数字化(智能化)配电网通信规划的研究Word格式.doc

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工学硕士学科、专业名称：

电力系统及其自动化

论文提交日期：

2009年10月论文答辩日期:

学位授予单位：

中国电力科学研究院

2009年9月

79

原创性声明

本人郑重声明：

所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下所取得的科研成果。

除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。

对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。

学位论文作者签名：

日期：

年月日

关于学位论文版权使用授权的说明

本人完全了解中国电力科学研究院关于收集、保存、使用学位论文的规定。

同意如下各项内容：

按照中国电力科学研究院要求提交学位论文的印刷本和电子版本；

中国电力科学研究院有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；

中国电力科学研究院有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；

中国电力科学院有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；

中国电力科学研究院可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。

（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）

日期：

导师签名：

摘要

本文通过对数字化配电网的基本结构和通信需求的认真分析，结合数字化配电网各种新业务对通信网提出的新要求，阐述了配电网通信系统规划的原则和步骤,论证了各种最新通信技术和通信装备在数字化配电网通信系统中应用的可行性和经济性，提出了配电网通信系统网络结构、采用技术和装备及其应用场合的研究，提出数字化配电网通信规划的推荐方案。

新配电网通信网络应采用层次化的组网结构，充分利用现有通信资源，采用最新通信技术和最新通信装备，全面支持现有和未来的配电网业务，并且有更大的带宽，能对各种配电网业务提供服务质量和安全性保障。

关键词：

数字化配电网，配电网通信系统，网络结构，MSTP、ASON，Wimax、EPON、PLC、WSN

Abstract

Bythoroughlyanalyzingthebasicstructureofdigital（intelligent）powerdistributionnetworkandthedemandoncommunication,thisessayelaboratesontheprincipalandprocesswhichadoptsintheprogrammingofthecommunicationsystemofpowerdistributionnetwork.Thepaperalsoexpoundsthefeasibilityandeconomiceffectsoftheadoptionofnewcommunicationtechnologyandequipmentindigitalpowerdistributioncommunicationsystem,advancestheresearchonthenetworkstructure,technology,equipmentandapplicablescenarioofpowerdistributioncommunicationnetwork.Infinalpartofthisessay,asolutionisproposedforanewpowerdistributioncommunicationnetwork,whichisfeaturedonthegradedstructureofthenetworkandlargerbandwidth,sufficientlyutilizingtheexitingcommunicationresources,proactivelyadoptingthemostup-to-datecommunicationtechnologyandequipment,fullysupportingcurrentandfuturepowerdistributionservices,providingqualityserviceandsecurityforvariousbusinessoperationofpowerdistributionnetwork.

Keywords:

digitalpowerdistributionnetwork,powerdistributionnetworkcommunicationsystem,networkstructure,MSTP,ASON,EPON,PLC,WSN

目录

第一章绪论 1

1.1研究问题的背景 1

1.2配电网通信规划对数字化配电网建设的重要意义 3

1.3目前数字化配电网通信规划的研究情况 4

1.4研究思路 7

第二章、数字化配电网和通信特点 8

2.1数字化配电网的特点 8

2.2数字化配电网的控制管理系统的组成与主要功能 8

2.2数字化配电网管理系统发展趋势 12

2.3数字化配电网管理系统对通信系统的主要需求 15

第三章数字化配电网通信网络架构研究 19

3.2数字化配电网管理系统的基本架构 19

3.3数字化配电网通信系统架构设计原则 20

3.4数字化配电网通信系统路由规划 20

3.6数字化配电网通信系统结构 21

第四章数字化配电网通信网络传输方式选择 26

4.1数字化配电网的通信需求分析 26

4.3数字化配电网通信系统流量预测及计算 30

4.4通信传输技术比较 32

4．4.1传输通信传输技术特点 32

4.4.2近年新兴通信技术特点 33

4.6数字化配电网通信系统传输技术规划 51

4.6.1.核心层、汇聚层－光纤通信技术 52

4.6.2接入层－宽带PLC传输技术 60

4.6.3接入层－公网无线传输技术（GPRS/CDMA/WiMax） 62

4.6.4结论 64

第五章数字化配电网通信系统典型建设模式 66

5.1独立建设方式 66

5.1.1核心层通信系统规划 66

5.1.2汇聚层通信系统规划 67

5.1.3接入层通信系统规划 70

5.2采用租赁和合作的方式 75

5.3比较与结论 76

第六章结论 77

参考文献 78

作者攻读硕士学位期间发表录用的有关学术论文 80

致谢 80

中国电力科学研究院硕士学位论文

第一章绪论

1.1研究问题的背景

未来几十年将是我国全面建设小康社会，向工业化、城镇化、信息化和现代化深入推进的重要发展时期，经济社会将继续保持平稳较快发展。

这一时期，也是我国加强节能减排，建设“资源节约型、环境友好型”社会，实现能源与经济社会和谐发展的关键时期。

“两型”社会建设要求新一代的配电网在确保安全可靠的前提下，着重提升其运行效率和灵活管理能力，需要配电网提供更为稳定可靠、经济优质、灵活互动、友好开放的电力智能控制方式，可以实现用户与电网双向互动，根据用户需要及峰谷电价调整用电时间，提高用户用电的经济性和安全性；

可以灵活选择服务质量更好和价格更优的电力供应商；

可以将分布式电源电力接入电网，能够适用于目前和未来的商业环境，市场需求和用户的需要，能够进行自我调节，自我扩展，以实现清洁能源的高效利用并获得一定的经济效益。

因此，配电网又一次站在了革命性变革的边缘。

为满足上述目标，更进一步改善供电可靠性，降低运行损耗，提高电能质量和经济效益，国家电网公司提出建立数字化、智能化配电网的战略构想，通过加快配电网相关产业科技进步和设备升级，不断提高配电网的信息化、数字化、自动化和互动化运行水平，提高配电自动化水平，不断提高配电网的运行灵活性和友好互动功能，丰富配电网服务内容和服务质量，满足未来经济社会发展要求以及发电企业、电力用户不断提高的多元化服务需求。

数字化配电网将通过先进的计算机技术、数字系统控制技术和宽带网络通信技术实现了对电网运行的全面、高效、精确的掌控，从而保证电网的安全可靠运行、企业效益的持续提高、社会满意度不断提升，社会的和谐发展。

智能化配电网是对数字化配电网的进一步延伸，将对电力系统，通信系统和信息系统的高度集成，通过电子化控制在非常大的弹性范围内提供广泛的需求响应，以“自愈”的方式处理紧急状况，及时地将问题和事故就地处理并隔离，从根本上提高系统的稳定性，并且可以正确及时地响应能源市场和电力公司的业务需求，这是一个从整个电力行业的整体出发，站在更高的角度提出的十分具有前瞻性，创造性的先进观点和理论。

无论是数字化配电网或更高级的智能化配电网，均需要采用现代化的技术手段提高配电网的运行管理水平。

而通信技术是建设数字化配电网的关键技术，通信技术是数字化智能配电网的基础支撑技术，是智能配电网各种管理和控制信息的传输平台。

通信系统的好坏很大程度上决定了数字化配电网实现的程度，良好的通信系统是实现功能完善的数字化配电网的基础。

因此，配电网的通信规划主要目的是要配合配电网络发展需要，根据数字化配电网的实现功能、要求、规模、当前的通信和计算机技术的发展现状、当前的通信系统的资源现状和技术实施的可行性，对实现数字化配电网需要的通讯系统进行规划，给出给定范围的规划结果，为数字化（智能化）配电网建设实施提供依据。

1.2配电网通信规划对数字化配电网建设的重要意义

数字化配电网是应用现代计算机技术、远动技术、自动控制、通信技术、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管理自动化，达到配电网安全，可靠，经济，优质，高效运行的目的。

主要包括

1．建立统一的输配电网系统的数字体系架构,通过把电网的数字化二次设备和高级的分析处理程序有效地纳入到统一的分析框架体系中，从而为实现电网的可靠、高效和经济的运行提供数据基础

2．数字化配电网通过图形和地理空间信息技术手段最大程度的提高一次电网的可见度，使得电力系统的运行操作可视化,同时辅以更智能、综合的分析应用程序，实现对电网的高效有序的管理，降低管理难度。

3．建立统一的数字化配电网数据模型。

将配电网的物理模型映射为标准的数据模型，使得相关数据源以一种有效的，结构化的和清楚的方式关联起来，这种关联不依赖于现有设备的物理特性。

4．建立统一的标准服务，通过服务来访问通用设备和应用程序的处理结果，这种方式隐藏了每个设备和应用的内部运行细节，从而实