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第四节
电力通信业务

电力通信系统业务根据其功能、特点主要分为电网运行业务和企业管理业务。电网运行业务分为运行控制业务和运行信息业务;企业管理业务又分为管理信息业务和管理办公业务。这些业务都依赖通信网络的支撑,但对通信的实时性、准确性和可靠性的要求又不尽一致。

一、运行控制业务

运行控制业务作为电网控制的一个环节,直接关系到电网安全,由于此类业务对通信传输时延、通道可靠性要求极高,目前主要使用电力通信专网。该类业务主要有继电保护业务、安全稳定控制业务、调度语音业务以及调度自动化业务等。

1.继电保护业务

继电保护业务指高压输电线路继电保护装置间传递的远方信号,是电网安全运行所必需的信号,要求通信时延在12ms以内,对通信通道路由、使用技术有严格要求,因通信方式安排不当会导致继电保护误动。通信通道中断要求立即响应,必须立即处理。继电保护业务主要采用复用2M电路、专用光纤芯、电力载波高频保护。从通信模式来看,继电保护通道属于厂站间通信,典型的点对点分散式模式,不会在某一点产生极大的带宽需求,继电保护业务流向如图1-4所示。

图1-4 继电保护业务流向

继电保护业务主要采用专用光纤芯、复用2M电路、电力载波高频保护。其中专用光纤通道由于具有抗电磁干扰、可靠性高、传输容量大等特点,是继电保护信号传输的首选方式。同时,虽然电力线路故障和通信通道故障同时发生的概率微乎其微,但由于保护信号的重要性,一般在传输通道上会选择两条独立的物理通道,一条为主用通道,另一条为备用通道,分别走不同的物理路由,即双传输通道,以保护通信设备实时监测传输通道的质量,当主用传输通道发生故障或通信质量降低(误码、不可用等)的时候,可以通过备用通道继续保持通信,在主用通道恢复正常时再从备用通道切换回主用通道。这种双传输通道保护方式在更大程度上保证了保护信号的不间断传输。

2.安全稳定控制业务

安全稳定控制业务通过由2个及以上厂站的安全稳定控制装置通过通信设备联络构成的系统切机、切负荷,实现区域或更大范围的电力系统的稳定控制,是确保电力系统安全稳定运行的第二道防线,要求通信传输时延小于30ms,通信误码率为不大于10 -8 ,带宽需求为64k~2Mb/s,对通信的可靠性要求极高。安全稳定控制业务主要采用光通信2M电路。从通信模式来看,安全稳定通道属于厂站间通信,典型的汇聚式模式,目前公司只有少部分高压电网应用了此种业务,不会在某一点产生极大的带宽需求。安全稳定控制系统主从式多层通信业务流向如图1-5所示。

图1-5 安全稳定控制系统主从式多层通信业务流向

3.调度语音业务

调度语音业务即调整电话业务。调度电话是根据电力调度建设的专用独立电话通道,它可以实现系统调度并有效地指挥生产,具备实时录音及事后放音分析的功能。调度语音业务通道要优先分配,并具有专用性、可靠性,并配有备份电路。对于电力调度电话,有高度的可靠性要求,不但在正常情况下,而且在恶劣的气候条件下和电力系统发生事故时,均要保证电话畅通。调度电话要求通信时延在300ms以内,通信误码率不大于10 -8 ,带宽需求为64k~2Mb/s。从通信模式来看,主要为调度机构和厂站间的通信,为典型的汇聚式模式,会对主站端产生比较大的带宽需求。在功能方面除具备普通电话的通话功能外,一般还具备其他一些特殊功能。目前国网公司变电站基本都部署了调度电话,通道需求数量极大。

4.调度自动化业务

调度自动化业务包括调度自动化、电能计量系统、功角测量系统、保护故障录波信息及雷电定位系统等。其中,调度自动化系统仍然是电力调度最基础、最关键的业务。

调度自动化业务提供用于电网运行状态实时监视和控制的数据信息,实现电网控制、数据采集(SCADA)和调度员在线潮流、开断仿真和校正控制等电网高级应用软件的一系列功能。要求通信时延在 100ms以内,通信误码率不大于 10 -8 ,带宽需求为 64k~2Mb/s,对通信的可靠性要求极高。调度自动化业务主要采用光通信2M电路、调度数据网、电力载波等技术;在发生自然灾害等应急情况下,部分重要厂站与调度中心之间还会采用卫星通信或公网通信作为备用手段,但只能保证调度自动化的“两遥”功能(遥信、遥测)。从通信模式来看,主要为调度主站系统和厂站间的通信,为典型的汇聚式模式,会对主站端产生比较大的带宽需求。目前国网公司变电站基本都部署了调度自动化系统,通道需求数量极大。调度自动化通信业务流向如图1-6所示。

二、运行信息业务

运行信息业务覆盖范围广、通道可靠性要求高,通信误码率要求小于10 -6 ,通道时延要求相对较低,一般允许几百毫秒以内,通信方式以专网通信为主,公网通信为辅助补充。该类业务主要分为保护管理信息业务(包括行波测距、故障录波等业务)、PMU (电力系统同步相量测量系统,Performance Monitor Unit)业务、稳控管理信息业务、配电通信网业务、营销用电信息业务等。

图1-6 调度自动化通信业务流向

1.保护管理信息业务

保护管理信息系统的主要功能是通过实时收集变电站的运行和故障信息,为分析事故、故障定位及整定计算工作提供科学依据,以便调度管理部门做出正确的分析和决策,保证电网的安全稳定运行。

保护管理信息系统主要由网、省、地级调度中心或集控站主站系统和各级发电厂、变电站端的子站系统通过电力系统的通信网络组成。目前保护管理信息系统主要部署在220kV及以上电网站点,覆盖范围广,业务数量多。保护管理信息业务流向如图 1-7所示。

2.PMU业务

PMU主要功能是利用GPS同步时钟技术,进行集中相角的监视和稳定控制。电网内的变电站和发电厂安装PMU后,就能够使调度人员实时监视到全网的动态过程。目前PMU系统主要部署在 220kV及以上的电网站点,覆盖范围比较大,业务数量比较多。PMU业务流向如图1-8所示。

3.稳控管理信息业务

稳控管理信息业务对控制主站、控制子站检测和收集到的信息、子站对有关指令的执行情况和执行结果、子站及其执行站的装置及通信通道的正常、异常和故障情况进行分析。对通信通道路由、使用的技术有严格要求,需严格保证通信通道可用,保证通信安全可靠,不被恶意侵入。目前,主要采用光通信2M通道或调度数据网承载。

图1-7 保护管理信息业务流向

图1-8 PMU业务流向

4.配电通信网业务

配电通信网业务包括变电站视频监视、设备在线监测及配电自动化数据信息等,数据业务和视频业务涵盖所有配用电终端及变电站。其中,数据业务主要是以周期性的上行数据为主。

5.营销用电信息业务

营销用电信息业务包括电能计量(智能电表实时采集的电力用户用电量信息)、负荷需求侧管理(包括负荷预测、电能质量监测、负荷控制参数下发等)等数据。

三、管理信息业务

管理信息业务主要有财务管理业务、市场营销业务、信息支持业务等,是电力企业运行、管理的支撑系统,对通信可用性、可靠性、安全性等要求极高,对时延要求相对较低,一般要求几秒以内,通信方式以专网通信为主。

1.财务管理业务

财务管理系统、财务公司数据报送系统等财务管理业务,单点带宽达到2Mb/s,要求通信时延在几秒内,通信误码率不大于10 -3 ,需严格保证通信通道绝对可靠,严格保证信息不被恶意截获和修改。财务管理业务部署在公司各级办公场所,范围比较广。

2.市场营销业务

营销管理系统、客户服务系统、电力分析预测系统、市场部用电负荷分析和决策支持系统等市场营销业务,单点带宽最高达到2Mb/s,要求通信时延在几秒内,通信误码率不大于10 -3 ,需严格保证通信通道可靠,严格保证信息不被恶意截获和修改。市场营销业务在电网企业内部全部使用电力专网通信,主要采用综合数据网技术;与银行等外系统单位联网时,采用公网通信。市场营销业务部署在公司各级办公场所,包括供电所营业站等,范围比较广。

3.信息支持业务

信息支持业务,包括企业信息门户、企业综合决策支持系统、内部邮件系统、电子印章系统、视频点播系统、PKI身份认证、信息分类和编码系统等。单点带宽一般要求在10Mb/s以内、通信时延在几秒内,通信误码率不大于10 -3 ,需严格保证通信通道可用,严格保证信息不被恶意截获和修改。信息支持系统全部使用电力专网通信,主要采用综合数据网等。

四、管理办公业务

管理办公业务主要包括办公通信业务和办公信息业务两种,主要满足企业内外通信需求。其中,办公通信包括视频会议系统、办公电话(内线、外线);办公信息则包括办公自动化系统、远程培训、Internet (外网)等。这两种业务类型均采用综合数据网承载。

1.办公通信业务

办公通信业务包括视频会议系统、办公电话(内线、外线)等。视频会议系统单点带宽最高达到2Mb/s,要求通信时延在几百毫秒内,通信误码率不大于10 -3 ,需严格保证通信通道可用,严格保证信息不被恶意截获和修改。电话类业务,其要求与普通公网用户类似。办公电话、视频会议主要部署在公司各级办公场所,包括变电站、供电所等,范围极广。

2.办公信息业务

办公信息业务包括办公自动化系统、远程培训、Internet (外网)、移动办公(CDMA/GPRS/3G)等。单点带宽一般在0.5Mb/s以内,要求通信时延在几秒内,通信误码率不大于10 -3 ,需严格保证通信通道可用,严格保证信息不被恶意截获和修改。办公信息业务在电网企业内部全部使用电力专网通信,主要采用综合数据网技术;与中国联通、中国移动、中国电信等外系统单位联网时,采用公网通信。此类业务主要部署在公司各级办公场所,包括变电站、供电所,范围极广。

综上,现代化大电力系统对于通信系统的业务服务要求是多方面的,基于电力通信业务自身在安全性、可靠性、扩展性方面的考虑,需要建设相应的业务网来分类承载相应业务,目前主要的业务网络包括调度数据网、综合数据网等,另外还有一些其他业务需要由传输网提供专线通道。对实时性要求最高的继电保护业务,直接承载在传输平台或裸光纤;对于安全性要求比较高的业务包括调度自动化等业务,主要承载在调度数据网;对于财务管理业务、市场营销业务等,主要承载在综合数据网上。 2DRal7GhXDyHMdQ9DTVS78BGDM/XxDhBN58aQYZyLoZDLHrhOn/6iysjnVhAhX7L

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