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配电自动化通信网设计架构探究
「随着我国经济的快速发展和人们生活水平的不断提高,人们对配电网的运行安全以及稳定性有了更高的要求。对此,配电自动化系统的发展已经显得尤其重要。通信网络作为配电自动化系统之中的重要构成部分,在极大程度上影响着配电自动化系统的质量以及运行效能,对此,必须要落实通信网络在配电系统中的有机规划以及组建。(2021-8-6)」
关键词:配电;自动化;通信网
  引言
  在现代电力需求背景下,配电网自动化是必然的发展趋势。通过配电网自动化的应用,可以实时对配电网的运行情况进行分析,以此确认配电网的状态,此时当配电网出现异常现象时,会产生相应的异常数据,此时管理人员可以通过数据波动,第一时间得知异常点、异常范围,甚至是异常类型,同时配电网还会自动启用保护机制,例如隔离异常点,避免异常现象扩张,有利于电力供配质量。
  1配电网自动化通信网架构设计
  1.1总体设计
  在本文设计思路当中,配电网自动化通信网架构设计主要分为3个步骤,即配电网主站与子站通信网设计、子站与终端通信网设计、用户通信网设计,下文将先对3个设计步骤的设计思路进行阐述:
  1.1.1配电网主站与子站通信网设计思路
  因为配电网主站与子站之间存在信息量大的特点,同时介于业务需求,通信网必须具有较高的稳定性与可靠性,所以本文将采用光纤通信技术来进行设计。具体来说,将采用SDG/PDH光纤以太网组成自愈环形结构,再配置交换机、以太网/E1转换机来实现主站与子站之间的通信网连接。
  1.1.2子站与终端通信网设计
  因为现代配电网的范围宽广,所以其中终端的数量有很多,此时就必须进行子站与重点之间的通信网设计。在现有条件下,本文考虑到通信介质问题,将选择光纤以太网方式、自愈双环网来进行设计,这两种连接方式将根据子站与终端之间的距离而定,即针对远距离将采用光纤以太网方式;针对短距离采用自愈双环网。顺带一提,在其他案例当中,也有采用双绞线的子站与终端通信网设计方法,这种方法的通信距离可长可短,但是相较之下其稳定性相对较弱,所以本文没有采用该方法。
  1.1.3用户通信网设计
  此实现主站与子站的内部通信。
  1.2光纤设计方案
  在上述分析之下将对光纤进行设计,设计形式为分层结构具体分为两层:骨干层、接入层,下文将对这两项设计进行分析:
  1.2.1骨干层设计
  首先在配电变电所处安置光线路终端,再利用变电所数据传输设备实现与配电通信主平台的连接,传输设备方面采用MSTP代替传统SDH设备,因为在本文设计条件下,SDH设备不太支持以太网,并且其网络容量也存在问题,因此采用相对先进的MSTP设备。
  1.2.2接入层设计
  接入层主要实现了双向配电自动化终端信息传输,具有单点信息量小、电网控制类业务需求较多的特点,在这些特点之下,本文认为接入层必须具备良好的数据传输实时性、可靠性、安全性。在上述要求之下,本文选择了光缆来进行设计,即将光缆与所有配电自动终端的开闭所、环网柜相互连接,同时配置以太网无源光网络单元,还建设了接入层光网络,以此使接入层的容量增大,提高其安全性、可靠性。此外,光缆结构方面,采用多分段多联络、多分段联络两种形式进行设计,线路形式为环网。
  2配电自动化通信平台建设方案
  本文设计当中,主要采用了EPON系统作为主要管理系统,该系统具有四个功能板块,即配置管理、性能管理、故障管理和安全管理,下文将对此进行分析:
  2.1配置管理
  配置管理主要负责对EPON系统内所有运行所需的数据资源进行组织整合,以此对网络系统的配置进行维护,同时在基础配置条件下,根据运行状况的变化自动对配置进行调节。在EPON系统配置管理启动时,用户可以自行选择其运行模式,即自动运行、手动运行,运行之后会形成光线路终端、光网络单元的拓扑图,此时用户根据拓扑图上的变化,可以直观判断当前光线路终端、光网络单元是否正常,另外当拓扑图生成之后,EPON系统中的SNMP管理进程会依照顺序对下层代理进程进行查询,并不断收集其中的设备信息,之后将收集到的信息存放进自带数据库,以此完成数据库更新,确保系统运行的实时性。
  2.2性能管理
  EPON系统性能管理主要功能包括:性能监测、性能管理控制和性能统计分析,其中性能监测会对光线路终端、光网络单元的性能数据进行不断的收集,以此形成性能数据曲线,以此通过曲线走势,可以模糊判断当前光线路终端、光网络单元的状态是否良好,也可以通过走势节点的数据参数,对此进行精确判断;性能管理控制是一种服务于用户的功能,即当光线路终端、光网络单元出现异常现象之后,用户可以在性能管理控制功能上发出指令,之后EPON系统将会执行指令来调控光线路终端、光网络单元,以此确保两者的运行安全;性能统计分析与性能监测相似,两者均是对性能数据进行不断收集,并形成数据曲线的重要功能,但是在深度上性能统计分析要更甚之,其不但包括性能监测的监测项目,还包括接口输出错误率、吞吐率等。
  2.3故障管理
  EPON系统在运行当中难免会出现相应的故障,所以为了及时了解并处理故障,需要通过故障管理来实现目的。故障管理主要具备两项功能,即故障检测以及故障定位,其中故障检测就是通过光线路终端、光网络单元的数据曲线,判断两者是否存在异常,如果存在异常,那么就会得到相应的异常数据,这就是检测异常的根据。之后针对异常现象,故障管理会直接锁定异常点,同时根据数据段的分布,不断扩张锁定范围,直至锁定范围外部没有异常数据为止,此时就能够确认异常的具体位置,完成故障定位功能。另外,在故障定位的同时,故障管理还会根据故障的范围、影响程度发出不同级别的警报,以此提醒用户。
  2.4安全管理
  作为网络系统,EPON运行当中可能会遭受网络的恶意攻击,因此为了保障系统安全,在EPON系统当中存在安全管理功能。安全管理功能主要体现在用户标识与识别上,其中用户标识是常见的账号密码登录功能,即用户需要对EPON系统进行操作,必须先登录预设的账号密码;用户识别方面,主要根据用户的IP地址进行初次识别,如果不是常用IP地质,那么就会进入二次识别,即移动设备验证。登录、识别全部通过之后,用户才可以对EPON系统进行实际操作。
  结语
  本文主要分析了配电自动化通信网设计架构,分析主要以设计工作为主,同時进行结构分析,先对其中的总体设计、光纤设计方案进行了介绍,通过此处分析了解到配电网自动化通信网设计当中必须具备的架构以及网络通信方法,之后分析了配电自动化通信平台建设方案,此部分围绕EPON系统的4项功能开展,以此了解EPON系统在配电自动化通信网当中的应用效果。随着现代社会经济的高度发展,人们已经对配电自动化的建设投入了更多的关注。对此,必须要落实通信网络在配电网之中的有机规划以及组建,以此为配电自动化系统的发展提供重要基础业务保证,实现现代配电网的健康、稳定发展。
  参考文献
  [1]蒋晓峰.光通信网络在电力配电自动化系统中的设计思路构架[J].电子技术与软件工程,2017(23):111.
  [2]李玉良.04-关于配电自动化系统中通信网络的规划与组建研究[J].新媒体研究,2017,15(22):116-117.
  [3]王晓勇.配电自动化系统中通信网络的规划与组建[D].南京:南京邮电大学,2013.
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