智能電網(wǎng)管理系統(tǒng)解決方案

1、智能電網(wǎng)管理系統(tǒng)解決方案智能電網(wǎng)管理系統(tǒng)解決方案目錄一、引言21配電自動化管理系統(tǒng)（DMS）簡介32 智能電網(wǎng)-配網(wǎng)饋線自動化管理系統(tǒng)的特點介紹43配網(wǎng)自動化管理系統(tǒng)的通信方式分析54北京瑞光在“智能電網(wǎng)管理系統(tǒng)”建設(shè)中的優(yōu)勢：5二、北京瑞光“智能電網(wǎng)管理系統(tǒng)”解決方案62.1 方案概述：72.2 基本原則82.3 建議方案102.3.1 基于SDH網(wǎng)絡(luò)光纖自愈環(huán)的技術(shù)方案102.3.2 基于工業(yè)以太網(wǎng)環(huán)和無線以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)無縫結(jié)合的技術(shù)方案122.3.3 基于IP+TDM光纖鏈環(huán)網(wǎng)技術(shù)方案142.3.4 電源部分設(shè)計方案172.3.5設(shè)備箱結(jié)構(gòu)方案18IDM-MSTP155-24多業(yè)務(wù)光傳輸設(shè)備

2、18IDM-ODIM1000光傳輸設(shè)備222.3.6 瑞光極遠(yuǎn)智能電網(wǎng)管理系統(tǒng)軟件功能方案26三、整體系統(tǒng)設(shè)計原則30四、 結(jié)束語：31一、 引言隨著電力事業(yè)的發(fā)展，各種新電器廣泛應(yīng)用于生活、生產(chǎn)，給人類帶來了巨大的便利，但同時，也使人類社會對電的依賴日益加深。很難想象，沒有持續(xù)、穩(wěn)定、高效的電能供應(yīng)，人類社會將會怎樣。隨著電力供應(yīng)從賣方市場走向買方市場，電力用戶已不再是電力這一特殊商品的簡單使用者，他們是我們供電企業(yè)真正的服務(wù)對象，是上帝。向他們提供高質(zhì)量的電量，已不再是一句口號，而是一種鄭重承諾，具有法律的效力。在一些發(fā)達(dá)國家，電力市場早就初具規(guī)模，供電方和用電方對電價和電能質(zhì)量都有合同約

3、定，在我國，這方面的工作才剛剛起步。國家電力公司為規(guī)范電力公司的運作，真正體現(xiàn)服務(wù)人民的企業(yè)宗旨，對電能質(zhì)量提出了較高的要求，尤其對供電可靠性制定了明文規(guī)定：一般城市地區(qū)為99.96%，使每戶平均停電時間不大于3.5 h;重要城市中心區(qū)應(yīng)達(dá)99.99%，每戶平均停電時間不大于53 min。對照這一標(biāo)準(zhǔn)，我們還有很大差距。而要實現(xiàn)這一目標(biāo)，能否建設(shè)合理、完整、高效的配電自動化管理系統(tǒng)（DMS）是關(guān)鍵。1配電自動化管理系統(tǒng)（DMS）簡介簡言之，配電自動化管理系統(tǒng)包含地理信息系統(tǒng)(GIS)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備文件(NDF)、冗余部件管理、檢修計劃管理、運行規(guī)劃及優(yōu)化、運行及控制以及其它管理任務(wù)(故障電話管理、

4、人員管理、計費管理等)。其中運行及控制部分功能的自動化由配電自動化系統(tǒng)(DAS)實現(xiàn)，又可具體細(xì)分為SCADA系統(tǒng)、電壓/無功控制、保護(hù)的協(xié)調(diào)管理及控制、饋線控制、故障處理(故障檢測、定位，隔離后故障區(qū)供電)、自動抄表和負(fù)荷管理等。從這一概念出發(fā)，DMS其實涵蓋了電力MIS、電力調(diào)度、變電站綜合自動化、出線管理、負(fù)荷管理、供用電管理等供、配、用電多個環(huán)節(jié)，是一個包含多學(xué)科技術(shù)的綜合性的大系統(tǒng)。從國外DMS發(fā)展歷程來看，主要集中在DA部分，大致經(jīng)歷了自動就地控制(重合器加重合器或重合器加分?jǐn)嗥鞣绞?、智能型自動就地控制(分散式微機(jī)型自控設(shè)備)以及近遠(yuǎn)程可選控制方式加集中數(shù)據(jù)庫和專家系統(tǒng)(功能逐漸

5、增加完善)三個階段，而完整DMS的開發(fā)在發(fā)達(dá)國家也是近幾年的事。從我國DMS發(fā)展現(xiàn)狀來看，目前才起步，由于國家對此相當(dāng)重視，我們可以借鑒國外的經(jīng)驗，直接應(yīng)用最新、最合理的技術(shù)摸式，如DA系統(tǒng)的選擇，國內(nèi)中心城市一般都直接選擇第三階段的產(chǎn)品，可進(jìn)入DMS/DA的階段。但是，由于DMS/DA的開發(fā)涉及多學(xué)科，如計算機(jī)、通信、網(wǎng)絡(luò)與最新的技術(shù)產(chǎn)品，需要高素質(zhì)的開發(fā)、運行、管理人員，加上DMS/DA開發(fā)還要和電網(wǎng)一、二次設(shè)備和通信設(shè)備兼容，投資也相當(dāng)大。因此，從全國情況來看，發(fā)展進(jìn)度并不快。配網(wǎng)自動化系統(tǒng)是對配電網(wǎng)上的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)方實時監(jiān)視、協(xié)調(diào)及控制的一個集成系統(tǒng)。配網(wǎng)自動化按照系統(tǒng)的縱向結(jié)構(gòu)可以分為

6、配電管理系統(tǒng)、變電站自動化、饋電線路自動化及用戶自動化四個層次的內(nèi)容。其中，配網(wǎng)饋線自動化是配電系統(tǒng)提高供電可靠性最直接，最有效的技術(shù)手段。2 智能電網(wǎng)-配網(wǎng)饋線自動化管理系統(tǒng)的特點介紹智能電網(wǎng)管理系統(tǒng)采用了數(shù)字化的故障指示器和數(shù)字化的通信技術(shù)，主要用于中高壓輸配電線路上，可檢測短路和接地故障并指示出來，可以監(jiān)測線路和變壓器（高壓側(cè)）運行情況，可以對兩路同桿架設(shè)的兩路電動開關(guān)進(jìn)行遙控（合分閘）、遙信（采集開關(guān)位置）操作。該系統(tǒng)可以幫助電力運行人員實時了解線路上各監(jiān)測點的電流、電壓變化情況，在線路出現(xiàn)短路、接地、斷線、絕緣下降等故障或者異常情況下給出聲光或者短信通知報警，告知調(diào)度人員進(jìn)行遠(yuǎn)程操作

7、以隔離故障和轉(zhuǎn)移供電，通知電力運行人員迅速趕赴現(xiàn)場進(jìn)行處理。主站系統(tǒng)除了顯示線路故障電流途徑和位置，還能顯示線路負(fù)荷電流、系統(tǒng)電壓（電場）的變化情況并繪制曲線圖，用戶根據(jù)需要還可以增加其他監(jiān)測內(nèi)容，例如開關(guān)位置、變壓器溫度和環(huán)境濕度等。3 配網(wǎng)自動化管理系統(tǒng)的通信方式分析目前，配網(wǎng)自動化管理系統(tǒng)（DMS/DA）的通信主要可應(yīng)用有線和無線兩種方式。有線方式主要有同步傳輸序列(SDH)、異步傳輸模式(ATM)、配電線載波(DLC)、公用電話網(wǎng)、綜合服務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)(ISDN)等，媒介主要有光纖、電力線、音頻電纜和屏蔽電纜(主要用于當(dāng)?shù)卦O(shè)備單元間構(gòu)成現(xiàn)場總線)；無線方式主要有微波通信、高頻通信(VHF，U

8、HF)、GSM通信、紅外通信、衛(wèi)星通信。無線方式的優(yōu)點主要是靈活性高，施工周期短，但抗干擾性差。在DMS/DA主通信網(wǎng)中，主要考慮數(shù)據(jù)傳輸可靠性和抗干擾性，一般以有線方式為主，其中公用電話網(wǎng)和ISDN專線因其運行費用較高(有租用費用等問題)且其數(shù)據(jù)安全性較差(本身是公用開放的)，一般較少采用，目前主要用光纖和配電線載波兩種方式。光纖網(wǎng)主要采用星形輻射和環(huán)形、多環(huán)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的光纖自愈網(wǎng)，當(dāng)局部光纖受損時可進(jìn)行自動光纖網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲貥?gòu)，保證通道的順暢。利用配電線載波方式硬件投入較少，但要解決工頻(50 Hz)量以及一次設(shè)備操作(開關(guān)開合、大負(fù)荷投切等)造成的高頻量對通信的影響，還要解決信號加載的耦合設(shè)備

9、對通信高頻量的抗飽和性。目前，一般利用擴(kuò)頻技術(shù)(變頻傳輸)或多路載波復(fù)用(多路并傳)等技術(shù)解決抗干擾的問題，采用晶態(tài)合金芯技術(shù)制造采樣TA，TV以提高其抗飽和性。配網(wǎng)信息中，重要性和時效性各不相同，如系統(tǒng)故障信息、網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)信息和開關(guān)變位信息等，就具有很高的時效性，須保證其傳輸?shù)募皶r正確不受干擾。因此，選用現(xiàn)階段技術(shù)最為成熟、穩(wěn)定的光纖介質(zhì)搭建SDH網(wǎng)絡(luò)是配網(wǎng)自動化管理系通信平臺的最佳選擇。4 北京瑞光在“智能電網(wǎng)管理系統(tǒng)”建設(shè)中的優(yōu)勢：能夠為客戶提供整套通信系統(tǒng)解決方案的廠商必定是能夠提供全線通信產(chǎn)品，或具備強(qiáng)大的系統(tǒng)集成能力的資深通信廠商。在集成化方面，國內(nèi)通信行業(yè)中“北京瑞光”是最具代表性

10、的廠商之一。北京瑞光有自主品牌的全線通信產(chǎn)品，這樣的優(yōu)勢使我們方便的把各種產(chǎn)品進(jìn)行有機(jī)的集成，可以有針對性的為工程、項目提供集成化的解決方案。對于工程商來說，集成化的解決方案為他們省去了做方案、配器材等很多麻煩?！氨本┤鸸狻睂⑼ㄟ^采用光纖網(wǎng)絡(luò)的概念結(jié)合智能電網(wǎng)管理系統(tǒng)通信方面的實際需求，構(gòu)建實用、安全(Security)、經(jīng)濟(jì)、開放、可發(fā)展(Expendability)和靈活(Flexibility)得智能電網(wǎng)管理系統(tǒng)信息傳輸模式。根據(jù)現(xiàn)場不同的通信條件確定信息接入方式的綜合解決方案。重點針對以光纖網(wǎng)絡(luò)為主干傳輸通道，通過將無線網(wǎng)絡(luò)和有線網(wǎng)絡(luò)的無縫結(jié)合，實現(xiàn)該系統(tǒng)的全線覆蓋，將會為智能電網(wǎng)提供

11、最為穩(wěn)固的通信平臺。“智能電網(wǎng)管理系統(tǒng)”解決方案2.1 方案概述：電網(wǎng)的智能化，也被稱為“電網(wǎng)2.0”，它是建立在集成的、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，通過先進(jìn)的傳感和測量技術(shù)、先進(jìn)的設(shè)備技術(shù)、先進(jìn)的控制方法以及先進(jìn)的決策支持系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)電網(wǎng)的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)境友好和使用安全的目標(biāo)，其主要特征包括自愈、激勵和包括用戶、抵御攻擊、提供滿足21世紀(jì)用戶需求的電能質(zhì)量、容許各種不同發(fā)電形式的接入、啟動電力市場以及資產(chǎn)的優(yōu)化高效運行。 智能電網(wǎng)在線監(jiān)控系統(tǒng)采用了數(shù)字化的故障指示器和數(shù)字化的通信技術(shù)，主要用于中高壓輸配電線路上，可檢測短路和接地故障并指示出來，可以監(jiān)測線路和變壓器（高壓側(cè)）

12、運行情況，可以對兩路同桿架設(shè)的兩路電動開關(guān)進(jìn)行遙控（合分閘）、遙信（采集開關(guān)位置）操作。該系統(tǒng)可以幫助電力運行人員實時了解線路上各監(jiān)測點的電流、電壓變化情況。主站系統(tǒng)除了顯示線路故障電流途徑和位置，還能顯示線路負(fù)荷電流、系統(tǒng)電壓（電場）的變化情況并繪制曲線圖，用戶根據(jù)需要還可以增加其他監(jiān)測內(nèi)容，例如開關(guān)位置、變壓器溫度和環(huán)境濕度等。瑞光數(shù)碼利用其自身深厚的技術(shù)實力、豐富的工程項目經(jīng)驗、創(chuàng)新的設(shè)計理念，根據(jù)每個監(jiān)測節(jié)點建設(shè)成本低廉、開通維護(hù)簡便的特點要求，設(shè)計推出了“智能電網(wǎng)管理系統(tǒng)解決方案”，該系統(tǒng)可監(jiān)測線路短路、接地、過負(fù)荷、斷線、停電、盜割等，幫助電力運行人員迅速查找故障點，避免了事故進(jìn)一

13、步擴(kuò)大；監(jiān)測線路負(fù)荷電流的變化情況，并在計算機(jī)上顯示電流變化曲線，對線路負(fù)荷情況進(jìn)行分析，防患于未然；監(jiān)測線路電壓（電場）的變化情況，在計算機(jī)上顯示線路電壓變化曲線，對線路絕緣情況進(jìn)行分析，防患于未然；可以根據(jù)客戶需求增加溫濕度等監(jiān)測內(nèi)容；在有電動開關(guān)的地方，可以增加遙控、遙信、遙視功能。 該系統(tǒng)采用數(shù)字化的故障指示器技術(shù)，適用范圍廣，可靠性高，并且免維護(hù)； 對于小電流接地系統(tǒng)，可以通過監(jiān)測架空線路的接地暫態(tài)電流，結(jié)合小電流接地選線裝置，可以大大提高接地故障檢測的準(zhǔn)確性；光纖通信終端采用太陽能電池板及風(fēng)能供電和后備大容量免維護(hù)鋰電池，確保隨時隨地都能保持?jǐn)?shù)據(jù)通信暢通無阻；主站系統(tǒng)可以實時對現(xiàn)場

14、的數(shù)字化故障指示器和兩路電動開關(guān)進(jìn)行“五遙”（遙控、遙信、遙測、遙調(diào)、遙視）和參數(shù)讀寫操作；PC終端軟件可顯示線路電流、電壓變化曲線； 6.SOE記錄；設(shè)備帶電裝卸，不用停電；主站軟件采用電力SCADA組態(tài)軟件，易學(xué)易用，功能強(qiáng)大，主站硬件采用工業(yè)控制計算機(jī)，運行可靠，防死機(jī)，運行壽命長?！氨本┤鸸狻笨紤]到目前電網(wǎng)線路各異，組網(wǎng)條件不同的現(xiàn)狀， 特意推出了三種不同的通信傳輸方案，利用其各自組網(wǎng)的特點，必將對不同電網(wǎng)線路在組網(wǎng)搭建工程中產(chǎn)生多方面的利好，將會有效的節(jié)省建設(shè)成本，滿足了智能電網(wǎng)管理系統(tǒng)對通信傳輸方面的要求。2.2 基本原則1)系統(tǒng)可靠性和穩(wěn)定性系統(tǒng)的高可靠性和穩(wěn)定性是保證網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運

15、行安全的首要條件。在保證系統(tǒng)可靠性的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可用性。網(wǎng)絡(luò)的高可靠性、穩(wěn)定性就是保證網(wǎng)絡(luò)可以在任何時間、任何地點提供信息訪問服務(wù)。設(shè)備要有可靠的質(zhì)量，并支持熱插拔特性及各種保護(hù)，以保持一個穩(wěn)定的運行環(huán)境。2)系統(tǒng)實用性和可管理性當(dāng)今世界，通信技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展日新月異，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計既要適應(yīng)新技術(shù)發(fā)展的潮流，保證系統(tǒng)的先進(jìn)性，選擇代表世界先進(jìn)水平的技術(shù)和設(shè)備，不使投資的設(shè)備在短時間內(nèi)落伍。但也要兼顧技術(shù)的成熟性、標(biāo)準(zhǔn)性、實用性考慮。 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中，選擇一套簡單實用的監(jiān)控管理軟件是必不可少的。該監(jiān)控管理軟件不需要在服務(wù)器上運行及通過手持終端進(jìn)行操作，在普通的PC機(jī)上即可運行，這樣對維護(hù)

16、人員的要求不需要太高。最好是在整個通信網(wǎng)中的傳輸設(shè)備和接入設(shè)備能夠采用一套監(jiān)控軟件在同一平臺下統(tǒng)一進(jìn)行監(jiān)控。通過監(jiān)控平臺，能夠監(jiān)控設(shè)備的各種運行狀態(tài)、故障管理、及配置管理等等。使網(wǎng)絡(luò)的可維護(hù)性大大提高。 3)系統(tǒng)可擴(kuò)展性和開放性在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計時，首先要滿足現(xiàn)有規(guī)模網(wǎng)絡(luò)用戶和應(yīng)用的需求，同時考慮未來業(yè)務(wù)發(fā)展、規(guī)模的擴(kuò)大，應(yīng)該設(shè)計關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)設(shè)備具備擴(kuò)展能力以及網(wǎng)絡(luò)實施新應(yīng)用的能力。同時，設(shè)備應(yīng)采用開放技術(shù)、支持標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，具有良好的互連互通性，能夠支持同一廠家的不同系列的產(chǎn)品以及不同廠家的產(chǎn)品之間的無縫連接與通信。靈活擴(kuò)充性：靈活的端口擴(kuò)充能力，模塊擴(kuò)充能力，滿足網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)充。支持新應(yīng)用的能力：產(chǎn)品具有支持新應(yīng)用的技術(shù)準(zhǔn)備，能夠符合實際要求的，方便快捷地實施新應(yīng)用。4)保護(hù)用戶投資及效益性網(wǎng)絡(luò)設(shè)計充分保護(hù)用戶投資及效益性，利用現(xiàn)有的設(shè)備，避免用戶投資的重復(fù)浪費，