济南国网数字化培训班学习笔记-第三组-1-电力通信传输网认知

电力通信传输网认知

电力通信基本情况

传输介质

传输介质类型（导引与非导引）

导引传输介质，如电缆、光纤；
非导引传输介质，如无线电波；
传输介质的选择影响信号传输质量

信号传输模式（单工双工半双工）

单工传输，信号只能单向传输；
双工传输，信号可以双向传输；
半双工传输，信号交替双向传输。

信号传输的噪声与干扰（不期望信号与影响）

噪声是信号传输中的不期望信号；
干扰是外部信号对接收信号的影响；
噪声和干扰降低信号的可信度

信号衰减与失真（信号减弱与波形改变）

信号在传输过程中会逐渐减弱
信号失真指信号波形改变
衰减和失真影响通信质量

通信网络

由一定数量的节点（包括终端设备和交换设备）和连接节点的传输链路相互有机地组合在一起，以实现两个或多个规定点间信息传输的通信体系。

节点多了，用网关路由器连接边缘路由器，将分级电信网络连接为分区网络，节点间通过交换机连接

一次系统

由发电机、送电线路、变压器、断路器等发电、输电、变电、配电等设备组成的系统。

二次系统

由继电保护、安全自动控制、通信系统、调度自动化系统等组成的系统。

电网中运行的专用通信系统我们称为电力通信

电力通讯系统

电力通信是为了保证电力系统的安全稳定运行而应运而生的，它对通信的可靠性、保护控制信息传送的快速性和准确性具有极严格的要求，世界上大多数国家的电力公司都以自建为主的方式建立了电力系统专用通信网。

电力通信系统的业务由简单化、单一化趋向于复杂化、多样化，电力通信技术也随着业务的发展而不断更新。

支撑网	为传输网服务，-48v，干扰小耐用	电源系统、通信管理系统、设备网管等
传输网	承载业务网	电缆、无线、PLC、卫星、微波、SDH等
业务网		调度数据网（生产控制类系统）、数据通信网（信息管理类系统）

电力通信特点

实时性强	对信息的传输延时有严格限制。
可靠性高	包括信息的准确投递和误码指标。
连续性	一些专用信道必须长期连续占用。
业务颗粒小：	因而系统容量要求较小。
依托于电力线：	拥有独特的信道资源，有利于网络建设。

电力系统的特殊性：

生产的不容许间断性，

事故的快速性，

系统覆盖面积的辽阔性，

电力对国民经济影响的严重性

电力通信网规划原则（重点）

适用性原则	通信规划设计应采用先进、成熟、适用的通信技术，满足电网安全生产等业务需求，并适度超前
整体化原则	通信网规划设计应作为一个整体进行规划，各层级协调发展，资源共享，防止重复建设和资源浪费
标准化原则	通信网规划设计应遵循统一的技术体制和接口标准，减少信号传输环节，提高通信网络传输效率
经济性原则	通信网规划设计应遵循经济性原则，充分挖掘现有通信技术和资源潜力，提高资产的使用效率，统筹考虑建设和运维成本，实现设备资产全寿命周期内整体成本最小化。
差异化原则	通信网规划设计应实行差异化原则，充分考虑不同区域的电网发展水平、业务需求差异，合理确定通信网建设标准和目标。
安全性要求	通信网采取必要的安全防护措施，应满足国家发展改革委员会2014年14令对电力企业信息安全要求。

电力通信传输网

电力通信三大支柱

安全稳定控制系统

线路纵联保护
过电压及远方跳闸保护
故障录波器
故障行波测距
安全自动装置

调度自动化系统

AGC自动发电量控制
AVC自动电压控制
SCADA数据采集与监视控制系统
EMS能量管理系统

电力通信系统

传输网
业务网
支撑网

电力通信系统架构

通信机房广泛采用-48v直流供电，早期可以减少线路电化学腐蚀

-48下，正极接地，负极供电，可以降低电磁干扰对敏感通信电路的影响

负电压长距离供电更稳定，减少传输中电压偏移

安全：断开负电时，电弧能量更低

传输网组成

光缆

SDH 同步数字体系

基于时分复用，主要2M接入，主要承载线路保护、调度数据网等时延要求高、带宽需求低的生产类业务，独占时间段，不共享资源，硬隔离，安全性高，效率低

PTN 分组传送网

分组交换为核心，面向分组数据业务的传送网。软隔离，安全性较低，效率高
主要是以太网方式接入。采用华为、中兴设备，主要承载数据通信网、视频会议等IP类业务

SPN 切片分组网

中国移动面向5G主导提出的技术标准，由PTN体系演进而来，最大带宽为400G，采用FlexE实现基于时隙的切片转发，切片间硬隔离，切片内软隔离
采用烽火SPN设备，三切片分别承载调度数据网一平面、数据通信网和信息外网

电力通信系统架构

骨干通信网 1234级

SDH/MSTP、PTN、OTN

电网生产控制、调度自动化、管理等信息的公共基础平台，全方位服务于电力系统全部生产和管理环节。

终端通信接入网

骨干通信网的延申，提供配电与用电业务终端同电力骨干通信网的连接，具有业务承载和信息传送功能。

工业以太网、xPON、

无线专网、无线公网、

电力线载波

电力通信网业务分类

电力行业的通信系统为电力生产和管理各业务提供传输和数据通道，服务于电力一次系统和二次系统，其业务分类的形式有很多，如下：

按照业务属性划分大致可以分为两大类，即生产控制业务和管理信息业务；
按照电力二次系统安全防护管理体系划分，可以划分为I、II、III、Ⅳ四大安全区域业务。
按照业务流类型划分，可以分为语音、数据及多媒体业务；
按照时延划分，可以划分为实时业务和非实时业务；
按照业务分布划分，可以划分为集中型业务、相邻性业务和均匀性业务；
按照用户对象划分，可以分为变电站业务、线路业务、电网公司和外部用户等。
业务承载要求：安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证。

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生产控制大区业务—I区业务实时控制

继电保护业务：
- 继电保护信号是指高压输电线路继电保护装置间和电网安全自动装置间传递的远方信号，是电网安全运行所必需的信号。为了减轻短路故障和不正常状态造成的影响，继电保护的任务就是当电力系统出现故障时，给控制设备（如输电线路、发电机、变压器等）的断路器发出跳闸信号，将发生故障的主设备从系统中切除，保证无故障部分继续运行。
安稳系统：
- 安稳系统是指由两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，其主要功能是切机、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，其一般分为控制主站、子站、执行站。该业务系统信息流向为主站、控制子站、执行子站逐层传送，属于树型业务
调度自动化：
- 该系统主要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（PAS）的一系列功能。
- 其信息类型包括两部分，一部分为调度中心EMS 系统与厂站RTU 交换的远动信息（包括遥测、遥信、遥控、遥调信息）；另一部分为调度中心EMS 系统之间交换的数据信息。该业务带宽要求一般为2M（目前已开展调度数据网带宽提升工作），通道传输时延≤30ms，基于光纤SDH 通道误码率不大于10-9。其信息流向为各厂、站（RTU）至调度中心（EMS），属于集中型业务。
调度电话：
- 调度员电话联络

生产类业务—II区业务电力生产数据采集与处理

保护管理信息系统：
- 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，来保证电网的安全稳定运行。
安稳管理信息系统：
- 管理主站对控制主站、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的系统。
广域相量测量系统（PMU 系统）：
- 利用GPS 同步时钟技术，进行集中相角的监视和稳定控制，即将电压相角信息上送到调度中心，由调度中心对相角信息进行处理后进行相角的监视
电能计量遥测系统（采集类业务）：
- 电能计量系统是对整个电网众多计量点的数据进行自动采集，自动传输、存储和处理，用于监控整个电网的负荷需求。
- 各厂站传输速率为64kbit/s，传输延时也不宜过大，要求传输误码率必须不大于10-6 ，可用性要求为99.99%。其业务属集中型业务。

生产类业务—III区业务企业管理与办公自动化

调度管理信息系统（OMS）：
- 覆盖调度中心和各变电站，是各生产相关人员在各调度系统中查找数据、收发件的信息系统。**oms业务承载在综合数据网上，与企业管理业务VPN 隔离，**变电站可采用SDH设备以太网通道实现综合数据网覆盖。
变电站视频监视系统：
- 主要对变电站设备进行24 小时视频图像监视，监视变电站设备、环境等参数，实现无人值守。其业务流向是集中型业务系统，各个变电站以2Mb/s 或以上带宽通道汇聚到调度中心。业务流是24 小时的均流业务。该业务属集中性业务。
光缆测系统监测系统：
- 光缆自动监测系统是集成了目前成熟的计算机、通信、地理信息系统（GIS）及光纤测量技术而成的一个光纤网络测量系统。该系统采用先进的光时域反射仪（OTDR）分析光纤的回波信号，并结合地理信息系统（GIS），在计算机屏幕上以图形化的方式显示光缆的路由和故障位置并发出报警。其信息流向为监测站至监测中心。
**电能质量监测系统：**其信息流向为变电站～调度中心。