專利名稱：基于分布式無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種基于分布式無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。
背景技術(shù)：
智能化變電站當(dāng)前多采用三層兩網(wǎng)結(jié)構(gòu)，即站控層、間隔層、過程層，三層之間用分層、分布、開放式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)連接。隨著過程層設(shè)備和間隔層設(shè)備的充分融合，三層兩網(wǎng)結(jié)構(gòu)將逐步演變?yōu)閮蓪右痪W(wǎng)結(jié)構(gòu)，即設(shè)備層、系統(tǒng)層。設(shè)備層由變壓器、斷路器、互感器等多個(gè)設(shè)備對(duì)象組成，完成能量傳輸功能及測(cè)量、控制、保護(hù)、計(jì)量等功能，設(shè)備層相當(dāng)于過程層和間隔層的集合。系統(tǒng)層包含網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)、對(duì)時(shí)系統(tǒng)、后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)、站域保護(hù)、對(duì)外通信系統(tǒng)等子系統(tǒng)，系統(tǒng)層相當(dāng)于站控層。現(xiàn)有的智能變電站中網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)均采用工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)組建分層、分布的網(wǎng)絡(luò)，可以較好地滿足采樣值服務(wù)(SMV)，通用快速事件服務(wù)(GOOSE)，對(duì)時(shí)服務(wù)，基礎(chǔ)服務(wù) (核心ACSI服務(wù))等各類智能變電站通信業(yè)務(wù)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)傳輸實(shí)時(shí)性、傳輸速率、安全性、可靠性等方面特性的嚴(yán)格要求，但仍存在一定的局限性，主要表現(xiàn)在1、過程層設(shè)備數(shù)目眾多且位置分散，通常需要多級(jí)交換，即先將位置相鄰(如一個(gè)間隔內(nèi))的幾臺(tái)設(shè)備接至一臺(tái)接入交換機(jī)，再將多臺(tái)接入交換機(jī)串聯(lián)成環(huán)網(wǎng)，或匯聚至變電站層的核心交換機(jī)，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(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，給設(shè)備配置、網(wǎng)絡(luò)參數(shù)配置、IP地址規(guī)劃等帶來困難。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是改變智能變電站中常規(guī)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)建設(shè)模式，提供一種高網(wǎng)絡(luò)容量、大帶寬、組網(wǎng)靈活、網(wǎng)絡(luò)容量及光纜資源利用率高的基于無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案，它包括智能變電站設(shè)備層，它包括一次設(shè)備及其附屬智能組件、和二次設(shè)備；智能變電站系統(tǒng)層，它包括自動(dòng)化站級(jí)監(jiān)視控制系統(tǒng)、站域控制系統(tǒng)和通信系統(tǒng)；所述的智能變電站設(shè)備層與智能變電站系統(tǒng)層之間通過PON無源光網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，所述的PON無源光網(wǎng)絡(luò)包括光線路終端，所述的光線路終端與光分配網(wǎng)絡(luò)相連接，光分配網(wǎng)絡(luò)與至少一個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元相連接，所述的光網(wǎng)絡(luò)單元位于變電站出線間隔及主變位置，它以網(wǎng)線連接智能變電站設(shè)備層，用于設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)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(wǎng)絡(luò)和光網(wǎng)絡(luò)單元構(gòu)成樹形網(wǎng)絡(luò)。所述的光分配網(wǎng)絡(luò)和光網(wǎng)絡(luò)單元構(gòu)成全保護(hù)環(huán)形網(wǎng)絡(luò)。所述的光分配網(wǎng)絡(luò)為分光干支比為1 :2 1:32的光分配網(wǎng)絡(luò)。[0015]采用上述技術(shù)方案的本實(shí)用新型，利用無源光網(wǎng)絡(luò)一對(duì)多分光及透明傳輸?shù)哪芰υ谥悄茏冸娬鞠到y(tǒng)層和設(shè)備層之間組建高速、透明的以太網(wǎng)絡(luò)，帶來的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的。 首先，智能變電站內(nèi)的所有智能設(shè)備都接入同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，任意智能設(shè)備之間都能夠直接通過該網(wǎng)絡(luò)交互信息，使過程層數(shù)據(jù)得到最大程度的共享，變電站、電網(wǎng)的信息化水平顯著提高；其次，利用無源光網(wǎng)絡(luò)自身具備的一對(duì)多分光、動(dòng)態(tài)帶寬分配、反向供電等能力，大大提高了網(wǎng)絡(luò)容量和光纜纖芯資源的利用率，將顯著減少光纜及設(shè)備的投資，簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)， 降低了建設(shè)和運(yùn)行管理的難度；再次，通過合理配置光分配網(wǎng)絡(luò)0DN，無源光網(wǎng)絡(luò)可組成樹形、鏈形、環(huán)形等多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，非常適合于智能變電站終端節(jié)點(diǎn)數(shù)目眾多且位置分散、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的情況；最后全冗余的光路保護(hù)及設(shè)備保護(hù)、以及多重?cái)噭?dòng)等加密技術(shù)的采用，也為智能變電站系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了有效保障。

圖1為本實(shí)用新型的智能變電站網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)原理圖。圖2為無源光網(wǎng)絡(luò)基本樹形和總線形的組網(wǎng)方式示意圖。圖3為無源光網(wǎng)絡(luò)主干光纖保護(hù)組網(wǎng)方式示意圖。圖4為無源光網(wǎng)絡(luò)全保護(hù)樹形組網(wǎng)方式示意圖。圖5為無源光網(wǎng)絡(luò)全保護(hù)環(huán)形組網(wǎng)方式示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型包括智能變電站設(shè)備層、智能變電站系統(tǒng)層以及位于二者中間的PON無源光網(wǎng)絡(luò)。上述的智能變電站設(shè)備層包括變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、電流/ 電壓互感器等一次設(shè)備及其所屬的智能組件，以及繼電保護(hù)裝置、系統(tǒng)測(cè)控裝置、監(jiān)測(cè)功能組主IED等二次設(shè)備。上述的智能變電站系統(tǒng)層包括自動(dòng)化站級(jí)監(jiān)視控制系統(tǒng)、站域控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和對(duì)時(shí)系統(tǒng)等等。在本實(shí)用新型中，智能變電站設(shè)備層與智能變電站系統(tǒng)層之間通過PON無源光網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接。PON無源光網(wǎng)絡(luò)包括光線路終端0LT，光線路終端OLT與光分配網(wǎng)絡(luò)ODN相連接，光分配網(wǎng)絡(luò)ODN與至少一個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元ONU相連接，所述的光網(wǎng)絡(luò)單元ONU位于變電站出線間隔及主變位置，光網(wǎng)絡(luò)單元ONU以網(wǎng)線連接一次設(shè)備智能單元、合并單元及測(cè)控保護(hù)設(shè)備，用于設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)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(jī)房?jī)?nèi)設(shè)置光線路終端0LT，并配置管理測(cè)控單元，全站的光網(wǎng)絡(luò)單元ONU通過光分配網(wǎng)絡(luò)ODN與光線路終端OLT設(shè)備聯(lián)系，所有信息在OLT處完成匯集和交換。OLT設(shè)備通過以太網(wǎng)口與站內(nèi)公用交換機(jī)相連，用于完成設(shè)備層和系統(tǒng)層的信息交換。按照變電站總平面布置及主接線結(jié)構(gòu)，在適當(dāng)?shù)奈恢门渲霉夥峙渚W(wǎng)絡(luò)0DN，分光干支比可選用1 :2、1 :4、1 8 1 16,1 32等不同種類，分光功率比一般采用均勻分光，有必要時(shí)可采用非均勻分光，將分布于各處的多個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元ONU的光路信號(hào)進(jìn)行集中。在智能變電站內(nèi)形成樹形、鏈形或環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，按照全光路保護(hù)和設(shè)備全冗余配置，保證網(wǎng)絡(luò)的可靠性；通過光功率預(yù)算，合理預(yù)留富余度，保證光路的暢通，如圖2、圖3、圖4、圖5所示。本實(shí)用新型的工作原理是如圖1所示，分布于智能變電站內(nèi)各處的一次設(shè)備智能組件及測(cè)控保護(hù)設(shè)備的信息通過百兆或千兆以太網(wǎng)電口就近接入光網(wǎng)絡(luò)單元0NU，由光網(wǎng)絡(luò)單元ONU通過光電轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，通過PON接口和支路光纖匯接至干路光分配網(wǎng)絡(luò) 0DN,經(jīng)干路光纖至變電站主控制樓內(nèi)的光線路終端0LT，在OLT端進(jìn)行匯聚或交換，再將需要的信息通過千兆或萬兆以太網(wǎng)接口送往由數(shù)據(jù)交換機(jī)組成的公用交換平臺(tái)，從而到達(dá)智能變電站系統(tǒng)層各主站。反之，需要由智能變電站系統(tǒng)層向設(shè)備層下達(dá)的控制命令等信息， 需要經(jīng)歷一個(gè)反向的過程到達(dá)各一次設(shè)備。
權(quán)利要求1.一種基于分布式無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，它包括智能變電站設(shè)備層，它包括一次設(shè)備及其附屬智能組件、和二次設(shè)備；智能變電站系統(tǒng)層，它包括自動(dòng)化站級(jí)監(jiān)視控制系統(tǒng)、站域控制系統(tǒng)和通信系統(tǒng)；其特征在于所述的智能變電站設(shè)備層與智能變電站系統(tǒng)層之間通過PON無源光網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，所述的PON無源光網(wǎng)絡(luò)包括光線路終端(0LT)，所述的光線路終端(OLT)與光分配網(wǎng)絡(luò)(ODN)相連接，光分配網(wǎng)絡(luò)(ODN)與至少一個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)相連接，所述的光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)位于變電站出線間隔及主變位置，它以網(wǎng)線連接智能變電站設(shè)備層，用于設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和故障診斷信息、控制命令及跳間命令的雙向傳遞。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分布式無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，其特征在于所述的光分配網(wǎng)絡(luò)(ODN)和光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)構(gòu)成樹形網(wǎng)絡(luò)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分布式無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，其特征在于所述的光分配網(wǎng)絡(luò)(ODN)和光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)構(gòu)成環(huán)形網(wǎng)絡(luò)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分布式無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，其特征在于所述的光分配網(wǎng)絡(luò)(ODN)為分光干支比為1 :2 1:32的光分配網(wǎng)絡(luò)。
專利摘要一種基于分布式無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，在智能變電站設(shè)備層與智能變電站系統(tǒng)層之間通過PON無源光網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，PON無源光網(wǎng)絡(luò)包括光線路終端，光線路終端與光分配網(wǎng)絡(luò)相連接，光分配網(wǎng)絡(luò)與至少一個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元相連接，光網(wǎng)絡(luò)單元位于變電站出線間隔及主變位置，它以網(wǎng)線連接智能變電站設(shè)備層，用于設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和故障診斷信息、控制命令及跳閘命令的雙向傳遞。本實(shí)用新型利用無源光網(wǎng)絡(luò)一對(duì)多分光及透明傳輸?shù)哪芰υ谥悄茏冸娬鞠到y(tǒng)層和設(shè)備層之間組建高速、透明的以太網(wǎng)絡(luò)，帶來的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的。首先，智能變電站內(nèi)的所有智能設(shè)備都接入同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，任意智能設(shè)備之間都能夠直接通過該網(wǎng)絡(luò)交互信息，使過程層數(shù)據(jù)得到最大程度的共享，變電站、電網(wǎng)的信息化水平顯著提高。
文檔編號(hào)H04Q11/00GK201937332SQ201020626648
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2010年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月26日
發(fā)明者張?bào)泱? 鄭征 申請(qǐng)人:河南省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院