输电线路通信系统及其组网方法技术方案

本发明专利技术涉及智能电网领域，公开了一种输电线路通信系统及其组网方法。本发明专利技术中，针对超长距离输电线路，提出了一种基于SDH/MSTP光传输、光纤以太网、5.8G无线专网等多种技术混合的组合通信系统，实现监测数据分段分层汇聚、集中上传、分省管理。改变单一的链状网络结构，优化为树形网络结构，增强网络传输的健壮性，提高监测节点的可用传输带宽。减少了塔上中继通信设备、站内接入通信设备、安全认证设备数量，减少了工程投资。

【技术实现步骤摘要】
输电线路通信系统及其组网方法
本专利技术涉及智能电网领域，特别一种涉及超长距离高压输电线路通信技术。
技术介绍
输电线路状态监测系统是智能电网建设的重要组成部分，是实现运行状态化、信息标准化和应用网络化的重要手段。可靠高效的通信网络是该系统运行的重要基础。经过国内若干年输电线路状态监测系统的建设，已经形成了几种较为成熟的数据通信方案，主要有：无线公网、光纤以太网+5.8G无线专网、EPON+5.8G无线专网等。无线公网方式是通过安装GPRS/3G/4G模块，借助三大通信运营商的公共无线网络进行通信，直接将数据传输至系统主站。由于工程中输电线路走廊常位于人口稀少地带，甚至部分为无人区，地形条件上山地丘陵也较多，部分节点公网网络信号质量较差，无法达到全覆盖。即使在公网覆盖地区，网络带宽为蜂窝小区内共享，可用带宽不稳定，严重影响系统整体的运行效果和用户体验。光纤以太网+5.8G无线专网：光纤以太网可解决具备光纤接入条件节点的数据传输问题，单跳传输距离可达80km。同时结合5.8G无线专网，解决“最后一公里”，即不具备光纤接入条件节点的数据接入问题。在常规的交流输电线路中，该方式较为常用。然而，由于塔上通信装置串联成链状网络，随着节点数量的增加，可靠性、可用性(平均带宽)均大幅降低。因此，“光纤以太网+5.8G无线专网”方式受限于塔上通信装置数量，间接受限于输电线路的长度。EPON+5.8G无线专网：主干通信链路采用EPON(以太网无源光网络)，配合5.8G无线专网解决“最后一公里”全覆盖。EPON系统的覆盖半径为20km，可支持最大光分路比1:64，较适用于短距离线路，并且监测装置分布密集的场景。根据500kV以上高压输电线路长度以及输电线路呈链状的特点，同时考虑公网信号覆盖不全及传输带宽受限的问题，目前较为常用的方式为：光纤以太网+5.8G无线专网。图1是现有技术中一种“光纤以太网+5.8G无线专网”的通信装置示意图。如图1所示，“光纤以太网+5.8G无线专网”方式的通信装置，主要由架设在线路杆塔上的OPGW光缆、布置于杆塔上的光纤以太网交换机、5.8G无线专网设备以及布置在变电站内的光纤以太网交换机、安全认证装置等组成。但是，现有输电线路状态监测系统普遍应用的专网通信方案，即，“光纤以太网+5.8G无线专网”的缺点主要表现为：(1)区段内所有监测节点串联成链状的网络结构，随着节点数量的增加，安全可靠性会降低，当其中单个节点故障时，将中断链路中其它部分节点的数据传输；(2)链状网络结构使得数据向一端聚集，随着节点数量的增加，每个节点平均可用带宽大幅降低，节点数量越多，可用带宽越小；(3)由于监测节点分布的不规则性，且光纤以太网交换机光接口的传输受限距离为80km，需要额外增加塔上光中继设备，从而增加工程投资；(4)由于部分区域地理边界特殊，同一省的线路物理上不是连续的，导致两种结果：1)不同省的监测节点通信设备具有关联性，存在相互影响，不利于各省线路的后期运行维护；2)监测数据在同一个省内多点落地，增加网络后端的复杂性和站内设备投资。对于数千公里超长距离的直流输电线路，需要将沿线杆塔上所布置的状态监测装置采集的监测数据传输至各省的输变电状态监测系统主站，依靠以往单一的某种通信方式或多种通信方式组合，无法满足网络全覆盖、可靠性、传输容量、工程投资等各方面的要求和限制。因此，目前亟需一种新颖的组合通信方式，能够解决网络全覆盖问题，同时能够大幅提高通信可靠性和传输容量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种输电线路通信系统及其组网方法，充分利用超长距离输电工程同步建设的SDH/MSTP光传输电路和光通信中继站，通过分段分层汇聚、集中上传的方式将监测数据传输至检测系统主站，既解决了网络全覆盖问题，同时能够大幅提高通信可靠性和传输容量，又在工程投资上相比传统方式有所降低。为解决上述技术问题，本专利技术的实施方式公开了一种输电线路通信系统，每个行政区域内的输电线路被划分为N个区段，N为大于1的整数；所述每个行政区域内的输电线路通信系统包括：接入层、汇聚层和核心层；所述接入层包括设置在所述输电线路的N个区段内各个监测点的通信节点，每个区段内相邻的通信节点之间串联连接，所述通信节点用于将状态监测装置采集的监测数据汇聚至所述汇聚层；所述汇聚层包括N个汇聚站点，相邻的汇聚站点之间通过光纤通信电路串联连接，所述N个汇聚站点与所述N个区段一一对应，所述汇聚站点用于接收相对应的区段内的通信节点上传的监测数据，并将所接收的监测数据汇聚至所述核心层；所述核心层包括一个核心站点，所述核心站点用于接收所述N个汇聚站点上传的数据，并将所接收的数据上传至所述行政区域的监测系统主站。本专利技术的实施方式还公开了一种输电线路通信系统的组网方法，用于上述的输电线路通信系统，所述方法包括：确定监测点的位置和监测类型；划分监测区段；选择每个区段的监测数据汇聚站点；确定监测数据上传的核心站点；分析各个汇聚站点至核心站点的带宽需求，组织SDH/MSTP光传输电路承载的以太网传输通道；设计核心站点至监测系统主站通信传输方案和安全接入方案；确定各个汇聚站点和核心站点的站内设备配置；确定塔上通信设备配置及布置位置；计算确定塔上通信设备所需的电源和蓄电池容量。本专利技术实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于：充分利用超长距离输电工程同步建设的SDH/MSTP光传输电路和光通信中继站，通过分段分层汇聚、集中上传、分省管理的方式将监测数据传输至监测系统主站，既解决了网络全覆盖问题，同时能够大幅提高通信可靠性和传输容量，又在工程投资上相比传统方式有所降低。进一步地，改变单一的链状网络结构，优化为树形网络结构，增强网络传输的健壮性，提高监测节点的可用传输带宽。进一步地，减少了塔上中继通信设备、站内接入通信设备、安全认证设备数量，减少了工程投资。进一步地，将同一省的线路物理层的不连续优化为数据链路层的连续，使不同省的监测节点通信设备不具备关联性，解决监测数据在一个省内多点落地的问题。附图说明图1是现有技术中一种“光纤以太网+5.8G无线专网”的通信装置示意图；图2是本专利技术第一实施方式中一种输电线路通信系统的结构示意图；图3是本专利技术第一实施方式中一个优选实施例的输电线路通信系统的结构示意图；图4是本专利技术第一实施方式中一个优选实施例的以太网通道组织示意图；图5是本专利技术第二实施方式中一种输电线路通信系统的组网方法的流程示意图；图6是本专利技术第二实施方式中一个优选实施例的输电线路通信系统的组网方法的流程示意图。具体实施方式在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种输电线路通信系统，其特征在于，每个行政区域内的输电线路被划分为N个区段，N为大于1的整数；所述每个行政区域内的输电线路通信系统包括：接入层、汇聚层和核心层；/n所述接入层包括设置在所述输电线路的N个区段内各个监测点的通信节点，每个区段内相邻的通信节点之间串联连接，所述通信节点用于将状态监测装置采集的监测数据汇聚至所述汇聚层；/n所述汇聚层包括N个汇聚站点，相邻的汇聚站点之间通过光纤通信电路串联连接，所述N个汇聚站点与所述N个区段一一对应，所述汇聚站点用于接收相对应的区段内的通信节点上传的监测数据，并将所接收的监测数据汇聚至所述核心层；/n所述核心层包括一个核心站点，所述核心站点用于接收所述N个汇聚站点上传的数据，并将所接收的数据上传至所述行政区域的监测系统主站。/n

【技术特征摘要】
1.一种输电线路通信系统，其特征在于，每个行政区域内的输电线路被划分为N个区段，N为大于1的整数；所述每个行政区域内的输电线路通信系统包括：接入层、汇聚层和核心层；
所述接入层包括设置在所述输电线路的N个区段内各个监测点的通信节点，每个区段内相邻的通信节点之间串联连接，所述通信节点用于将状态监测装置采集的监测数据汇聚至所述汇聚层；
所述汇聚层包括N个汇聚站点，相邻的汇聚站点之间通过光纤通信电路串联连接，所述N个汇聚站点与所述N个区段一一对应，所述汇聚站点用于接收相对应的区段内的通信节点上传的监测数据，并将所接收的监测数据汇聚至所述核心层；
所述核心层包括一个核心站点，所述核心站点用于接收所述N个汇聚站点上传的数据，并将所接收的数据上传至所述行政区域的监测系统主站。


2.根据权利要求1所述的输电线路通信系统，其特征在于，
所述通信节点之间通过OPGW光缆或5.8G无线专网连接；
所述通信节点包括：布置于杆塔上的光纤以太网交换机和5.8G无线专网设备。


3.根据权利要求2所述的输电线路通信系统，其特征在于，所述通信节点还包括：布置于杆塔上的光通信中继设备。


4.根据权利要求1所述的输电线路通信系统，其特征在于，所述通信节点通过光纤以太网交换机或5.8G无线专网设备将监测数据汇聚至所述汇聚站点。


5.根据权利要求1所述的输电线路通信系统，其特征在于，所述汇聚站点为设置有光纤以太网交换机...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵冲，马泽君，
申请(专利权)人：中国电力工程顾问集团华东电力设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31