s 33以太网接口（bit/s）RS-232串口(Baud) RS-485串口（bit/s）ONU10/100/1000M自适应300、1200、2400、4800、9600、19200最高10MOLT1000M电/光（对接MSTP）接口数量1414143434主干光纤保护主干光纤保护1+11+1业务保护业务保护OLTOLT2 2：N N分光器分光器ONU 1ONU2PONPON口口 主主PONPON口口 备备OLT OLT 主主1：N分光器分光器ONU 1OLT OL

16、T 备备1：N分光器分光器ONU nPONPON口口 主主PONPON口口 主主备用备用PON口启动口启动备用备用PON口启动口启动 （九）（九）EPONEPON链路保护分析链路保护分析35OLTOLTOLTOLTPONPON口口损坏损坏设备死机设备死机突然掉电突然掉电备用备用PONPON口口启动启动 36OLTOLTOLTOLT主干主用主干主用光纤中断光纤中断分支主用分支主用光纤中断光纤中断备用备用PONPON口口启动启动备用备用PONPON口口启动启动备用备用PONPON口口启动启动 37 配电网开闭所、环网柜、箱变等节点数量的不可精确预测性，要求网络在扩容时具有方便性、经济性。粗箭头变电

17、站、开闭所、终端的数量增加配电网通信系统光纤资源的拉放延伸原网络向外辐射连接更多的监测节点部分节点形成局部的点到多点网络形态对原先放置的设备有更高要求3838 当没有冗余的光接口时，只能更换设备型号。将导致该节点及下挂的所有设备业务暂时中断，对运行的网络造成很大的安全威胁，也对系统建设前期设备选型造成困难。 需增加光接口板需增加光接口板3939 EPON通信系统设计之初预留光纤资源及光功率裕量，在主干光纤上采用非均分的无源分光器，保证将主要光功率留给下级扩容节点设备。对新增监测节点只需添加分光器和ONU，即实现网络的扩容。4040光接口板、SFP光模块无源分光器工业交换机ONUSDH/MSTP

18、 SDH/MSTP ONU41光接口板、SFP光模块无源分光器工业交换机ONUSDH/MSTP SDH/MSTP ONU42配网自动化及通信方式介绍配网自动化及通信方式介绍1EPON用于配网通信可行性分析用于配网通信可行性分析2EPON技术配网通信的解决方案技术配网通信的解决方案3EPON在电力通信的技术要求在电力通信的技术要求4内容提纲43电力配网通信解决方案44远程抄表系统解决方案45配网自动化及通信方式介绍配网自动化及通信方式介绍1EPON用于配网通信可行性分析用于配网通信可行性分析2EPON技术配网通信的解决方案技术配网通信的解决方案3EPON在电力通信的技术要求在电力通信的技术要求4

19、内容提纲46业务类型和设备类型业务类型和设备类型 业务类型：业务类型： 电力EPON系统承载的业务：以太网/IP业务和RS232/485串口业务， 可选支持业务（语音业务、视频监控业务）、TDM业务等。 OLTOLT设备类型：设备类型： OLT设备分为机架式、盒式两种。 OLT设备具有二个或者多个PON接口，提供以太网GE上联接口，可选 支持环路保护协议。 ONUONU设备类型：设备类型： 根据配电网业务需求，规定以下ONU类型：抄表应用抄表应用ONUONU： 具有1或4个FE以太网接口及一个或两个PON接口。二次设备（变压器二次设备（变压器/FTU/FTU）监控应用）监控应用ONUONU： 具有1或4个FE以太网接口，1或4个RS232/485接口；具有两个PON接口。电力行