基於分布式無源光網絡技術的智能變電站通信網絡架構的製作方法
2023-06-07 06:21:46 2
專利名稱：基於分布式無源光網絡技術的智能變電站通信網絡架構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種基於分布式無源光網絡技術的智能變電站通信網絡架構。
背景技術：
智能化變電站當前多採用三層兩網結構，即站控層、間隔層、過程層，三層之間用分層、分布、開放式網絡系統實現連接。隨著過程層設備和間隔層設備的充分融合，三層兩網結構將逐步演變為兩層一網結構，即設備層、系統層。設備層由變壓器、斷路器、互感器等多個設備對象組成，完成能量傳輸功能及測量、控制、保護、計量等功能，設備層相當於過程層和間隔層的集合。系統層包含網絡通信系統、對時系統、後臺監控系統、站域保護、對外通信系統等子系統，系統層相當於站控層。現有的智能變電站中網絡通信系統均採用工業乙太網交換機組建分層、分布的網絡，可以較好地滿足採樣值服務(SMV)，通用快速事件服務(GOOSE)，對時服務，基礎服務 (核心ACSI服務)等各類智能變電站通信業務對於網絡傳輸實時性、傳輸速率、安全性、可靠性等方面特性的嚴格要求，但仍存在一定的局限性，主要表現在1、過程層設備數目眾多且位置分散，通常需要多級交換，即先將位置相鄰(如一個間隔內)的幾臺設備接至一臺接入交換機，再將多臺接入交換機串聯成環網，或匯聚至變電站層的核心交換機，將引起投資的增加；2、需要布放多條光纜，光纜纖芯利用率不高；3、網絡結構較複雜，給設備配置、網絡參數配置、IP位址規劃等帶來困難。 發明內容本發明要解決的技術問題是改變智能變電站中常規網絡通信系統建設模式，提供一種高網絡容量、大帶寬、組網靈活、網絡容量及光纜資源利用率高的基於無源光網絡技術的智能變電站通信網絡設計方法。為實現上述目的，本實用新型採用以下技術方案，它包括智能變電站設備層，它包括一次設備及其附屬智能組件、和二次設備；智能變電站系統層，它包括自動化站級監視控制系統、站域控制系統和通信系統；所述的智能變電站設備層與智能變電站系統層之間通過PON無源光網絡進行連接，所述的PON無源光網絡包括光線路終端，所述的光線路終端與光分配網絡相連接，光分配網絡與至少一個光網絡單元相連接，所述的光網絡單元位於變電站出線間隔及主變位置，它以網線連接智能變電站設備層，用於設備運行狀態和故障診斷信息、控制命令及跳閘命令的雙向傳遞。所述的光分配網絡和光網絡單元構成樹形網絡。所述的光分配網絡和光網絡單元構成全保護環形網絡。所述的光分配網絡為分光幹支比為1 :2 1:32的光分配網絡。[0015]採用上述技術方案的本實用新型，利用無源光網絡一對多分光及透明傳輸的能力在智能變電站系統層和設備層之間組建高速、透明的乙太網絡，帶來的優點是顯而易見的。 首先，智能變電站內的所有智能設備都接入同一個網絡，任意智能設備之間都能夠直接通過該網絡交互信息，使過程層數據得到最大程度的共享，變電站、電網的信息化水平顯著提高；其次，利用無源光網絡自身具備的一對多分光、動態帶寬分配、反向供電等能力，大大提高了網絡容量和光纜纖芯資源的利用率，將顯著減少光纜及設備的投資，簡化了網絡結構， 降低了建設和運行管理的難度；再次，通過合理配置光分配網絡0DN，無源光網絡可組成樹形、鏈形、環形等多種拓撲結構，非常適合於智能變電站終端節點數目眾多且位置分散、結構複雜的情況；最後全冗餘的光路保護及設備保護、以及多重攪動等加密技術的採用，也為智能變電站系統的安全穩定運行提供了有效保障。
圖1為本實用新型的智能變電站網絡通信系統原理圖。圖2為無源光網絡基本樹形和總線形的組網方式示意圖。圖3為無源光網絡主幹光纖保護組網方式示意圖。圖4為無源光網絡全保護樹形組網方式示意圖。圖5為無源光網絡全保護環形組網方式示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型包括智能變電站設備層、智能變電站系統層以及位於二者中間的PON無源光網絡。上述的智能變電站設備層包括變壓器、斷路器、隔離開關、電流/ 電壓互感器等一次設備及其所屬的智能組件，以及繼電保護裝置、系統測控裝置、監測功能組主IED等二次設備。上述的智能變電站系統層包括自動化站級監視控制系統、站域控制系統、通信系統和對時系統等等。在本實用新型中，智能變電站設備層與智能變電站系統層之間通過PON無源光網絡進行連接。PON無源光網絡包括光線路終端0LT，光線路終端OLT與光分配網絡ODN相連接，光分配網絡ODN與至少一個光網絡單元ONU相連接，所述的光網絡單元ONU位於變電站出線間隔及主變位置，光網絡單元ONU以網線連接一次設備智能單元、合併單元及測控保護設備，用於設備運行狀態和故障診斷信息、控制命令及跳閘命令等的雙向傳遞。智能變電站主控制樓機房內設置光線路終端0LT，並配置管理測控單元，全站的光網絡單元ONU通過光分配網絡ODN與光線路終端OLT設備聯繫，所有信息在OLT處完成匯集和交換。OLT設備通過乙太網口與站內公用交換機相連，用於完成設備層和系統層的信息交換。按照變電站總平面布置及主接線結構，在適當的位置配置光分配網絡0DN，分光幹支比可選用1 :2、1 :4、1 8 1 16,1 32等不同種類，分光功率比一般採用均勻分光，有必要時可採用非均勻分光，將分布於各處的多個光網絡單元ONU的光路信號進行集中。在智能變電站內形成樹形、鏈形或環形網絡，按照全光路保護和設備全冗餘配置，保證網絡的可靠性；通過光功率預算，合理預留富餘度，保證光路的暢通，如圖2、圖3、圖4、圖5所示。本實用新型的工作原理是如圖1所示，分布於智能變電站內各處的一次設備智能組件及測控保護設備的信息通過百兆或千兆乙太網電口就近接入光網絡單元0NU，由光網絡單元ONU通過光電轉換成光信號，通過PON接口和支路光纖匯接至幹路光分配網絡 0DN,經幹路光纖至變電站主控制樓內的光線路終端0LT，在OLT端進行匯聚或交換，再將需要的信息通過千兆或萬兆乙太網接口送往由數據交換機組成的公用交換平臺，從而到達智能變電站系統層各主站。反之，需要由智能變電站系統層向設備層下達的控制命令等信息， 需要經歷一個反向的過程到達各一次設備。
權利要求1.一種基於分布式無源光網絡技術的智能變電站通信網絡架構，它包括智能變電站設備層，它包括一次設備及其附屬智能組件、和二次設備；智能變電站系統層，它包括自動化站級監視控制系統、站域控制系統和通信系統；其特徵在於所述的智能變電站設備層與智能變電站系統層之間通過PON無源光網絡進行連接，所述的PON無源光網絡包括光線路終端(0LT)，所述的光線路終端(OLT)與光分配網絡(ODN)相連接，光分配網絡(ODN)與至少一個光網絡單元(ONU)相連接，所述的光網絡單元(ONU)位於變電站出線間隔及主變位置，它以網線連接智能變電站設備層，用於設備運行狀態和故障診斷信息、控制命令及跳間命令的雙向傳遞。
2.根據權利要求1所述的基於分布式無源光網絡技術的智能變電站通信網絡架構，其特徵在於所述的光分配網絡(ODN)和光網絡單元(ONU)構成樹形網絡。
3.根據權利要求1所述的基於分布式無源光網絡技術的智能變電站通信網絡架構，其特徵在於所述的光分配網絡(ODN)和光網絡單元(ONU)構成環形網絡。
4.根據權利要求1所述的基於分布式無源光網絡技術的智能變電站通信網絡架構，其特徵在於所述的光分配網絡(ODN)為分光幹支比為1 :2 1:32的光分配網絡。
專利摘要一種基於分布式無源光網絡技術的智能變電站通信網絡架構，在智能變電站設備層與智能變電站系統層之間通過PON無源光網絡進行連接，PON無源光網絡包括光線路終端，光線路終端與光分配網絡相連接，光分配網絡與至少一個光網絡單元相連接，光網絡單元位於變電站出線間隔及主變位置，它以網線連接智能變電站設備層，用於設備運行狀態和故障診斷信息、控制命令及跳閘命令的雙向傳遞。本實用新型利用無源光網絡一對多分光及透明傳輸的能力在智能變電站系統層和設備層之間組建高速、透明的乙太網絡，帶來的優點是顯而易見的。首先，智能變電站內的所有智能設備都接入同一個網絡，任意智能設備之間都能夠直接通過該網絡交互信息，使過程層數據得到最大程度的共享，變電站、電網的信息化水平顯著提高。
文檔編號H04Q11/00GK201937332SQ201020626648
公開日2011年8月17日 申請日期2010年11月26日 優先權日2010年11月26日
發明者張筱筠, 鄭徵 申請人:河南省電力勘測設計院