浅谈建设智能数据通信网

摘要：建设统一坚强智能电网是国家电网公司着眼未来，提出的新的宏伟计划，通信专业设备作为电力系统的信息传送平台，是智能电网的重要组成部分，而以IP技术为核心的数据通信网又是智能通信网的关键。本文以智能电网的总体要求和电力系统的各种需求，对智能数据通信网的发展提出一些想法。

关键词：智能数据通信网 IP技术

中图分类号：N37 文献标识码：A 文章编号：

1、概述

以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础，利用先进的通信、信息和控制技术，构建以信息化、自动化、互动化为特征的自主创新、国际领先的统一坚强智能电网。

通过电力流、信息流、业务流的一体化融合，实现多元化电源和不同特征电力用户的灵活接入和方便使用，极大提高电网的资源优化配置能力，大幅提升电网的服务能力，带动电力行业及其它产业的

技术升级,满足我国经济社会全面、协调、可持续发展要求。

以上内容是我国统一坚强的智能电网的总体要求，从中可以看出，通信技术、信息技术，以及相关的系统设备，是多么的重要。

中国智能化电网发展战略思路框架包括“一个目标、两条主线、三个阶段、四个体系、五个内涵”等内容。其中，四个体系之一的技术支撑体系是指先进的通信、信息、控制等应用技术，是实现“智能”的技术保障。

智能电网的业务需求

智能配电网将是随着智能电网建设而掀起的第三次电网自动化

热潮。智能配电网将呈现出多样化、集成化的特点。

多样化：各个阶段的技术都在使用，并且各有其适应范围：基于自动化开关设备相互配合的馈线自动化系统适合于农网等负荷密度低、供电半径长、故障较多而供电可靠性较差的区域；第二阶段的配电自动化系统（DAS）适合于中小城市和县城；基于人工智能具有丰富高级应用的第三阶段配电自动化系统适合于大城市和重要园区。

集成化：它不但有自己实时信息采集的部分，还有相当多的实时、非实时和准时实时信息需要从其它应用系统中去获取。

智能化：

– 自愈配电技术；– 高效运行技术；– 分布式电源和储能系统的接入技术；– 定制电力技术；– 用户互动技术

实施配电自动化应遵循“标准先行、统一规划、优化设计、信息共享、因地制宜，分步实施”的总体原则。应“以覆盖全部配网设备为基本考虑、以信息资源综合利用为重要手段、以配网调度/生产指挥为应用主体、以提高配网管理水平为主要目的”。

配电网自动化将具有“各种模式并存、通信方式多样、接口标准统一”发展特点。提出了配电自动化的五种建设模式（简易型、实用型、标准型、集成型、智能型）

美国、英国、意大利、法国、西班牙、澳大利亚等发达国家，以及印度等新兴发展中国家都在积极发展自动化表计系统或智能电表，相继大规模开展了用电信息采集相关系统建设，在电力用户用电信息的专业化应用和集成化应用方面均取得良好的应用效果。

目前应用的远程/本地通信技术主要有：

– 光纤专网– GPRS/3G– 窄带PLC– 宽带PLC– RF

– Mesh RF（无线传感网技术）– Zigbee– RS485

– 宽带网络– 230M(负控终端)

– HAN(家庭网络，Homeplug/Zigbee)

智能电网建设带动的通信网发展

3.1配用电网通信存在的问题：

新一轮的配网建设对通信提出了更高的要求，主要是因为用电信息采集系统和智能配电网的发展。

与输电网自动化不同，配电和用电自动化的通信系统具有终端节点数量众多、分布区域广、通信数据量小、通信距离短、受配电网扩容和城建影响大的特点

各种通信方式大部分是独立建设和运行的，各种通信方式热备切换、优势互补的优点无法充分发挥，无法实现各种通信方式的统一接入、统一接口和统一管理。

3.2研究无源光网络技术、宽带无线通信技术、电力线通信技术，构建配电网或用电网一体化通信平台，支持配电网自动化、用电营销自动化、智能表计、需求侧管理等通信平台用于实现各种通信方式的集中接入和管理，采用统一的接口与主站系统对接，实现“统一通信接口、统一通信规范、统一通信网管”的设计目标。

3.3典型的配用电一体化通信平台结构

配用电一体化通信平台主要包括通信服务器集群、网管服务器和维护工作站

其中通信服务器集群承载通信接入子系统，负责统一调度和接入配用电自动化系统的各种远方终端，可以实现通信负载均衡和多机热备份，满足大数据量处理和可靠性要求

网管服务器承载通信管理子系统，负责监控和管理各种通信设备与通道的运行情况

维护工作站完成通信平台自身的配置和管理。

通信平台要求满足集中部署模式和分布部署模式的需求

3.4 xPON通信系统

光纤通信是以光波作为信息载体的通信手段，如工业以太网交换

机、光纤收发器、无源光网络（PON）等。其优点：传输速率高、稳定性好、抗干扰能力强、保密性好、传输时延小、组网方式灵活，可以实现综合数据传输。但缺点是：一次投资大。

随着光缆性价比的提高、光设备成本的下降，光纤通信必将以其在系统稳定性、高可靠性和运行维护方便性等方面的优势，成为优质配网自动化通信的首选。

第一代技术：光纤MODEEM自愈环网

第二代技术：光纤以太网自愈环网

第三代技术：无源光网络

3.5 无源光网络((PON)的特点

点对多点的光纤传输和接入技术；下行采用广播方式、上行采用时分多址方式；动态带宽分配(DBA)； 组网拓扑可以灵活地组成树型、星型、总线型等；节省光缆资源(单纤)、带宽资源共享、节省机房投资、设备安全性高、建网速度快、综合建网成本低；抗多点失效；当配电网需要增加/减少设备、改变拓扑结构时，不影响原有设备的正常运行。

4、智能通信网适应电力配网自动化面临的问题

电力配网设备众多，量大面广，电力用户没有足够的维护人员，配网设备经常需要停电检修，一个站或多个站停电检修时不能影响其它站点的正常运行。问题就是如何使配电通信网络更可靠、更安全？

解决的方案就是：全网双路由，抗多点失效

4.1 全网双纤保护

通信网中LU和RU设备均配置两个光收发单元来组建1+1全保护网络。采用全光纤保护倒换技术，通过网络中不同的光纤路由，分别构成系统的两个通信方向，一个为工作方向，另一个为保护方向；上行提供串行口和以太网口与前置机相连，从而实现全网双路由，提高网络可靠性。

4.1 抗多点失效

将PON技术引入配网自动化通信领域，各远端通信站之间采用并联而不是串联方式，一个或多个站的停电检修或失效不会影响其他站的正常运行。

结束语

随着智能电网的发展，通信专业如何建设好一个智能通信网，为智能电网提供功能完善、运行可靠的承载平台，对于电力通信专业来说是一个内容丰富、不断发现问题、不断解决问题的课题。在解决问题的过程中，电力通信的服务功能才能得到充分的体现。

作者简介：杜瑛（1980——），山西晋中人，工程师，从事电力通信专业多年。