输电线路在线监测系统通信接入技术应用研究概述.docVIP

宁夏电力输电线路在线监测系统 通信接入技术应用研究 宁夏电力公司 2012年2月9日 第一章 输电线路在线监测系统简介 随着国家电网公司建设“一强三优”电网战略的快速推进，采用科技手段提高电网安全运行水平成为现代化电网发展的必然趋势。利用可视化技术实现对环境恶劣区段线路监视，对进一步提高运行水平具有十分积极的意义输变电设备状态监测系统是实现输变电设备状态运行检修管理、提升输变电专业生产运行管理精益化水平的重要手段。系统通过各种传感器技术、广域通信技术和信息处理技术实现各类输变电设备运行状态的实时感知、监视预警、分析诊断和评估预测 图3-1：输电线路在线监测系统模型 整个系统包括5个典型的节点；4个通信链路。 五个节点包括： 监控终端节点。【传感和视频终端，在输电杆塔上】 杆塔节点。【杆塔的CMA设备】 汇聚节点。【多个杆塔节点业务汇聚节点】 变电站节点。【变电站】 监控主站。【地市、网省中心机房】 四个通信链路包括： 现场网络通信链路。【从监控终端到杆塔节点的通信链路】 多个杆塔节点到其汇聚节点的通信链路。 汇聚节点到变电站节点的通信链路。 变电站节点到监控主站的通信链路。 3.3 通信节点功能 下面是各通信节点功能说明。 1、监控终端节点【位置：输电杆塔】 监控终端提供基础数据采集，系统包括各类传感器、视频监测设备。终端设备负责将末端信息传送到杆塔节点设备。 2、杆塔节点【位置：输电杆塔】 本节点设备符合CMA（condition monitor agent）的规范需求，一般安装在输电线路杆塔上，将现场监测、监控信息进行智能化加工为主站所需的“熟数据”。 3、汇聚节点【位置：杆塔、变电站、中心主站。。。】 将多个杆塔节点的数据进行汇聚后再向变电站/主站进行传送。这样可以提高效率、降低系统整体成本，尤其是在杆塔节点比较密集的情况下。如果杆塔节点非常稀少的情况下，汇聚节点可能不需要。 汇聚节点设备应该符合CMA（condition monitor agent）的规范需求。 如果采用无线公网方案，汇聚节点在中心主站。采用专网方案时，汇聚节点可以在杆塔或者变电站，但是最终的业务都送到变电站。 4、变电站节点 将汇聚节点的数据接入变电站的光纤骨干通信网，然后将在线监测数据传送至监控主站。 5、监控主站【位置：地市、省监控中心】 监控主站一般置于省、地市的信息中心。包括线路CAG、数据服务器、监视器系统等。 由光纤通信网络实现各远端监控节点的数据汇聚，然后通过安全处理环节后到达监控主站，主站实现状态监测数据库的维护和加工，集中将各个监测点的数据进行集中展示、存储、数据加工、远程配置等处理。 3.4 通信链路 1、现场网络通信 现场网络为监控终端到杆塔节点的通信。监控终端与杆塔节点CMA通过I1接口通信，当前I1接口无通用规范，一般都采用厂家的私有协议。 现场网络视频一般采用有线方式，其他监测数据可以通过无线局域网或无线传感网与杆塔节点对接。 此段通信方式比较明确，不在本次研究范围之内。 2、杆塔节点到汇聚节点的通信 如图3-1中所示，通信链路-2为多个杆塔节点数据汇聚的通信网络。本段链路是本次研究的重点内容。 3、汇聚节点到变电站的通信 汇聚节点到变电站，可以采用有线方式（光纤、铜线）、无线方式，然后数据送到变电站的SDH/MSTP。本段链路是本次研究的重点内容。 4、变电站节点到监控主站的通信 如图3-1，“通信链路-4”为变电站到监控主站的传输通道，此段一般都采用光纤通信的方式。 根据上面的分析，本文目的是选择合适的网络接入方式解决从“杆塔节点”到“变电站节点”的数据通信。 接入通信方式介绍 4.1 通信方式 当前通信技术丰富多样，有必要针对输电线路在线监测接入网的实际应用，分析各种通信技术的优缺点，找出最佳解决方案。 按照实际情况，我们分析下面4类主流的通信技术： 光纤有线方式。 长距离微波传输。 无线公网方式。 无线专网方式。 下面对于这4类通信方式做详细分析。 4.2 光纤有线方式 电力光纤一般为OPGW和ADSS。技术可以采用成熟的光纤通信方案：EPON，SDH，光纤以太网等方式；考虑EPON系统对传输距离有限制，SDH设备很少提供工业级，光纤以太网方案符合工业级产品要求，所以可以优选光纤以太网方案。 下图为采用光纤有线方式的应用框图： 图4-1：光纤有线解决方案 从输电线路的OPGW光缆内选择2芯用于输电线路在线监测。选择具有OPGW分接点处安装光纤通信设备接入监控信号。但是不宜频繁对OPGW开口。相邻的无接头杆塔节点设备的信息仍需采用无线方式与此接头点光纤通信设备连接。典型的OPGW开口间隔为：2km到5km。 光纤有线方式