濟南國網數字化培訓班學習筆記-第三組-1-電力通信傳輸網認知

電力通信傳輸網認知

電力通信基本情況

傳輸介質

傳輸介質類型（導引與非導引）

導引傳輸介質，如電纜、光纖；
非導引傳輸介質，如無線電波；
傳輸介質的選擇影響信號傳輸質量

信號傳輸模式（單工雙工半雙工）

單工傳輸，信號只能單向傳輸；
雙工傳輸，信號可以雙向傳輸；
半雙工傳輸，信號交替雙向傳輸。

信號傳輸的噪聲與干擾（不期望信號與影響）

噪聲是信號傳輸中的不期望信號；
干擾是外部信號對接收信號的影響；
噪聲和干擾降低信號的可信度

信號衰減與失真（信號減弱與波形改變）

信號在傳輸過程中會逐漸減弱
信號失真指信號波形改變
衰減和失真影響通信質量

通信網絡

由一定數量的節點（包括終端設備和交換設備）和連接節點的傳輸鏈路相互有機地組合在一起，以實現兩個或多個規定點間信息傳輸的通信體系。

節點多了，用網關路由器連接邊緣路由器，將分級電信網絡連接為分區網絡，節點間通過交換機連接

一次系統

由發電機、送電線路、變壓器、斷路器等發電、輸電、變電、配電等設備組成的系統。

二次系統

由繼電保護、安全自動控制、通信系統、調度自動化系統等組成的系統。

電網中運行的專用通信系統我們稱為電力通信

電力通訊系統

電力通信是為了保證電力系統的安全穩定運行而應運而生的，它對通信的可靠性、保護控制信息傳送的快速性和準確性具有極嚴格的要求，世界上大多數國家的電力公司都以自建為主的方式建立了電力系統專用通信網。

電力通信系統的業務由簡單化、單一化趨向于復雜化、多樣化，電力通信技術也隨著業務的發展而不斷更新。

支撐網	為傳輸網服務，-48v，干擾小耐用	電源系統、通信管理系統、設備網管等
傳輸網	承載業務網	電纜、無線、PLC、衛星、微波、SDH等
業務網		調度數據網（生產控制類系統）、數據通信網（信息管理類系統）

電力通信特點

實時性強	對信息的傳輸延時有嚴格限制。
可靠性高	包括信息的準確投遞和誤碼指標。
連續性	一些專用信道必須長期連續占用。
業務顆粒小：	因而系統容量要求較小。
依托于電力線：	擁有獨特的信道資源，有利于網絡建設。

電力系統的特殊性：

生產的不容許間斷性，

事故的快速性，

系統覆蓋面積的遼闊性，

電力對國民經濟影響的嚴重性

電力通信網規劃原則（重點）

適用性原則	通信規劃設計應采用先進、成熟、適用的通信技術，滿足電網安全生產等業務需求，并適度超前
整體化原則	通信網規劃設計應作為一個整體進行規劃，各層級協調發展，資源共享，防止重復建設和資源浪費
標準化原則	通信網規劃設計應遵循統一的技術體制和接口標準，減少信號傳輸環節，提高通信網絡傳輸效率
經濟性原則	通信網規劃設計應遵循經濟性原則，充分挖掘現有通信技術和資源潛力，提高資產的使用效率，統籌考慮建設和運維成本，實現設備資產全壽命周期內整體成本最小化。
差異化原則	通信網規劃設計應實行差異化原則，充分考慮不同區域的電網發展水平、業務需求差異，合理確定通信網建設標準和目標。
安全性要求	通信網采取必要的安全防護措施，應滿足國家發展改革委員會2014年14令對電力企業信息安全要求。

電力通信傳輸網

電力通信三大支柱

安全穩定控制系統

線路縱聯保護
過電壓及遠方跳閘保護
故障錄波器
故障行波測距
安全自動裝置

調度自動化系統

AGC自動發電量控制
AVC自動電壓控制
SCADA數據采集與監視控制系統
EMS能量管理系統

電力通信系統

傳輸網
業務網
支撐網

電力通信系統架構

通信機房廣泛采用-48v直流供電，早期可以減少線路電化學腐蝕

-48下，正極接地，負極供電，可以降低電磁干擾對敏感通信電路的影響

負電壓長距離供電更穩定，減少傳輸中電壓偏移

安全：斷開負電時，電弧能量更低

傳輸網組成

光纜

SDH 同步數字體系

基于時分復用，主要2M接入，主要承載線路保護、調度數據網等時延要求高、帶寬需求低的生產類業務，獨占時間段，不共享資源，硬隔離，安全性高，效率低

PTN 分組傳送網

分組交換為核心，面向分組數據業務的傳送網。軟隔離，安全性較低，效率高
主要是以太網方式接入。采用華為、中興設備，主要承載數據通信網、視頻會議等IP類業務

SPN 切片分組網

中國移動面向5G主導提出的技術標準，由PTN體系演進而來，最大帶寬為400G，采用FlexE實現基于時隙的切片轉發，切片間硬隔離，切片內軟隔離
采用烽火SPN設備，三切片分別承載調度數據網一平面、數據通信網和信息外網

電力通信系統架構

骨干通信網 1234級

SDH/MSTP、PTN、OTN

電網生產控制、調度自動化、管理等信息的公共基礎平臺，全方位服務于電力系統全部生產和管理環節。

終端通信接入網

骨干通信網的延申，提供配電與用電業務終端同電力骨干通信網的連接，具有業務承載和信息傳送功能。

工業以太網、xPON、

無線專網、無線公網、

電力線載波

電力通信網業務分類

電力行業的通信系統為電力生產和管理各業務提供傳輸和數據通道，服務于電力一次系統和二次系統，其業務分類的形式有很多，如下：

按照業務屬性劃分大致可以分為兩大類，即生產控制業務和管理信息業務；
按照電力二次系統安全防護管理體系劃分，可以劃分為I、II、III、Ⅳ四大安全區域業務。
按照業務流類型劃分，可以分為語音、數據及多媒體業務；
按照時延劃分，可以劃分為實時業務和非實時業務；
按照業務分布劃分，可以劃分為集中型業務、相鄰性業務和均勻性業務；
按照用戶對象劃分，可以分為變電站業務、線路業務、電網公司和外部用戶等。
業務承載要求：安全分區、網絡專用、橫向隔離、縱向認證。

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生產控制大區業務—I區業務實時控制

繼電保護業務：
- 繼電保護信號是指高壓輸電線路繼電保護裝置間和電網安全自動裝置間傳遞的遠方信號，是電網安全運行所必需的信號。為了減輕短路故障和不正常狀態造成的影響，繼電保護的任務就是當電力系統出現故障時，給控制設備（如輸電線路、發電機、變壓器等）的斷路器發出跳閘信號，將發生故障的主設備從系統中切除，保證無故障部分繼續運行。
安穩系統：
- 安穩系統是指由兩個及以上廠站的安全穩定控制裝置通過通信設備聯絡構成的系統，其主要功能是切機、切負荷，實現區域或更大范圍的電力系統的穩定控制。是確保電力系統安全穩定運行的第二道防線，其一般分為控制主站、子站、執行站。該業務系統信息流向為主站、控制子站、執行子站逐層傳送，屬于樹型業務
調度自動化：
- 該系統主要提供用于電網運行狀態實時監視和控制的數據信息，實現電網控制、數據采集(SCADA)和調度員在線潮流、開斷仿真和校正控制等電網高級應用軟件（PAS）的一系列功能。
- 其信息類型包括兩部分，一部分為調度中心EMS 系統與廠站RTU 交換的遠動信息（包括遙測、遙信、遙控、遙調信息）；另一部分為調度中心EMS 系統之間交換的數據信息。該業務帶寬要求一般為2M（目前已開展調度數據網帶寬提升工作），通道傳輸時延≤30ms，基于光纖SDH 通道誤碼率不大于10-9。其信息流向為各廠、站（RTU）至調度中心（EMS），屬于集中型業務。
調度電話：
- 調度員電話聯絡

生產類業務—II區業務電力生產數據采集與處理

保護管理信息系統：
- 通過實時收集變電站的運行和故障信息，為分析事故、故障定位及整定計算工作提供科學依據，以便調度管理部門做出正確的分析和決策，來保證電網的安全穩定運行。
安穩管理信息系統：
- 管理主站對控制主站、控制子站檢測和收集到的信息、子站對有關指令的執行情況和執行結果、子站及其執行站的裝置及通信通道的正常、異常和故障情況進行分析的系統。
廣域相量測量系統（PMU 系統）：
- 利用GPS 同步時鐘技術，進行集中相角的監視和穩定控制，即將電壓相角信息上送到調度中心，由調度中心對相角信息進行處理后進行相角的監視
電能計量遙測系統（采集類業務）：
- 電能計量系統是對整個電網眾多計量點的數據進行自動采集，自動傳輸、存儲和處理，用于監控整個電網的負荷需求。
- 各廠站傳輸速率為64kbit/s，傳輸延時也不宜過大，要求傳輸誤碼率必須不大于10-6 ，可用性要求為99.99%。其業務屬集中型業務。

生產類業務—III區業務企業管理與辦公自動化

調度管理信息系統（OMS）：
- 覆蓋調度中心和各變電站，是各生產相關人員在各調度系統中查找數據、收發件的信息系統。**oms業務承載在綜合數據網上，與企業管理業務VPN 隔離，**變電站可采用SDH設備以太網通道實現綜合數據網覆蓋。
變電站視頻監視系統：
- 主要對變電站設備進行24 小時視頻圖像監視，監視變電站設備、環境等參數，實現無人值守。其業務流向是集中型業務系統，各個變電站以2Mb/s 或以上帶寬通道匯聚到調度中心。業務流是24 小時的均流業務。該業務屬集中性業務。
光纜測系統監測系統：
- 光纜自動監測系統是集成了目前成熟的計算機、通信、地理信息系統（GIS）及光纖測量技術而成的一個光纖網絡測量系統。該系統采用先進的光時域反射儀（OTDR）分析光纖的回波信號，并結合地理信息系統（GIS），在計算機屏幕上以圖形化的方式顯示光纜的路由和故障位置并發出報警。其信息流向為監測站至監測中心。
**電能質量監測系統：**其信息流向為變電站～調度中心。