基于分布式无源光网络技术的智能变电站通信网络架构制造技术

一种基于分布式无源光网络技术的智能变电站通信网络架构，在智能变电站设备层与智能变电站系统层之间通过PON无源光网络进行连接，PON无源光网络包括光线路终端，光线路终端与光分配网络相连接，光分配网络与至少一个光网络单元相连接，光网络单元位于变电站出线间隔及主变位置，它以网线连接智能变电站设备层，用于设备运行状态和故障诊断信息、控制命令及跳闸命令的双向传递。本实用新型专利技术利用无源光网络一对多分光及透明传输的能力在智能变电站系统层和设备层之间组建高速、透明的以太网络，带来的优点是显而易见的。首先，智能变电站内的所有智能设备都接入同一个网络，任意智能设备之间都能够直接通过该网络交互信息，使过程层数据得到最大程度的共享，变电站、电网的信息化水平显著提高。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种基于分布式无源光网络技术的智能变电站通信网络架构。
技术介绍
智能化变电站当前多采用三层两网结构，即站控层、间隔层、过程层，三层之间用分层、分布、开放式网络系统实现连接。随着过程层设备和间隔层设备的充分融合，三层两网结构将逐步演变为两层一网结构，即设备层、系统层。设备层由变压器、断路器、互感器等多个设备对象组成，完成能量传输功能及测量、控制、保护、计量等功能，设备层相当于过程层和间隔层的集合。系统层包含网络通信系统、对时系统、后台监控系统、站域保护、对外通信系统等子系统，系统层相当于站控层。现有的智能变电站中网络通信系统均采用工业以太网交换机组建分层、分布的网络，可以较好地满足采样值服务(SMV)，通用快速事件服务(GOOSE)，对时服务，基础服务 (核心ACSI服务)等各类智能变电站通信业务对于网络传输实时性、传输速率、安全性、可靠性等方面特性的严格要求，但仍存在一定的局限性，主要表现在1、过程层设备数目众多且位置分散，通常需要多级交换，即先将位置相邻(如一个间隔内)的几台设备接至一台接入交换机，再将多台接入交换机串联成环网，或汇聚至变电站层的核心交换机，将引起投资的增加；2、需要布放多条光缆，光缆纤芯利用率不高；3、网络结构较复杂，给设备配置、网络参数配置、IP地址规划等带来困难。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是改变智能变电站中常规网络通信系统建设模式，提供一种高网络容量、大带宽、组网灵活、网络容量及光缆资源利用率高的基于无源光网络技术的智能变电站通信网络设计方法。为实现上述目的，本技术采用以下技术方案，它包括智能变电站设备层，它包括一次设备及其附属智能组件、和二次设备；智能变电站系统层，它包括自动化站级监视控制系统、站域控制系统和通信系统；所述的智能变电站设备层与智能变电站系统层之间通过PON无源光网络进行连接，所述的PON无源光网络包括光线路终端，所述的光线路终端与光分配网络相连接，光分配网络与至少一个光网络单元相连接，所述的光网络单元位于变电站出线间隔及主变位置，它以网线连接智能变电站设备层，用于设备运行状态和故障诊断信息、控制命令及跳闸命令的双向传递。所述的光分配网络和光网络单元构成树形网络。所述的光分配网络和光网络单元构成全保护环形网络。所述的光分配网络为分光干支比为1 :2 1:32的光分配网络。采用上述技术方案的本技术，利用无源光网络一对多分光及透明传输的能力在智能变电站系统层和设备层之间组建高速、透明的以太网络，带来的优点是显而易见的。 首先，智能变电站内的所有智能设备都接入同一个网络，任意智能设备之间都能够直接通过该网络交互信息，使过程层数据得到最大程度的共享，变电站、电网的信息化水平显著提高；其次，利用无源光网络自身具备的一对多分光、动态带宽分配、反向供电等能力，大大提高了网络容量和光缆纤芯资源的利用率，将显著减少光缆及设备的投资，简化了网络结构， 降低了建设和运行管理的难度；再次，通过合理配置光分配网络0DN，无源光网络可组成树形、链形、环形等多种拓扑结构，非常适合于智能变电站终端节点数目众多且位置分散、结构复杂的情况；最后全冗余的光路保护及设备保护、以及多重搅动等加密技术的采用，也为智能变电站系统的安全稳定运行提供了有效保障。附图说明图1为本技术的智能变电站网络通信系统原理图。图2为无源光网络基本树形和总线形的组网方式示意图。图3为无源光网络主干光纤保护组网方式示意图。图4为无源光网络全保护树形组网方式示意图。图5为无源光网络全保护环形组网方式示意图。具体实施方式如图1所示，本技术包括智能变电站设备层、智能变电站系统层以及位于二者中间的PON无源光网络。上述的智能变电站设备层包括变压器、断路器、隔离开关、电流/ 电压互感器等一次设备及其所属的智能组件，以及继电保护装置、系统测控装置、监测功能组主IED等二次设备。上述的智能变电站系统层包括自动化站级监视控制系统、站域控制系统、通信系统和对时系统等等。在本技术中，智能变电站设备层与智能变电站系统层之间通过PON无源光网络进行连接。PON无源光网络包括光线路终端0LT，光线路终端OLT与光分配网络ODN相连接，光分配网络ODN与至少一个光网络单元ONU相连接，所述的光网络单元ONU位于变电站出线间隔及主变位置，光网络单元ONU以网线连接一次设备智能单元、合并单元及测控保护设备，用于设备运行状态和故障诊断信息、控制命令及跳闸命令等的双向传递。智能变电站主控制楼机房内设置光线路终端0LT，并配置管理测控单元，全站的光网络单元ONU通过光分配网络ODN与光线路终端OLT设备联系，所有信息在OLT处完成汇集和交换。OLT设备通过以太网口与站内公用交换机相连，用于完成设备层和系统层的信息交换。按照变电站总平面布置及主接线结构，在适当的位置配置光分配网络0DN，分光干支比可选用1 :2、1 :4、1 8 1 16,1 32等不同种类，分光功率比一般采用均勻分光，有必要时可采用非均勻分光，将分布于各处的多个光网络单元ONU的光路信号进行集中。在智能变电站内形成树形、链形或环形网络，按照全光路保护和设备全冗余配置，保证网络的可靠性；通过光功率预算，合理预留富余度，保证光路的畅通，如图2、图3、图4、图5所示。本技术的工作原理是如图1所示，分布于智能变电站内各处的一次设备智能组件及测控保护设备的信息通过百兆或千兆以太网电口就近接入光网络单元0NU，由光网络单元ONU通过光电转换成光信号，通过PON接口和支路光纤汇接至干路光分配网络 0DN,经干路光纤至变电站主控制楼内的光线路终端0LT，在OLT端进行汇聚或交换，再将需要的信息通过千兆或万兆以太网接口送往由数据交换机组成的公用交换平台，从而到达智能变电站系统层各主站。反之，需要由智能变电站系统层向设备层下达的控制命令等信息， 需要经历一个反向的过程到达各一次设备。本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种基于分布式无源光网络技术的智能变电站通信网络架构，它包括：智能变电站设备层，它包括一次设备及其附属智能组件、和二次设备；智能变电站系统层，它包括自动化站级监视控制系统、站域控制系统和通信系统；其特征在于：所述的智能变电站设备层与智能变电站系统层之间通过ＰＯＮ无源光网络进行连接，所述的ＰＯＮ无源光网络包括光线路终端（ＯＬＴ），所述的光线路终端（ＯＬＴ）与光分配网络（ＯＤＮ）相连接，光分配网络（ＯＤＮ）与至少一个光网络单元（ＯＮＵ）相连接，所述的光网络单元（ＯＮＵ）位于变电站出线间隔及主变位置，它以网线连接智能变电站设备层，用于设备运行状态和故障诊断信息、控制命令及跳闸命令的双向传递。

【技术特征摘要】
1.一种基于分布式无源光网络技术的智能变电站通信网络架构，它包括智能变电站设备层，它包括一次设备及其附属智能组件、和二次设备；智能变电站系统层，它包括自动化站级监视控制系统、站域控制系统和通信系统；其特征在于所述的智能变电站设备层与智能变电站系统层之间通过PON无源光网络进行连接，所述的PON无源光网络包括光线路终端(0LT)，所述的光线路终端(OLT)与光分配网络(ODN)相连接，光分配网络(ODN)与至少一个光网络单元(ONU)相连接，所述的光网络单元(ONU)位于变电站出线间隔及主变位置，它以网线连接智能变电...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑征，张筱筠，
申请(专利权)人：河南省电力勘测设计院，
类型：实用新型
国别省市：41