縣級(jí)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化光纜通信系統(tǒng)應(yīng)用
時(shí)間:2016-03-21 16:52:34 來(lái)源：
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，為縣級(jí)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化及其支持平臺(tái)的發(fā)展提供了條件, 該文主要介紹近年來(lái)和二期農(nóng)網(wǎng)改造后,唐山市豐潤(rùn)區(qū)電力管理局調(diào)度自動(dòng)化通信系統(tǒng)發(fā)展情況及建通信網(wǎng)時(shí)一些節(jié)約投資的辦法。OPGW光纜
豐潤(rùn)區(qū)處于唐山市的中心樞紐位置，現(xiàn)有35 kV變電站18座。自改革開放以來(lái)，電力通信手段，由于受到資金和技術(shù)的限制，信息化建設(shè)無(wú)論在結(jié)構(gòu)上，還是在系統(tǒng)性能、可靠性和穩(wěn)定性等方面都存在著嚴(yán)重的不足。2002年11月，豐潤(rùn)區(qū)電力局調(diào)度自動(dòng)化通信系統(tǒng)進(jìn)行全面升級(jí)改造。在光纜通信越來(lái)越被人們接受和認(rèn)可的情況下，考慮到Internet/Intranet技術(shù)在新一代的電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中對(duì)電力企業(yè)的作用，在設(shè)計(jì)、開發(fā)時(shí)采用以光纜通信為傳輸通道，實(shí)現(xiàn)了以SCADA功能為基礎(chǔ)，DA/DMS、AM/FM/GIS、MIS及其他子系統(tǒng)為擴(kuò)展功能和發(fā)展方向的一體化平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)化、多功能系統(tǒng)。OPGW光纜
1 光纜通信
光纖可分為單模光纖(SMF)、多模光纖(MMF)、長(zhǎng)波長(zhǎng)低射散光纖(LMF)、保偏光纖(PMF)及塑料光纖(POF)等很多種;常用的為單模和多模光纖，多模光纖就是傳輸多個(gè)光波模式，而單模光纖只傳輸一個(gè)光波模式。單模光纖比多模光纖傳輸距離長(zhǎng)，目前一般地，光信號(hào)在多模光纖內(nèi)可傳6 km左右，在單模光纖內(nèi)可傳30 km。因此，單模光纖設(shè)備的價(jià)格要高于多模光纖設(shè)備。實(shí)用的光纖通常都是由多根光纖、加強(qiáng)芯、保護(hù)材料、固定材料等組合成光纜構(gòu)成的傳輸線。OPGW光纜
光纖MODEM可完成光信號(hào)與數(shù)字信號(hào)之間的相互轉(zhuǎn)換。光纖MODEM一般有一個(gè)以上的數(shù)據(jù)口用以傳遞同步或異步信號(hào)。通信速率可達(dá)2 Mbit/s或更高。另外，還有一種光纖MODEM具有雙環(huán)自愈功能。這一功能使通信的可靠性大大增強(qiáng)。其功能示意如圖1所示。
圖1(a)中，A，B，C三點(diǎn)是通過(guò)自愈光MODEM實(shí)現(xiàn)的雙環(huán)網(wǎng)，若在D點(diǎn)發(fā)生故障，則如圖1(b)所示，光路在A站和C站愈合(環(huán)回)，使通信不受影響，同時(shí)向主站發(fā)出相應(yīng)的告警及定位信號(hào)，使維修人員及時(shí)修復(fù)故障段光纜。
隨著電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化、配電自動(dòng)化、變電所自動(dòng)化等技術(shù)與裝備的發(fā)展，建設(shè)成熟、穩(wěn)定、高性能的通信系統(tǒng)成為必然。因此，在建設(shè)電力通信系統(tǒng)中要考慮電力通信網(wǎng)的結(jié)構(gòu)與發(fā)展方向，把專業(yè)網(wǎng)和公用電話網(wǎng)有機(jī)地聯(lián)接起來(lái)，形成各負(fù)其責(zé)、穩(wěn)定可靠的電力通信系統(tǒng)。
2 調(diào)度自動(dòng)化通信工程方案
2.1 通道部分
為避免重復(fù)建設(shè)，主干網(wǎng)使用廣播電視局的光纜網(wǎng)，接入部分采用自架光纜。
在進(jìn)行通道設(shè)計(jì)時(shí)，我們對(duì)我局需鋪設(shè)光纜線路進(jìn)行了認(rèn)真的測(cè)算，在全部采用自架光纜的情況下，需架設(shè)光纜長(zhǎng)度496 km，再加上各站點(diǎn)的光設(shè)備預(yù)計(jì)投資690萬(wàn)元。這不僅資金會(huì)大量用于光纜通道，而且以后的維護(hù)也需要大量的人力、物力、財(cái)力。為充分利用農(nóng)網(wǎng)資金，考慮到我區(qū)廣播電視局已建成覆蓋全區(qū)的廣播電視光纜網(wǎng)，如果主干使用廣播電視局的光纜網(wǎng)，將節(jié)省300萬(wàn)元資金，而且工程進(jìn)度也會(huì)大大超前。經(jīng)與廣播電視局協(xié)商，無(wú)償使用廣播電視局光纜300 km(二芯專用)，廣電光纜達(dá)不到的地方，利用電力線路自架122 km，基本上達(dá)到了主干采用廣播電視局的光纜，接入網(wǎng)采用自架光纜。同時(shí)，廣播電視局也無(wú)償利用電力局自架光纜，加上部分有線電視設(shè)備，擴(kuò)大業(yè)務(wù)范圍，還免費(fèi)為電管所、變電站接入了有線電視。在光纜維護(hù)方面，也達(dá)成共識(shí)，誰(shuí)的光纜誰(shuí)維護(hù)。
2.2 設(shè)備部分
本工程是應(yīng)用光纖雙環(huán)自愈原理，采用松套層絞式8芯架空普通光纜，光端設(shè)備采用SDH制式，容量為155 Mbit/s，保護(hù)方式為二纖單向通道保護(hù)環(huán)。該網(wǎng)由4個(gè)SDH自愈環(huán)網(wǎng)組成，原調(diào)度擴(kuò)頻設(shè)備作為備用通道，中心站采用標(biāo)準(zhǔn)型155設(shè)備，即GF155-03A設(shè)備;其余各站配置了緊湊型155設(shè)備，即GF155-03B設(shè)備。該網(wǎng)共包括14個(gè)變電站、11個(gè)電管所、5個(gè)三產(chǎn)企業(yè)，還有10個(gè)營(yíng)業(yè)站因與上述辦公地點(diǎn)在一起可直接接入。不能放在環(huán)上的營(yíng)業(yè)站使用光收發(fā)器和小8 Mbit/s設(shè)備，以放射的方式星型接入。
傳輸設(shè)備：各個(gè)中心站點(diǎn)配置均為GF155-03A設(shè)備，采用標(biāo)準(zhǔn)的STM-1傳輸速率能平滑升級(jí)至GF622-06A(STM-4);支路側(cè)提供STM-1的光接口。其他站點(diǎn)采用GF155-03B設(shè)備，所有STM-1傳輸設(shè)備的PDP電源分配單元中的電源為1+1熱備份，設(shè)備采用分散供電方式。
接入業(yè)務(wù)部分：按照每個(gè)站點(diǎn)的需求配置了相應(yīng)的FXS盤、FXO盤和V.24數(shù)據(jù)盤。PCM設(shè)備采用集中供電方式，設(shè)備內(nèi)電源盤采用1+1熱備份冗余配置。
網(wǎng)管系統(tǒng)OTNM2000：遵循ITU-T和ISO相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，能對(duì)傳輸、接入設(shè)備實(shí)施統(tǒng)一網(wǎng)管。
OTNM2000的硬件平臺(tái)：工作站管理系統(tǒng)、服務(wù)器管理系統(tǒng)、便攜管理系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控中斷。
OTNM2000的軟件環(huán)境：Windows NT/UNIX System V分時(shí)操作系統(tǒng)、Solaris操作系統(tǒng)、RTOS嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng);操作系統(tǒng)軟件、管理應(yīng)用軟件、遠(yuǎn)程登陸軟件、配置遠(yuǎn)程下載軟件、Q/F接口通道協(xié)議棧軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)軟件。OTNM2000的協(xié)議與接口、協(xié)議棧：支持Q3七層協(xié)議，支持TCP/IP協(xié)議(UDP、PPR、RIP等)。應(yīng)用協(xié)議：私有協(xié)議、標(biāo)準(zhǔn)SNMP協(xié)議。TMN接口：Q3接口、CORBA接口。
2.3 業(yè)務(wù)部分
與電信合作建設(shè)電話虛擬網(wǎng)：光纜網(wǎng)能提供清晰、快捷、方便的電話業(yè)務(wù)，如果考慮自備程控交換機(jī)，需要較大資金，在以后的維護(hù)方面也需要大量的人力、物力。我局采取了與電信合作的方式，利用電信的程控交換機(jī)資源，建設(shè)電話虛擬網(wǎng)，達(dá)到自有交換機(jī)的功能。這樣，電管所、變電站、營(yíng)業(yè)站都可通過(guò)虛擬網(wǎng)進(jìn)行電話聯(lián)系，網(wǎng)內(nèi)通話撥小號(hào)不花錢，出網(wǎng)加撥0即可，與以往全部采用網(wǎng)通程控電話相比，僅話費(fèi)一項(xiàng)年節(jié)省30萬(wàn)元。
實(shí)現(xiàn)辦公自動(dòng)化：調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，也為辦公自動(dòng)化提供了有利的條件，在光纜通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，電力局與下面的電管所、營(yíng)業(yè)站進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，組成了100 Mbit/s的辦公局域網(wǎng)。由于SDH系統(tǒng)固定分配帶寬，可以保證遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)、話音、圖像、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互不影響，采用以太網(wǎng)盤接入計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)點(diǎn)獨(dú)享10 Mbit/s帶寬， 同時(shí)還與因特網(wǎng)相連，方便了電力職工的信息查詢。
圖像監(jiān)控系統(tǒng)與視頻會(huì)議：現(xiàn)在的圖像監(jiān)控設(shè)備都具有把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào)的功能，傳輸主要在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中傳輸，因此建設(shè)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的容量應(yīng)能滿足計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸監(jiān)控圖像的要求。局機(jī)關(guān)是100 Mbit/s的網(wǎng)絡(luò)，下面的站每一點(diǎn)獨(dú)享10 Mbit/s，可以滿足監(jiān)控圖像傳輸?shù)囊?。遠(yuǎn)程監(jiān)控圖像的傳輸以及報(bào)警信號(hào)的傳輸是實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班不可缺少的條件。音頻圖像的傳輸也使視頻會(huì)議成為可能。
電網(wǎng)管理信息系統(tǒng)(MIS)和地理信息系統(tǒng)(GIS)：電網(wǎng)GIS應(yīng)用平臺(tái)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)接口和電網(wǎng)管理信息系統(tǒng)集成，可實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)設(shè)備的缺陷、檢修、巡檢等業(yè)務(wù)的可視化管理，使電網(wǎng)管理更加直觀、簡(jiǎn)便、高效，平臺(tái)提供調(diào)度系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)的接口，通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)單向傳遞，實(shí)時(shí)顯示各個(gè)關(guān)口、設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行信息，并可計(jì)算線損、供電可靠性等指標(biāo)。
3 結(jié)束語(yǔ)
本文對(duì)光纜通信在豐潤(rùn)區(qū)電力局調(diào)度自動(dòng)化通信系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了回顧，光纜通信取代傳統(tǒng)的通信方式成為必然趨勢(shì)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，縣級(jí)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)也將日趨成熟完善，真正成為農(nóng)網(wǎng)系統(tǒng)強(qiáng)有力的“心臟”。
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