配电自动化终端及通信技术介绍(南瑞科技)

周捷周捷 博士博士配电自动化终端简介配电自动化终端简介几种主要的通信方式几种主要的通信方式配电自动化通信产品简介配电自动化通信产品简介二二三三四四配电自动化建设的部分建议配电自动化建设的部分建议六六七七配电自动化研究专题及未来发展配电自动化研究专题及未来发展概述概述一一配电自动化通信实际应用案例配电自动化通信实际应用案例五五 配网自动化是应用现代计算机技术、远动、自控、通配网自动化是应用现代计算机技术、远动、自控、通讯、新型配电设备等先进技术手段，实现配网在线和离线讯、新型配电设备等先进技术手段，实现配网在线和离线远方监控，与配电自动管理，以达到配网安全，可靠，经远方监控，与配电自动管理，以达到配网安全，可靠，经济，优质，高效运行之目的。济，优质，高效运行之目的。n 提高供电可靠性提高供电可靠性n 改善电能质量改善电能质量n 节能降损，优化运行，提高系统经济运行水平节能降损，优化运行，提高系统经济运行水平n 提高配网现代化管理水平提高配网现代化管理水平n 提高服务水平，改善用户形象合理规划，科学决策提高服务水平，改善用户形象合理规划，科学决策配网自动化意义配网自动化意义标准先行、统一规划、优化设计、信息共享、标准先行、统一规划、优化设计、信息共享、因地制宜，分步实施因地制宜，分步实施建设原则建设原则 实施方式实施方式 从上世纪从上世纪9090年代，在我国的许多城市都在不同层次不同规模上对配电自动年代，在我国的许多城市都在不同层次不同规模上对配电自动化工作进行了试点，并积累了不少经验和教训。化工作进行了试点，并积累了不少经验和教训。前一阶段试点工程的实践中，存在着配电自动化系统功能定位未能充分反映前一阶段试点工程的实践中，存在着配电自动化系统功能定位未能充分反映供电企业的实际需求供电企业的实际需求:1)1)应用主体不明确，无具体的受益者；应用主体不明确，无具体的受益者；2)2)无统一的规划，普遍存在无统一的规划，普遍存在“盲人摸象盲人摸象”的现象；的现象；3)3)将馈线自动化等同于配电自动化，过分强调馈线自动化、故障隔离等；将馈线自动化等同于配电自动化，过分强调馈线自动化、故障隔离等；4)4)套用调度自动化的思路，过分强调实时；套用调度自动化的思路，过分强调实时；5)5)“面子工程面子工程”多，系统投入产出比低。多，系统投入产出比低。1、分散；、分散；2、运行环境恶劣；、运行环境恶劣；3、功能：、功能：3遥遥+故障检测；故障检测；4、装置结构不统一，如各地环网柜的外箱结构、装置结构不统一，如各地环网柜的外箱结构尺寸等等。尺寸等等。1 1、从上世纪、从上世纪9090年代即投入大量的人员进行相关产品的开发年代即投入大量的人员进行相关产品的开发.先后有先后有DAT-1000DAT-1000、DAT-2000DAT-2000、PDZPDZ系列数十种装置的成功应用。系列数十种装置的成功应用。2 2、全国电力信息标委会配电工作组挂靠单位、全国电力信息标委会配电工作组挂靠单位.3 3、承担了国内大量重点配网改造项目建设、承担了国内大量重点配网改造项目建设.重点工程重点工程:北京奥运场馆配电自动化终端北京奥运场馆配电自动化终端 福州市配电自动化系统福州市配电自动化系统 苏州新加坡工业园配电自动化系统苏州新加坡工业园配电自动化系统 宁波市配电自动化系统宁波市配电自动化系统 重庆市城区重庆市城区 杨家坪配电自动化系统杨家坪配电自动化系统 厦门市配电自动化系统厦门市配电自动化系统 深圳市配电自动化改造项目深圳市配电自动化改造项目 上海松江配电自动化项目上海松江配电自动化项目 。配电自动化系统一般采用分层处理模式：配电自动化系统一般采用分层处理模式：由于配电网网络结构复杂，点多面广，因而对设备和信息的由于配电网网络结构复杂，点多面广，因而对设备和信息的组织可根据具体情况采用不同的组织结构，一般情况下可根组织可根据具体情况采用不同的组织结构，一般情况下可根据建设规模分为据建设规模分为:三层结构模式三层结构模式 主站层主站层 子站层子站层 终端层终端层 这种模式适用于配电网络较大，信息相对集中的情况，其总这种模式适用于配电网络较大，信息相对集中的情况，其总体成本较高体成本较高两层结构模式两层结构模式 主站主站 终端终端 这种模式适用于配电网络较小，信息分散的情况，其总体成这种模式适用于配电网络较小，信息分散的情况，其总体成本较低本较低根据最新发布的配电自动化技术建设与改造原则，配电自动化将由以下五种类型组成：简易型、实用型、标准型、集成型、智能型对于后三种类型（即：标准型、集成型、智能型），应根据其功能及特点，部分或全部的具备下列基本特征：完全符合国际标准的系统构架和数据模型；可以对超量实时数据进行准确可靠的处理；具备基于配网拓扑的分析应用和实用功能；针对配网调度和故障抢修的“停电管理系统”；采用信息交换总线实现与相关系统的互联；(6)各种通信方式综合应用支持配电信息传输。配电自动化终端简介配电自动化终端简介几种主要的通信方式几种主要的通信方式配电自动化通信产品简介配电自动化通信产品简介二二三三四四配电自动化建设的部分建议配电自动化建设的部分建议六六七七配电自动化研究专题及未来发展配电自动化研究专题及未来发展概述概述一一配电自动化通信实际应用案例配电自动化通信实际应用案例五五 配电子站功能：配电子站功能：区域区域DADA；区域性区域性SCADASCADA；通信；通信；站内当地功能；站内当地功能；远程诊断维护；远程诊断维护；参数设置；参数设置；远方读表；远方读表；数据管理；数据管理；配电子站容量：配电子站容量：汇接型子站；汇接型子站；功能型子站；功能型子站；子站容量：网络型：子站容量：网络型：128128个终个终端；串口端；串口8080个；混合：串口个；混合：串口8080网络网络5050配电自动化终端简介配电自动化终端简介几种主要的通信方式几种主要的通信方式配电自动化通信产品简介配电自动化通信产品简介二二三三四四配电自动化建设的部分建议配电自动化建设的部分建议六六七七配电自动化研究专题及未来发展配电自动化研究专题及未来发展概述概述一一配电自动化通信实际应用案例配电自动化通信实际应用案例五五主站主站网络交换机网络交换机以太网以太网/EI口口EI口口/以太网以太网子站子站1子站子站2子站子站3SDHSDHSDHSDHSDHSDHSDHSDH10M1DTUTTU配网主站TTU10MRS485SDH/PCM10M35EPONEPON技术简述技术简述传统光纤通信系统传统光纤通信系统无源光网络技术：无源光网络技术：传统：点到点网络光纤直连或星型连接；传统：点到点网络光纤直连或星型连接；EPONEPON：点到多点：点到多点传统：分光需有电源；传统：分光需有电源；EPONEPON：分光器（无需电源）：分光器（无需电源）传统：通常需要两根光纤远距离传输；传统：通常需要两根光纤远距离传输；EPONEPON：单纤传输：单纤传输36EPONEPON关键技术关键技术-分光分光EPONEPON单纤双向单纤双向技术ODN分光分光技术（有平均分光/非均分分光）1：32分光分光37EPONEPON组网常见拓扑形式组网常见拓扑形式38EPONEPON技术在电力系统应用注意技术在电力系统应用注意基于卡接式耦合方式纯电缆屏蔽层载波通信基于卡接式耦合方式纯电缆屏蔽层载波通信 主载波PLC-075 从载波RTURS232莘闵变电站闵17 沿海：混合线路松江配电自动化主站DS-100A通信管理机光端机等EthernetRS232PLC-075B主载波PLC-075 从载波RTURS 232阳光1 号配电站丽水开关站光纤闵24 阳光：混合线路阻抗匹配器阻抗匹配器阻抗匹配器混合线路的中压载波通信主备组网方案：混合线路的中压载波通信主备组网方案：424344配电自动化终端简介配电自动化终端简介几种主要的通信方式几种主要的通信方式配电自动化通信产品简介配电自动化通信产品简介二二三三四四配电自动化建设的部分建议配电自动化建设的部分建议六六七七配电自动化研究专题及未来发展配电自动化研究专题及未来发展概述概述一一配电自动化通信实际应用案例配电自动化通信实际应用案例五五47 南瑞IDS2000-DPN系列EPON是面向配电网自动化、用电数据采集、配用电信息管理和电力光纤到户应用推出的新一代通信网络产品。产品包括光线路终端OLT设备、光网络单元ONU设备和光分路器ODN设备等部分。南瑞IDS2000-DPN系列产品支持数据、语音、视频等多种业务，可以实现多网融合的应用；可满足FTTH、FTTB/FTTO/FTTC等各种业务模式需求，方便地实现高速宽带数据传送；产品具备强大的网管，提供完善的自管理功能。484950标准系列号标准说明YD/T 1475-2006接入网技术要求基于以太网方式的无源光网络(EPON)YD/T 1771-2008接入网技术要求EPON系统互通性IEEE802.3ah采用以太网协议连接服务供应商与用户的标准规格YD/T 1082-2000接入网设备过电压过电流防护及基本环境适应性技术条件GB 9254-1998信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法GB/T 17618-1998信息技术设备抗扰度限值和测量方法ITU-T G.983基于无源光网络的宽带光接入系统（BPON）ITU-T Y.1291（2004）分组网络支持QoS 的结构框架ITU-T Y.1730（2004）以太网OAM功能需求GB/T 17626.2-2006静电放电抗扰度试验GB/T 17626.3-2006射频电磁场辐射抗扰度试验GB/T 17626.6-2008射频场感应的传导骚扰抗扰度GB/T 17626.8-2006工频磁场抗扰度试验EN 61000-6-2-2005工业环境抗扰度通用标准IEC 61850-3-2002变电站通信网络和系统第3部分总体要求IEEE1613-2003变电站通信网络设备IEEE标准环境和测试要求IEC 61800-3-2004变频调速系统EMC要求和规定的测试方法CT2.0/2.1中国电信EPON设备技术要求51产品描述：产品描述：v2个主控板插槽+2个电源板插槽+12个业务板插槽v背板带宽：960Gv最大PON口数：48个（4个/板）v最大百兆口数：48个（4个/板）v最大千兆口数：48个（4个/板）v最大万兆口数：4个（1个/板）v电源1+1备份，支持热插拔v交流：200240VAC，50/60Hzv直流：-48Vv功耗：450Wv尺寸：482mm(宽)415mm(深)400mm(高)v支持CLI、SNMP、Telnet、NMS管理方式v工作环境温度：-1050v存储环境温度：-4080v环境湿度：1090（非凝结）适用场合：适用场合：v 配电自动化业务大型子站建设v 用电采集与营销业务大型分站建设v 城域网核心层和汇聚层v 园区网核心层v 超大型中央商务区CBD宽带接入v 超大型居民区宽带接入 52产品描述：产品描述：v 2个主控板插槽+4个业务模块插槽v 背板带宽：1.8Tv 最大PON口数：64个（16个/板）v 最大百兆口数：192个（48个/板）v 最大千兆口数：192个（48个/板）v 最大万兆口数：16个（4个/板）v 电源1+1备份，支持热插拔v 交流：200240VAC，50/60Hzv 直流：-48Vv 功耗：1000Wv 尺寸：450mm(宽)436mm(深)680mm(高)v 支持CLI、SNMP、Telnet、NMS管理方式v 工作环境温度：-1050v 存储环境温度：-4080v 环境湿度：1090（非凝结）适用场合：适用场合：v 配电自动化业务大中型子站建设v 用电采集与营销业务大中型分站建设v 城域网汇聚层和接入层v 园区网核心层和汇聚层v 大型办公场所宽带接入v 大型居民区宽带接入53q 产品描述：产品描述：v 2个主控板插槽+8个业务模块插槽v 背板带宽：3.2Tv 最大PON口数：128个（16个/板）v 最大百兆口数：384个（48个/板）v 最大千兆口数：384个（48个/板）v 最大万兆口数：32个（4个/板）v 电源1+1备份，支持热插拔v 交流：200240VAC，50/60Hzv 直流：-48Vv 功耗：1800Wv 尺寸：450mm(宽)436mm(深)797mm(高)v 支持CLI、SNMP、Telnet、NMS管理方式v 工作环境温度：-1050v 存储环境温度：-4080v 环境湿度：1090（非凝结）适用场合：适用场合：v 配电自动化业务大型子站建设v 用电采集与营销业务大型分站建设v 城域网核心层和汇聚层v 园区网核心层v 超大型中央商务区CBD宽带接入v 超大型居民区宽带接入54q 产品描述：产品描述：v 2个PON口+4个FE口+4个RS232/485口v PON口2个，提供主备保护v 上行发射光功率：-14dBmv 下行接收灵敏度：-26.5dBmv 支持在线光功率监测v 电源：DC12、DC24、DC48（-36V-72V）、AC220（176V264V）v 整机功耗小于10Wv 体积：75mm(宽)125mm(深)175mm(高)v 重量：2.1KGv 工作环境温度：-4075v 存储环境温度：-5080v 环境湿度：595（非凝结）正面正面 背面背面 配电自动化终端简介配电自动化终端简介几种主要的通信方式几种主要的通信方式配电自动化通信产品简介配电自动化通信产品简介二二三三四四配电自动化建设的部分建议配电自动化建设的部分建议六六七七配电自动化研究专题及未来发展配电自动化研究专题及未来发展概述概述一一配电自动化通信实际应用案例配电自动化通信实际应用案例五五通信实际应用案例通信实际应用案例通信实际应用案例通信实际应用案例通信实际应用案例通信实际应用案例通信实际应用案例通信实际应用案例通信实际应用案例通信实际应用案例实际应用案例实际应用案例配电自动化终端简介配电自动化终端简介几种主要的通信方式几种主要的通信方式配电自动化通信产品简介配电自动化通信产品简介二二三三四四配电自动化建设的部分建议配电自动化建设的部分建议六六七七配电自动化研究专题及未来发展配电自动化研究专题及未来发展概述概述一一配电自动化通信实际应用案例配电自动化通信实际应用案例五五 6768qEPONEPON技术在电力系统应用注意技术在电力系统应用注意配电自动化终端简介配电自动化终端简介几种主要的通信方式几种主要的通信方式配电自动化通信产品简介配电自动化通信产品简介二二三三四四配电自动化建设的部分建议配电自动化建设的部分建议六六七七配电自动化研究专题及未来发展配电自动化研究专题及未来发展概述概述一一配电自动化通信实际应用案例配电自动化通信实际应用案例五五1 1、开闭所是采用集中式的配电终端还是、开闭所是采用集中式的配电终端还是分散式的保护测控一体化装置分散式的保护测控一体化装置？n目前的开闭所自动化终端，有的是采用分散式的保护测目前的开闭所自动化终端，有的是采用分散式的保护测控一体化装置（面向单线路，安装在断路器柜面上），有控一体化装置（面向单线路，安装在断路器柜面上），有的是采用类似的是采用类似RTURTU的开闭所配电终端来集中测量。未来的的开闭所配电终端来集中测量。未来的发展方向是什么，这需要我们去关注。国电南瑞有发展方向是什么，这需要我们去关注。国电南瑞有“集中集中式开闭所配电自动化终端式开闭所配电自动化终端”和和“分散式保护测控装置分散式保护测控装置”对对应着这两种需求。应着这两种需求。2 2、FAFA、DADA的工程实现问题的工程实现问题？n从通讯的角度来看，实现故障隔离的方式有如下从通讯的角度来看，实现故障隔离的方式有如下4 4种：种：1 1）、装置没）、装置没有任何通讯，只是通过故障跳闸重合等功能实现简单的有任何通讯，只是通过故障跳闸重合等功能实现简单的FAFA馈线自动化馈线自动化功能；功能；2 2）、装置之间相互通讯交换故障信息，实现故障区域的快速）、装置之间相互通讯交换故障信息，实现故障区域的快速隔离，保证变电站出线的出口断路器不动作，达到缩小停电范围的目隔离，保证变电站出线的出口断路器不动作，达到缩小停电范围的目的。的。3 3）、加装分布式）、加装分布式DADA集中判别装置（如集中判别装置（如“PDZ850-ABH”PDZ850-ABH”面保护面保护判别装置），在局部范围内实现判别装置），在局部范围内实现DADA功能，同样可以达到功能，同样可以达到2 2）的目的；）的目的；4 4）、集中式）、集中式DADA功能：即所有装置将信息上送主站，由主站去实现全功能：即所有装置将信息上送主站，由主站去实现全区域的区域的DADA功能。功能。PDZ800PDZ800系列智能配电终端全部设计为满足上述的功能系列智能配电终端全部设计为满足上述的功能需求。需求。3 3、配电终端的、配电终端的SNMPSNMP功能实现功能实现nSNMPSNMP协议（简单网络管理协议），目前已有高校和科研协议（简单网络管理协议），目前已有高校和科研机构在研究开发利用机构在研究开发利用SNMPSNMP协议实现多台装置（数万台）的协议实现多台装置（数万台）的实时监视数据流量的网络管理功能。一旦一个城市的所有实时监视数据流量的网络管理功能。一旦一个城市的所有配电终端的通讯状态和流量都能实时显示在监控机房，对配电终端的通讯状态和流量都能实时显示在监控机房，对提高配电通讯的可靠性，使配电自动化真正走上实用化，提高配电通讯的可靠性，使配电自动化真正走上实用化，有着巨大的工程意义。有着巨大的工程意义。国电南瑞的新型配电终端已全部国电南瑞的新型配电终端已全部移植支持移植支持SNMPSNMP协议的实时操作系统。协议的实时操作系统。4 4、一次设备与二次配电终端的融合问题、一次设备与二次配电终端的融合问题n从技术的发展来看，一次的柱上开关、环网柜等配电设从技术的发展来看，一次的柱上开关、环网柜等配电设备与二次配电终端的融合能解决用户在配电设备管理、配备与二次配电终端的融合能解决用户在配电设备管理、配电工程实施等许多问题。这是未来的发展趋势之一。目前电工程实施等许多问题。这是未来的发展趋势之一。目前已有已有“ABBABB柱上开关柱上开关+国电南瑞国电南瑞FTU”FTU”，“平高柱上开关平高柱上开关+国国电南瑞电南瑞FTU”FTU”，等多种的一、二次组合方案可向用户推，等多种的一、二次组合方案可向用户推荐。当然，未来的一、二次的真正融合还需要很长的技术荐。当然，未来的一、二次的真正融合还需要很长的技术探索和厂家的共同努力。这也是我们需要研究的重点课题探索和厂家的共同努力。这也是我们需要研究的重点课题之一。之一。5 5、配电中广域同步采样的应用价值分析、配电中广域同步采样的应用价值分析n国电南瑞的国电南瑞的“智能配电同步测量终端智能配电同步测量终端”的出现可以实现广域同步采的出现可以实现广域同步采样（采用样（采用PMUPMU技术），可以很方便地实现一个配电自动化区域内的同技术），可以很方便地实现一个配电自动化区域内的同一截面潮流计算和广域同期合环操作，解决不同电压等级电源点带来一截面潮流计算和广域同期合环操作，解决不同电压等级电源点带来的合环冲击电流的问题，实现真正意义上的的合环冲击电流的问题，实现真正意义上的“不停电倒电不停电倒电”功能。功能。目前大多数供电局在配电供电思路上是一旦有合环电流的隐患，是坚目前大多数供电局在配电供电思路上是一旦有合环电流的隐患，是坚决不允许合环，如何引导用户转变思想，同时对配电领域的同步采样决不允许合环，如何引导用户转变思想，同时对配电领域的同步采样数据进行更进一步的发掘利用，也是今后需要重点关注的一个科研题数据进行更进一步的发掘利用，也是今后需要重点关注的一个科研题目。目。智能配电同步测量终端智能配电同步测量终端6 6、IEC61850IEC61850在配电自动化领域的应用问题在配电自动化领域的应用问题 IEC61850 IEC61850是针对变电站定义的，目前的配电自动化领域已有利用是针对变电站定义的，目前的配电自动化领域已有利用GOOSEGOOSE报文来实现装置间快速通讯，实现就地故障隔离的功能，这在报文来实现装置间快速通讯，实现就地故障隔离的功能，这在技术上是可行的。技术上是可行的。若采用若采用6185061850的语义来给配电终端建模，并以的语义来给配电终端建模，并以6185061850标准上送遥测标准上送遥测遥信值到配电主站，需要解决下面几个问题：遥信值到配电主站，需要解决下面几个问题：1 1）、）、IEC61850IEC61850的建模的建模对象要从变电站内设备延伸到开闭所（是否具备？）；对象要从变电站内设备延伸到开闭所（是否具备？）；2 2）、配电主）、配电主站需要支持站需要支持IEC61850IEC61850标准的定义（同时还要支持标准的定义（同时还要支持6196861968？）；？）；3 3）实）实现了现了1 1）2 2）后，给配电自动化领域带来的利弊？上述这三个问题可能）后，给配电自动化领域带来的利弊？上述这三个问题可能需要我们好好研究，仔细考虑。需要我们好好研究，仔细考虑。网络FA保护技术支持大量的分布式电源接入 包括风力发电、太阳能发电、生物质发电、燃料电 池、小型燃气轮机等 即插即用（Plug and Play)支持用户能源管理（需求侧管理）支持智能读表以及与用户侧的双向通信 支持实时（动态）电价，让用户选择用电时间，更 好地削峰填谷，适应分布式发电的间歇性特点。支持用户自备分布式发电、储能装置并网 支持电动车的接入演讲完毕，谢谢观看！