电力系统通信技术绪论.ppt

电力调度自动化的发展
远动（TeleControl）：遥测，遥信，遥控，遥调 SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）
监视控制与数据采集 EMS（Energy Management System）能量管理系统 SA（Substation Automation）变电站自动化 DA（Distribution Automation）配电自动化 DSM（Demand Side Management）需求侧管理 DPS（Digital Power System） 数字电力系统
ADSS：与各种电压等级的输电线路同塔（杆）架设。 适合在已有电力线路上加挂。
OPGW：将光缆与架空地线合为一体，既是避雷线又 是架空光缆。适合新建电力线路。
光纤 光缆 实物 示例
发展电力线载波（PLC）
利用电力线来传输信息； 起源于20世纪20年代，最初应用于高压远距
离传输，传输监控、远动、语音等信息； 20世纪50年代后，开始应用于中低压电网，
发展光纤通信-1
光纤的优点： 频带宽、传输容量大 传输损耗低、距离长 不怕电磁干扰 安全性高，保密性好 体小质轻便于架设 原材料（石英）充足
发展光纤通信-2
除采用普通光缆外，还要多采用电力特种光缆，包括 全介质自承式架空光缆（ADSS）和光纤复合架空地线 （OPGW）。
提出以建设光纤通信为主、数字微波通信、卫星通信为 辅的主干网。
电力通信现状-1
1. 20世纪70年代：电力载波通信 电力系统的特有的通信方式，主要用于话音、保护和 远动信息的传输。
2. 20世纪80年代：模拟微波通信
3. 20世纪90年代：数字微波通信
4. 目前：以数字微波为干线、覆盖全国的电力网络已 初步形成，光纤通信、卫星通信、移动通信、数字 程控交换以及数字数据网等新兴的通信技术也获得 相当水平的应用。
电力数据网-1
“八五”和“九五”期间，为了实现全国电力调度自 动化系统的互联，开展了中国电力数据网（CEDnet） 的建设，中国电力数据网一级网络经过一、二期工程 的建设目前已经覆盖了全国各集团分公司和直属省公 司共17个节点。
国家电力数据网（CEDnet）分为三层：国调到各网 调及直属省调，网调到各省调及直属地调，省内数据 网
电力通信独特的发展优势
1. 35kV及以上输电线路是架设电力特殊光缆的极好资 源，经济、快速、安全、可靠；
2. 遍布全国各大城市的电缆管道和电杆是建设光纤接 入网的极好资源；
3. 电力线通信（PLC）技术的日益成熟，为用户接入 提供了首选手段；
4. 其它具有电力特色的技术，如无源光纤接入、无线 宽带、多点扩频系统等，使电力资源得到充分有效 的利用和发挥。
地方电网，大部分采用星型组网的SCADA系统。
电力数据网-2
电力数据网目前主要用于传输电力调度实时数据、应 用软件用的准实时数据、调度生产管理用的批次数据。 在该网络的基础上，实现了全国各级调度中心的互联。
同时，该网络为信息应用系统提供了平台，实现了公 司机关同在京单位；华中、华北、华东、东北、南方、 西北六个分、集团公司；云南、贵州、四川、广西、 福建、山东、重庆七个直属省市公司；华能电力集团、 广东省公司的系统互联。
电力通电信力市通场信的化竞是争国力际-2趋势-1
2001年底，美国最大的7家电力公司联合组建“美 国光纤公司”，利用电力系统的资源，在全美建 设光纤网络，出租光纤、电路带宽，经营网络等 业务。
电力通电信力市通信场的化竞是争国力际-3趋势-2
2002年3月29日，日本东京电力公司也开始在东京的三 个区正式开展通信业务，其采用的技术为光纤到户 (FTTH ) ，通信速度为每秒100M字节。日本NTT的 Internet 接入费每月为11000 日元，而东京电力仅收 9800日元月租费。目前，日本东京电力公司开展光纤 入户业务所需的电线杆数目要优于日本NTT公司。此 外，在人口稠密的关东地区，东京电力公司光纤分布 密度要超过日本NTT公司。另外，所有家庭都是东京 电力公司的电力用户，其电力用户数目前远超过NTT 东日本公司通信用户数。
主要内容
1. 绪论 2. 通信基础知识 3. 电力线载波通信 4. 光纤通信技术 5. 微波与卫星通信技术 6. 移动通信技术 7. 现代交换技术 8. 通信网 9. 接入网技术
第一章 绪 论
1. 基本概念 2. 电力通信的重要性 3. 电力通信的特点 4. 电力通信的发展 5. 电力通信现状 6. 电力通信网 7. 电力通信技术
电力通信组织机构-2
一级骨干传输网络由光纤、数字微波和卫星通信构 成， 其调度中心、监控中心、卫星中心主站均设置 在国电通信中心本部。电力通信交换网络的 汇接中 心、数据网(DDN)的网管中心、电话会议系统和电 视电话会议系统的控制中心也设置在中心本部。
下属各省调/区调/县调等，机构的设置并不统一。
电力通信的特点
要求较高的可靠性和灵活性 传输信息量少但种类复杂，实时性强 具有很大的“耐冲击”性 网络结构复杂 通信范围点多面广 无人值守机房居多
电力通信是三大支柱之一
《现代电网安全稳定运行的三大支柱》，江苏 科学技术出版社，1993
（1）安全稳定控制系统 （2）调度自动化系统 （3）电力专用通信系统
近年来，光纤通信得到重视和发展； （1988年我国华北、华中、东北三大电网引进的
能量管理系统（EMS）投入电网使用）。
电力通信网的建立和发展
20世纪70年代，国家批准建立电力专用通信网； 以北京为中心，覆盖全国； 通讯方式多样：通信电缆，载波，微波，卫星，光纤，
移动通信，现场总线； 电力载波通信的传统地位； 从1999年开始，电力系统加大了光纤通信网的建设力度，
地方电网以光纤、微波通信为主，电力载波等其它通 信方式为辅。
电力通信发展趋势
数字化 综合化 宽带化 智能化 个人化
电力通信网-1
电力通信网是以光纤、微波及卫星电路构成主干线， 各支路充分利用电力线载波、特种光缆等电力系统 特有的通信方式，并采用明线、电缆、无线等多种 通信手段及程控交换机、调度总机等设备组成的多 用户、多功能的综合通信网。
进行自动抄表和负载控制等； 20世纪90年代后，开始实验用于Internet通讯。
国外在PLC通信的进展-1
英国NORWEB通信公司在1990年就开始研究此项技术， 1996年提供了在曼切斯特进行20户小范围试验的录像 资料，传输速率达到1Mbps。
1998年，美国lntelogis公司推出了PassPort商业化PLC 产品，用于户内联网，最高速率为350kbps。
基本概念-2
信息 源
发送 设备
（发送端）
信道 噪声源
接收 设备
受信 者
（接收端）
图1-1 通信系统组成模型
电力通信的重要性
电能生产的特点（瞬发性/不可储存/重要性）， 决定了对通信和调度管理自动化的高要求。
电力工业所处的环境条件比较恶劣（高电压/大 电流/强电磁干扰）。
企业信息化建设的需要。
电力通信网-2
通信 卫星
地
球
站 市长 数
用户 内 途 字 微
交 交 多波
换 换 路设
设 设 设备
备备 备
光
基
移
站
动
交
传 输 终
基 站
换 设 备
端 设 备
本地 网
光再 生中继设 备 ( 光 放大器 )
长途 网 移动 网
地
球
站数
长
市
微字 途 内
波多 交 交
设路 换 换
备设 设 设
备 备备
光
传 输 终
移
基本概念-1
1. 通信：利用电子等技术手段，借助电信号（含光信 号）实现从一地向另一地进行消息的有效传递。
2. 通信系统：由信息发送者（信源）、信息接收者 （信宿）和处理、传输信息的各种设备共同组成的 完成信息传送全过程的系统。
3. 通信网：由各种通信节点（端节点、交换节点、 转接点）及连接各节点的传输链路互相依存的有机 结合体，以实现两点及多个规定点间的通信体系。
电力通信的学术机构
中国电机工程学会（CSEE） 电力通信专委会 电力远动分专委会 《电力系统通信》杂志
电力通电信力市通场信的化竞是争国力际-1趋势-1
电力公司利用自有资源优势，参与通信市场的竞争， 这在国外早有成功的先例。
1993年在英国组建并具有电信经营权，为英国国家 电网公司所拥有的 ENERGIS 通信公司，在与当时 英国两大电信运营公司的竞争中，以最新的技术、 最可靠的网络、最高的性能赢得了英国广播电视公 司BBC的一项为期10年的合同。为此， ENERGIS 公司跻身于英国最富竞争力的电信公司行列。
电力数据网-3
电力数据网能够向用户提供基本服务功能，如文件 传输、虚拟终端、远程登陆、电子邮件等。
实现了与国家经济信息系统的网间互联
电力通信组织机构-1
最高组织机构：国电通信中心 国电通信中心是国家电力公司的直属企业，承担着全
国电力通信网主干电路的运营和建设任务，是全国电 力通信网的调度指挥中心。负责调度管理国家电力公 司的一级骨干通信电路，覆盖全国36个网省公司。
3. 分类：电话及传真网、电视电话会议网、电力数据 通信网、图像通信网。
全国电力通信骨干网示意图
电力通信技术-1
1. 电力线载波通信：利用高压输电线作为传输通路。 2. 光纤通信：以光波为载波，以光纤为传输媒介的。 3. 微波通信：利用微波（射频）作载波携带信息。 4. 卫星通信：利用人造地球卫星作为中继站来转发无线
电波，从而进行两个或多个地面站之间的通信。
电力通信技术-2
5. 移动通信：通Байду номын сангаас的双方中至少有一方是在移动中进行 信息交换。
6. 现代交换方式：包括电路交换、分组交换、ATM异 步传送模式、帧中继和多协议标记交换（MPLS） 技术。
7. 现代通信网：现代通信网按功能划分可以分为传输 网、支撑网。
8. 接入网：接入网是由业务节点接口和用户网络接口之 间的一系列传送实体（如线路设施和传输设施）组成 的、为传送电信业务提供所需传送承载能力的实施系 统。
瑞士ASCOM公司1998年开始进入PLC技术研究领域， 2000年建设了实验系统，试验的用户数超过2000个。
电力通信现状-2
全国电力通信主干网覆盖全国36个电力集团公司和省 级电力公司；
数字微波70000 km，光缆51000km，卫星地球站120 座，220kV以上载波79万话路公里，程控交换机总容 量达到300万门；
以光纤、微波及卫星电路组成主干网，以数字程控交 换机（调度总机）组成全国电话网；
基
动
站
交
端 设 备
换 设 备
基 站
本地 网
图 1-2 通信网构成示意图
电力通信网-3
1. 作用：传送电力系统远动、保护、负荷控制、调度自 动化等运行、控制信息，保障电网的安全、经济运行； 传输各种生产指挥和企业管理信息，为电力系统的现 代化提供高速率、高可靠的信息传输网络。
2. 特点：实时性（要求信息传输延时小）、可靠性、 信息量较少（主要传送电力系统的生产、控制和管 理信息，网上传输的信息量比公用网少）、网络建 设可利用电力系统独特的资源。
电力通信存在的问题
对通信的重要性认识不足 通信网结构比较薄弱且不平衡 管理体制等方面的问题 缺少经营管理的观念和相应的人才
电力通信网的发展趋势
传统的电力通信网是为安全生产、调度、指 挥服务而建设的；
电力信息化业务要求综合化、宽带化、多媒 体化；
建立一个语音、数据、图象、多媒体合一的 电力系统通信网，和将业务数据化、智能化、 个人化、宽带化的综合业务网络是电力系统 通信的目标。
电力通信技术的发展-1
40年代，电力载波通信开始在东北电网运行； 1979年电力系统开始建设的亚洲第一条1000km以
上PCM480数字微波线路——京汉微波，到 1981 年已陆续开通； 1982年，电力系统第一条光纤通信线路在山西太 原供电局投运；
电力通信技术的发展-2
1982年，原水利电力部建成以北京为中心，连接 南宁、广州、成都等地面站的卫星通信系统；