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1、南方电网网未来电电力通信信系统发发展及应应用分析析王勇1, 利韶韶聪2, 陈宝宝仁2 (1. 中国国南方电电网电力力调度通通信中心心，广东东 广州州 51106223；2广东省省电力设设计研究究院，广东 广州 51006600；)摘要：电电力通信信已成为为电力系系统的有有机组成成部分，然然而目前前并没有有成熟的的通信架架构和相相应的通通信技术术能满足足智能电电网对于于通信的的新需求求。南方电电网电力力通信业业务已广广泛应用用各种通通信技术术，随着着电网向向智能电电网的发发展和企企业信息息化发进进一步发发展，对对电力通通信提出出了高带带宽、高高可靠性性、容灾灾、广覆覆盖等新新的需求求。南方方电网
2、各各环节均均已建立立较成熟熟的业务务信息系系统，已已建成先先进可靠靠的电力力通信网网络，与未来来电网对对通信的的要求相相比，还还存在信信息化发发展不平平衡、缺缺乏支持持智能电电网运行行的通信信网络等等问题。南南方电网网未来五五至十年年电力通通信系统统发展应应以提高高网络可可靠性、服服务智能能电网等等为目标标。关键字：电力通通信，电电力业务务，智能能电网The CSG FFutuure Powwer Commmunnicaatioon SSysttem Devveloopmeent andd Apppliicattionn AnnalyysissWangg Yoong11, liishaaoco
3、ong,Cheen BBaorren22(1. CSGG Poowerr Diispaatchhingg & Commmunnicaatioon CCentter, Guuanggzhoou 55106623, Chhinaa;2. GGuanngdoong Eleectrric Powwer Dessignn Innstiitutte, Guaangddongg, GGuanngzhhou 51006600, CChinna)Absttracct:PPoweer CCommmuniicattionn haas bbecoome an inttegrral parrt oof tthe pow
4、wer sysstemm, bbut theere is no sopphissticcateed ccommmuniicattionns aarchhiteectuure andd thhe ccorrrespponddingg coommuuniccatiionss teechnnoloogy to meeet tthe neww deemannd ffor Smaart Griid. Thee teeleccommmuniicattionn seerviicess foor eelecctriic ppoweer ssysttemsshass beeen widdelyy ussed i
5、n CSGG, annd tthe smaart griid ddeveeloppmennt aand thee fuurthher devveloopmeent of entterpprisse iinfoormaatioon hhas brooughht nnew reqquirremeentss foor PPoweer CCommmuniicattionn,suuch as higgherr baandwwidtth, higgherr reeliaabillityy, ddisaasteer rrecooverry, widder cooverragee.A maaturre PPo
6、weer CCommmuniicattionn syysteem hhas beeen sset up in CSGG,hoowevver, thheree arre ssomee Shhorttcomminggs, likke uunevven devveloopmeent of infformmatiion, laack of suppporrt ssmarrt ggridd opperaatioon oof ccommmuniicattionn neetwoorkss prrobllem.in thee neext fivve tto tten yeaars, thhe ddeveelo
7、ppmennt oof eelecctriic ppoweer ccommmuniicattionn syysteem iin CCSG shoouldd bee too immproove nettworrk rreliiabiilitty, serrve smaart griid ttargget, ettc.Keywwordds: Powwer Commmunnicaatioon, powwer griid ooperratiionss, smmartt grrid0 引言言随着电网网的发展展，电力力通信广广泛应用用于电网网生产控控制、管管理、经经营等各各个环节节，并已已成为电电力系统统
8、的有机机组成部部分。同同时，随随着电力力体制改改革深化化，电网网安全、优优质运行行的要求求进一步步提高，电电力工业业技术和和通信技技术的进进一步发发展，也也推动现现代电网网正在从从半自动动人工控控制逐步步向全智智能控制制演进。智能电网是当前世界范围内从政府到企业乃至社会公众被广泛关注的一个话题，是全球经济和技术发展的必然趋势，也是国际电力工业积极应对未来挑战的共同选择。然而，目前并没有成熟的通信架构和相应的通信技术能满足智能电网对于通信的这种要求。因此，针针对智能能电网的的需求，以及电网实现国家2006 -2020年国家信息化发展战略提出的发展目标给电力通信带来了极大的挑战，研究新的通信架构、
9、应用模式和通信技术来为电力系统服务显得尤为迫切。因此，本文将分析南方电网的信息通信系统的业务需求及通信技术发展，对南方电网未来电力通信系统发展及应用进行深入分析。1电力通通信业务务及应用用现状分分析南方电网网电力通通信业务务根据其其功能、特特点主要要分为电电网运行行和企业业管理两两大类业业务。1.1电电网运行行类业务务发展现现状南方电网网远距离离、大容容量、超超高压输输电，交交直流混混合运行行，既有有电触发发直流技技术，又又有光触触发、可可控串补补、超导导电缆等等世界顶顶尖技术术，成为为国内结结构最复复杂、联联系最紧紧密、科科技含量量最高的的电网。在在可预见见的未来来，特高高压输电电工程使使得
10、远距距离直流流输电、交交直流混混合输电电、灵活活输电和和紧凑性性输电将将得到更更加广泛泛的在南南方电网网公司应应用，电电网联系系更加紧紧密，大大电网、超超高压、远远距离的的特征更更加明显显。目前南方方电网公公司在2220kkV及以以上的系系统保护护全部实实现微机机化，新新投2220kVV及以上上线路保保护通道道采用光光纤通道道，逐步步实现2220kkV及以以上线路路保护通通道光纤纤化，5500kkV线路路保护通通道采用用双重化化。“继电保保护及故故障信息息系统”已完成成调通中中心主站站和部分分地调的的分站的的建设。南方电网网公司下下属变电电站基础础自动化化水平有有了很大大提高，新新建变电电站均
11、按按综合自自动化建建设。为为适应数数字化变变电站技技术的发发展，220088年开始始在南方方电网多多个地区区开展数数字化继继电保护护新技术术研究和和全数字字化变电电站的试试点工程程建设。南方电网网下属各各电网已已完整地地建立了了覆盖各各级调度度自动化化系统，实实现了包包括基于于PMUU相角测测量单元元在内的的广域数数据采集集与监控控、自动动发电控控制、无无功电压压控制等等功能,并系统统地装设设了安全全稳定控控制系统统及装置置以及备备自投装装置等各各种类型型的安稳稳和自动动装置，建建立起完完整、有有效的南南方电网网安全稳稳定运行行的第二二道、第第三道防防线。上述二次次防御设设备领域域的有效效实行
12、，很很大程度度上依赖赖于通信信技术的的进步，并并且电网网安全防防御系统统各站之之间的传传输通道道的性能能直接关关系到其其功能的的发挥，电电网急需需要一种种高速、高高可靠、高高稳定性性的通信信方案，满满足电力力系统运运行、控控制以及及管理实实时通信信要求，并并适应电电力系统统通信网网的发展展。1.2管理信信息业务务发展现现状管理业务务是属于于安全区区域IIII区和和IV区区的信息息类业务务，从企企业经营营管理的的角度来来看包括括管理事事务支持持类、管管理信息息支持类类和管理理决策支支持类。南南方电网网公司信信息化的的目标是是通过建建设覆盖盖生产业业务和管管理业务务的计算算机管理理信息系系统，实实
13、现企业业生产业业务和管管理业务务的自动动化以及及管理决决策的智智能化，提提高企业业运行的的效率和和管理的的质量，为为实现企企业持续续发展的的经营管管理目标标服务。一、管理理事务支支持类管理事务务支持类类的应用用系统，以以提高管管理业务务中事务务处理的的效率和和质量为为目标。目目前南方方电网公公司在电电力生产产、电力力营销以以及企业业经营管管理业务务的信息息类应用用系统已已经覆盖盖了电网网公司主主要的管管理事务务工作范范围，各各分、子子公司也也基本上上实现了了管理事事务处理理工作的的信息化化。二、管理理信息支支持类管理信息息支持类类的应用用系统，是是以提高高企业整整体管理理效率和和管理水水平为目
14、目标而建建设的。南南方电网网公司大大部分管管理信息息支持类类的应用用系统，是是在对应应支持管管理事务务的应用用系统基基础上扩扩充管理理信息支支持功能能而成的的，这部部分扩充充的功能能包括：管理报报表功能能、综合合查询功功能和管管理分析析功能等等。南方方电网公公司近年年来以企企业应用用集成（EEAI）和和企业信信息门户户（EIIP）技技术开发发的许多多管理信信息支持持类的应应用系统统，为提提升南网网公司企企业管理理的整体体水平发发挥了重重要的作作用。三、管理理决策支支持类管理决策策支持类类的应用用系统，以以企业级级数据中中心建设设为核心心，围绕绕数据仓仓库的建建设，依依据不同同的企业业管理决决策
15、主题题，开发发基于不不同决策策模型的的管理决决策支持持系统，辅辅助企业业各级管管理人员员提高管管理决策策的水平平。目前前南方电电网公司司管理决决策支持持类的应应用系统统，多数数是从管管理信息息支持类类的应用用系统中中扩充而而来的，属属于战术术层面的的辅助管管理决策策支持系系统；而而支持战战略层面面辅助管管理决策策支持系系统还极极少，即即便一些些分子公公司己建建或在建建的数据据仓库系系统，也也还处在在不成熟熟的阶段段，管理理决策支支持的范范围和能能力十分分有限。2 南方方电网通通信现状状分析南方电网网电力通通信网以以发展光光通信为为主，在在此基础础上发展展数据网网、语音音交换网网、时钟钟同步网网
16、、视频频会议系系统和电电力系统统独有的的电力载载波等作作为电网网的主要要通信手手段，并并采用卫卫星通信信、公网网通信作作为应急急通信或或辅助通通信手段段。近年电力力通信蓬蓬勃发展展，南方方电网在在通信技术术体制、网网络规模模发生了了根本性性的变革革，光纤纤、数据据网络等等宽带通通信技术术发展迅迅速，成成为主流流。微波波、载波波等载带带通信技技术逐步步萎缩。目目前，继继电保护护、安全全自动装装置、自自动化已已普遍使使用光通通信技术术，通道道的可靠靠性极大大的提高高，挣脱脱了带宽宽、时延延、可靠靠性等原原有通信信条件的的束缚，跨跨区域的的控制成成为可能能，跨系系统的监监视、分分析成为为现实。电电流
17、差动动保护、新新EMSS系统等等新的电电网控制制技术得得以广泛泛推广。电电力通信信与电网网生产更更加紧密密，更加加融合。目前传输输网、数数据网、程程控交换换网、视视频会议议等系统统已经实实现了网网、省、地地三级互互联，部部分地区区已经延延伸到县县级单位位。通信信资源得得以共享享，有效效缓解了了同一变变电站重重复建设设三四套套甚至更更多的通通信系统统，大大大节约了了建设成成本。同同时也极极大扩展展了各应应用系统统的控制制范围，目目前南方方电网公公司本部部自动化化系统、电电力市场场系统可可以采集集所有5500KKV及以以上厂站站的信息息，南方方电网公公司本部部的视频频会议信信号可实实时传送送到省、
18、地地，甚至至县，远远远超出出了直调调系统和和骨干网网的范畴畴。体现现了南方方电网公公司一盘盘棋，一一体化、现现代化的的信息化化发展思思想。公网通信信在南方方电网的的应用主主要在应应急通信信、农网网信息化化、配网网自动化化及营销销自动化化以及日日常办公公。在应应急通信信中通过过租用光光纤、电电路资源源作为电电网实时时控制业业务的备备用通道道；通过过租用电电路资源源实现农农网信息息化；通通过租用用公网GGPRSS/CDDMA无无线通信信资源解解决配变变监测、大大客户负负控、低低压集抄抄等通信信问题；以及实实现办公公互联网网接入、办办公电话话外线、传传真、移移动电话话等。然然而，由由于公网网通信主主
19、要面向向社会大大众，还还没有制制定专门门针对电电力企业业工业化化控制和和信息安安全需要要的技术术服务，目目前使用用中还存存在网络络不稳定定、需求求及故障障处理滞滞后等一一些技术术和管理理方面的的问题。3电力力通信业业务发展展及其对对通信的的新需求求3.1电电力运行行业务的的发展绿色环保保与可持持续发展展是当今今世界的的一大主主题。绿绿色电网网体现在在更多的的应用可可再生能能源、电电网设备备与环境境和人的的和谐、更更高的电电能质量量和能源源使用效效率等方方面。以以超（特特）高压压远距离离输电和和智能电电网为特特征的现现代化电电网架构构正体现现了这一一目标。同同时，绿绿色电网网的目标标还呈现现出电
20、网网技术的的以下发发展趋势势：输变变电设备备的紧凑凑型、数数字化、无无污染、组组合化和和高可靠靠性；配配、用电电设备智智能化、自自动化和和互动化化；电网网设备运运维更加加注重抗抗灾容灾灾、远程程监控、状状态检修修与风险险评估；电网调调度运行行更加注注重节能能、自动动化和一一体化智智能调度度；配网网运行更更加注重重供电可可靠性和和电能质质量。围围绕绿色色电网的的目标，高高效储能能、FAACTSS与定制制电力技技术、可可再生能能源发电电、分布布式发电电等技术术将得到到更大的的发展。此外，继继电保护护、安稳稳装置业业务提出出接口光光纤化、统统一时间间标识的的新要求求。在十十二五期期间，继继电保护护通
21、信业业务将推推广采用用光纤通通道，同同时要求求装置能能通过以以太网接接入站内内自动化化系统和和继电保保护信息息系统，应能接受站内对时系统统一提供同步时钟信号，其实时性要求保持与当前要求一致，保护信号的传输延时要求在12毫秒以内；可靠性要求为500千伏线路每套主保护和220千伏线路两套主保护均采用两条完全独立的通信通道。具有光纤通道的线路，其主保护优先考虑采用光纤电流差动保护；正在开展保护装置直接通过光口接入通信通道的研究，预计今后设备间将统一采用2M光接口。在十二五五期间，安安稳装置置在主站站、子站站及执行行站之间间通信技技术采用用复用22Mb/s光纤纤通道。实实时性要要求保持持与目前前要求一
22、一致，信信号的传传输延时时要求在在30毫毫秒以内内；可靠靠性要求求为每套套稳控系系统采用用两路完完全独立立的传输输通道。变电站数数字化、智智能化的的趋势可可以看出出，南方方电网电电力通信信将从站站间通信信延伸到到站内通通信。变变电站内内部通信信物理层层逐步向向单模光光纤发展展，统一一采用LLC接头头；高速速、大容容量的传传输设备备成为变变电站通通信的发发展方向向，逐步步取消PPCM设设备及低低速接口口。配电网自自动化系系统遥信信、遥测测、遥控控数据要要求带宽宽很小，但数量庞大。按照网公司城农网建设规划，预计在十二五期间将有72万个配网站点需要通信支持。配电网设备大多安装在线路上和配电房挂式柜中
23、，操作空间狭窄，要求配电网通信设备能够便于安装和调试，减少日常维护量；又因配电网通信覆盖面广，通信设备必须具有远程管理功能。同时，配电网通信设备大多安装在室外，自然环境恶劣，要求设备具有工业级标准，能够承受要求较高的温度、湿度并具有防雷能力。这些技术术的共同同点是：数据传传输延时时更短，将将缩短至至毫秒量量级；带带宽更高高，将达达到几兆兆甚至是是几十兆兆；路径径要可控控、通信信路由要要更可靠靠，电网网控制业业务的路路由必须须是全程程全网的的管控，通通信传输输的时间间参数将将成为电电网控制制业务的的关键参参数；覆覆盖范围围更广，将将覆盖至至10kkV甚至至是2220/3380VV电网；统一的的时
24、间、频频率系统统，电网网控制业业务、通通信设备备失去时时间、频频率将无无法工作作，后果果不堪设设想；此此外，通通信设备备需要在在更加苛苛刻的环环境下稳稳定运行行。这些些变化对对电力通通信提出出了更加加严格的的要求。3.2企企业管理理信息类类业务发发展对通通信技术术新需求求随着南方方电网公公司信息息化进程程的不断断深入，朝朝着企业业管理信信息类和和企业决决策支持持类的应应用方向向发展。 从南方电电网公司司近期信信息类业业务的发发展趋势势看，信信息化应应用深入入发展的的方向可可以概括括为：网网级集中中的业事事务处理理、企业业级数据据中心支支持的辅辅助决策策、高带带宽下的的移动办办公、虚虚拟与现现实
25、互联联的应用用等四个个方面。南南方电网网企业管管理的发发展方向向主要是是集中化化发展，即即信息业业务按照照“统一架架构、二二级中心心、多层层应用”的思想想，在南南方电网网公司总总部、各各分子公公司本部部分别建建立的数数据中心心，地市市公司建建立综合合数据平平台。企企业数据据中心、同同城灾备备中心、异异地灾备备中心，各各分子公公司本部部数据中中心、同同城灾备备中心与与异地灾灾备中心心间的数数据同步步复制，对对带宽要要求极高高，可达到到16000-40000Mbb/s、通通信延时时在几毫毫秒内，通通信误码码率为10-33，需严严格保证证通信通通道可用用，严格格保证信信息不被被恶意截截获和修修改。这
26、类业务务应用发发展的共共同点是是：电力力通信覆覆盖面更更广，从从各级电电网公司司、地区区供电局局至县级级单位、二二级单位位、变电电站、供供电所、营营业点等等业务末末端都需需要保证证通信畅畅顺；通通信带宽宽要求高高，能满满足从财财务管理理、市场场营销几几兆大量量数据到到灾备中中心几千千兆海量量数据的的传输要要求；安安全性、可可靠性要要求更高高，由于于该类业业务交互互管理决决策、电电力销售售、生产产计划等等数据，对对通信通通道安全全性、可可靠性要要求极高高，一般般采用电电力通信信专网，若若采用公公网通信信则要求求有相应应的安全全防范措措施。这这些都对对电力通通信提出出了更加加严格的的要求。4智能电
27、电网业务务发展及及其对通通信的新新需求智能电网网的核心理理念是利利用现代代信息通通信、控控制等先先进技术术，提升升电网的的智能化化水平，适适应可再再生能源源接入、双双向互动动等多元元化电网网服务要要求，提提供安全全可靠、经经济高效效的可持持续电力力供应。电力通信网络是智能电网实现的基础，通信是地理位置不同地点智能化系统之间信息沟通的主要手段，其性能决定了智能化系统的总体性能。实现智能电网，关键要实现智能调度和控制，其技术保证是要有高速、双向、实时、集成的通信系统。同时通信系统要和电网一样深入到千家万户，才形成两张紧密联系的网络输配电网和通信网络，实现智能电网的目标和主要特征。目前文献献大都说说
28、明通信信对于智智能电网网的重要要性以及及通信应应该覆盖盖到的范范围，并并没有说说明这样样的通信信网络应应该如何何能实现现。但基基本上有有以下共共识：“智能电电网中的的各主体体之间需需要实现现充分的的信息共共享、交交互，因因此，智智能电网网环境下下的电力力通信系系统必须须具备“范围广广”和“数量大大”的特点点。因此此，建设设面向221世纪纪电网的的最大调调整在于于发展广广域互联联的通信信设施。“智能电电网通信信网络架架构需要要一个由由光纤作作为通信信介质组组成的多多层结构构的通信信网络，包包括广域域网、局局域网、家家庭区域域网，各各层次之之间是包包含与被被包含的的关系。”综合以上上内容，智智能电
29、网网对通信信网络的的需求就就是建设设一个与与电网同同覆盖的的电力泛泛在、双双向、实实时、互互动的通通信网络络。这个个网络是是要在现现有电力力通信网网络中不不断发展展、完善善，是现现有电力力通信网网络的继继承与发发展。5 需要要解决的的问题与与研究内内容南方电网网各环节节均已建建立较成成熟的业业务信息息系统，已已建成先先进可靠靠的电力力通信网网络，形形成了以以光纤通通信为主主，微波波、载波波、卫星星等多种种通信方方式并存存，分层层分级自自愈环网网为主要要特征的的电力专专用通信信网络体体系架构构。传输输媒介光光纤化，业业务承载载网络化化，运行行监视和和管理正正在逐步步实现自自动化和和信息化化。但是
30、，与与未来电电网对通通信的要要求相比比，目前前电力通通信系统统还存在在以下急急需解决决的问题题：信息息化发展展不平衡衡；信息息资源的的集成和和整合需需要进一一步加强强；信息息系统的的应用深深度和实实用化水水平有待待提高；配电侧侧和面向向用户侧侧的通信信网络资资源不足足；电力力通信传传输网络络结构需需要进一一步优化化；通信信信息资资源需要要优化整整合；缺缺少抵御御极端天天气的电电力应急急通信方案案和通信信抗灾体体系；通信网网络的带带宽和可可靠性、安安全性需需要进一一步提高高。针对上述述问题，南南方电网网未来电电力系统统通信技术术发展应应以满足足智能电电网各阶阶段建设设和发展展的需求求为出发发点，
31、不不断应用用先进成成熟的通通信技术术，完善善高速可可靠的输输电通信信网、建建设实用用的配用用电通信信网、重重点保障障应急通通信网。所以，南南方电网网未来五五至十年年电力系系统通信信发展建建议重点点开展以以下工作作：1. 以从根本本上提高高电力通通信网络络的可靠靠性、冗冗余度和和安全性性为目标标，重点点研究电电力通信信系统的的规划及及其应用用技术，深深入研究究电力通通信网络络的可靠靠性、资资源优化化和安全全等领域域，特别别加强对对现有技技术和资资源的优优化研究究；加强强应急通通信技术术的研究究和应用用技术。2. 以实现通通信监管管一体化化为目标标，全面面深入开开展通信信系统的的信息化化研究及及应
32、用工工作，实实现通信信系统设设备和资资源的数数字化管管理。3. 以实现通通信运维维工作的的数字化化转变为为目标，深深入开展展通信运运维方面面的研究究和应用用工作，包包括通信信运行管管理系统统的设计计与应用用、通信信资源管管理和优优化、通通信监控控和通信信网络的的电子运运维等领领域。4. 以全面获获取通信信网络信信息及其其评价为为目标，加加强通信信网络现现状的评评估技术术的研究究及应用用工作。5. 以服务智智能电网网为目标标，加强强通信新新技术的的应用研研究工作作。研究究智能电电网下新新型通信信介质、通通信协议议、数据据传输、通通信网络络架构、通通信资源源管理技技术和通通信资源源优化等等领域及及
33、其应用用技术。参考文献献1 中国南方方电网电电力调度度通信中中心.中中国南方方电网二二OO九九年电力力通信网网运行方方式RR.广广州：中中国南方方电网电电力调度度通信中中心，220099.2 “数字字南方电电网”专题研研究报告告，中中国南方方电网，220077年4月月3 顾毅华，电力系统继电保护技术的发展和前景，硅谷，2009年第3期4 苗新，陈陈希，张张恺，等等固定定和移动动网络相相融合的的近程电电力应急急通信网网络JJ电电网技术术，20009，333(SS1) 5 张伯明 智能能电网调调度自动动化发展展方向及及关键技技术研究究报告 20009.1126 苗新，张张恺，田田世明，等等. 支支
34、撑智能能电网的的信息通通信体系系J电网网技术，220099，333 (117)：8-113 7 杜志杰电网调调度自动动化发展展趋势研研究科科技创新新导报，2008，No.258 黄盛等，数数字电网网技术与与电力通通信平台台，电电力系统统通信，220088年6月月9 崔毅敏等等，浅谈谈智能电电网和智智能网络络，电电力信息息化220088年第66卷第111期10 王建设,电力企企业信息息化的建建设与管管理初探探,电电力信息息化220099年第卷第期作者简介介：王勇（119799），男男，汉族族，陕西西西安人人，工程程师，硕硕士，主主要从事事电力通通信技术术研究、通通信资源源及电力力通信系系统管理理工作。（wangyongcsg.）利韶聪(19778),男，汉汉族，广广东广州州人，工工程师，本本科，主主要从事事电力通信信的规划划和设计计工作。（lisshaooconngggedii.coom.）陈宝仁(19799)，男，汉汉族，江江西余干干人，工工程师，硕硕士，主主要从事事电力通通信的规规划和设设计工作作。（chhenbbrrrr1226.ccom）