华为能源行业配电自动化通信解决方案彩页

华为配电自动化通信解决方案华为企业ICT解决方案1华为配电自动化通信解决方案前言随着电力网络的不断发展、用电负荷的持续增长，各种新型负载不断涌现，用户更加关注电能质量和供电可靠性问题，并对节能减排也提出了更加严格的要求。用户需要更加有效的电力监控管理解决方案来应对上述挑战，以实现配电系统持续、可靠、高效、低耗的运行。作为全球领先的信息与通信解决方案供应商，华为在ICT领域积累了丰富的经验，我们致力于为全球电力、政府、公共事业、金融、交通、能源、企业等行业客户提供全面、高效的ICT解决方案，帮助行业客户利用信息化技术提升企业的核心竞争力。基于在电力配电领域的积累，我们推出了华为配电自动化通信解决方案，帮助电力企业实现配电系统的智能管理、提高运营效率、降低运营成本。2华为配电自动化通信解决方案解决方案针对配电自动化不同应用场景，华为提供应用于CBD/高新区的xPON解决方案及应用于成熟社区的电力无线专网接入方案。方案采用ICT技术实现对配电系统的分析和管理功能，提高配电系统管理效率，保障配电系统可靠安全运行，帮助电力企业实现电能降损。挑战配电网络覆盖面广、网络拓扑复杂，是电能分配与电力需求反馈的关键环节，其供电可靠性、供电质量等直接关系到经济活动开展及居民正常生活。当前，各国配电网发展普遍存在如下挑战：y配电环节电压等级较低，电能传输会产生较大的线路损耗，不符合节能环保的需求；y配电自动化程度不高、故障自愈能力弱，导致了故障排除难度增加，延迟了恢复时间，从而影响了用电企业生产和居民日常生活，用户体验度差；y配电网络复杂，供配电不合理现象时有发生，造成窝电现象严重、供电质量低；y配电网络设备运行状态无法监控，人工定位故障困难，造成配电网络管理、运维困难，电力企业运营成本高。我们需要加强配电综合管理系统建设，以达到提高供电可靠性、改进电能质量、向用户提供优质服务、降低运行费用、减轻人力成本的目的，并最终实现配电系统高效运营管理的目标。3华为配电自动化通信解决方案f供电公司网管U2000配电主站系统DTUTTUDTU环网柜变压器配电房ONUODNODNOLTONUONU精密加工企业配电子站金融中心高新园区其通信网络由以下四部分组成：yOLT(OpticalLineTerminal)：光线路终端，是xPON网络的头端设备，负责ONU的接入汇聚功能，安装于110KV变电子站处；上行可以接入目前电力通信网已有的传输网中，同时OLT也可以独立具备支持环网组网的能力（支持RSTP/MSTP），当某节点链路故障，设备能快速完成设备上行链路的切换。yODN(OpticalDistributionNetwork)：ODN设备应用在接入通信层，是OLT与ONU之间的通信光链路，负责将ONU从FTU/RTU/TTU等采集上来的监控数据传输给子站通信层的OLT，或者将子站或者主站的调度、设置信息通过ONU传递到FTU/RTU/TTU等设备，实现终端控制。yONU(OpticalNetworkUnit)：光网络单元，是xPON网络的终端设备，安放在开闭所、环网柜、柱上开关等场景，对于ONU，主要负责对FTU/RTU/TTU等监控数据的采集，ONU上行需要提供两个EPON端口，某端口故障后能快速切换到备用端口上。华为业界首款针对电力专网推出的自然散热式ONU设备SmartAXMA5621可应用于电力系统的远程信息采集和传输，也可满足视频监控等建设需求。使得整个系统可以采集更多的配电终端信息，进行更复杂的配电业务，以完善对用户的服务质量。yU2000（网络管理系统）：是面向未来网络管理的主要产品和解决方案，具备强大的网元层、网络层管理功能，支持免现场软调、远程验收、远程升级打补丁、远程故障定位等多种高效的管理维护方法。方案亮点y易部署：xPON网络拓扑与配电网络相匹配，部署简单，易扩建；y高可靠高安全：支持主备倒换与独立双上行，支持防窃听、防MAC欺骗等多种安全特性；y长距离高带宽：通信带宽最高可达到1.25G，传输长度可以达到20km，加强了整个配电自动化通信对业务的承载能力。基于xPON的CBD/高新区配电自动化通信解决方案应用场景方案概述为进一步提高配电效率、配电可靠性、服务水平及信息互动，满足电力企业对信息化、自动化、互动化坚强智能电网的建设要求，华为推出了基于xPON技术的配电自动化通信解决方案。华为xPON系统网络拓扑具有与电力配电网环形、链型结构完全吻合的特点，能够大大节省光纤投资，适应配电网架的延伸扩展；同时也保障了站点到配电终端之间链路的1+1保护功能，实现50ms保护倒换。系统具有单纤双向高带宽业务承载，全程无源的特点，完全满足坚强智能电网的建设要求。方案适用于全球各区域不同电网发展阶段的配电自动化建设与优化改造项目。通过构建完整的配电通信网络，逐步实现在线预警、实时监控、故障快速定位及自愈，从而大大减少停电时间，降低线损，提高供电质量。推荐在CBD/高新区等新建城区使用该方案。基于xPON的CBD/高新区配电自动化通信解决方案组网图如下：图1CBD/高新区配电自动化通信方案MA5680T大容量MA5683T中小容量y双主控、双电源、双上行y三模共平台MA5621电力专用y工作温度：-40℃～+85℃y电源口、网口6kV防雷y交直流双电源口，支持宽电压输入4华为配电自动化通信解决方案f供电公司网管M2000紧凑型核心网分布式基站配电主站系统光纤电力线CPECPECPEUGWUSN箱式变配电房变压器商业街配电子站住宅区工业园y紧凑核心网：是LTE系统核心网络设备，主要负责控制面的移动性管理，包括用户上下文和移动状态管理，分配用户临时身份标识；鉴权管理等。紧凑核心网可部署在供电公司，支持SGSN&MME、GGSN&S/P-GW、CG、DNS、HLR&HSS和PCRF等多个网元集成到一个机柜中，以提高核心网设备的集成度，减少机房占地，降低设备成本。y分布式基站enodeB(RRU+BBU)：负责无线信号的收发功能，实现光纤传输网络和CPE之间的通信。分布式基站可以选址在电力供电局或者变电站位置，供电局和变电站为电力公司物业能保证传输和电源的供应，是基站布局的最好位置。y无线通信终端CPE：提供用户设备和基站之间连接，主要功能是将电力设备传递的数据转化为无线信号，传递到网络层；并接受主站层通过网络层下发的控制信号传递给电力设备。CPE主要在开闭所、环网柜等处就近部署，根据电力104或101规约出FE口或者RS串口与FTU/TTU/DTU等设备进行连接从而完成采集、控制数据的双向传递。yiManagerM2000（网络管理系统）：凭借统一的网络管理平台，能够屏蔽不同制式网络差异，紧跟网络演进步伐，具备未来网络管理能力；iManagerM2000由硬件平台ATAE，以及两个组件CME和iSStar构成。方案亮点y易建易维易扩：无需光纤敷设，后期扩容时可直接加装CPE和更新数据；y动态带宽分配：根据业务的不同优先级来进行带宽分配，从而保证高优先级业务（如继电保护、遥控）等的业务等级；y高安全高可靠：双向鉴权、UTRAN加密、信令完整性保护等措施保障通信网路的安全可靠；y低时延：扁平化IP网络架构，网元节点少，时延低。基于LTE的成熟城区配电自动化通信解决方案应用场景方案概述目前，光通道是电力系统配电自动化接入网的主导通信方式，但对于地形复杂、高楼林立的成熟城区，很多地方光纤敷设困难且建设成本较高，这时采用LTE无线宽带专网作为接入网，可以解决“最后一公里”的问题，经济便捷。华为基于LTE无线专网的成熟城区配电自动化通信解决方案，可实现在成熟城区配电通信网络灵活组网，降低组网成本，具有易部署、易扩展、高可靠的优良特征。光纤、通信电缆敷设困难的成熟城区，或者希望降低建设成本的配电网覆盖区域。基于LTE无线专网的成熟城区配电自动化通信方案主要由四部分组成，如下图：图2成熟城区配电自动化通信方案y重量轻、体积小，占地面积较传统减少2/3y支持最大吞吐率：4Gbps/broady易安装，易部署y单基站吞吐量：下行450Mbit/s,上行300Mbit/sy防雷：差模8KA/共模40KA(8/20us冲击电流)5华为配电自动化通信解决方案应用案例借助EPON接入，发展智能电网——青岛供电公司配用电系统改造作为全国少数几个十九世纪末就使用电力的城市之一，青岛已有112年的用电历史。经过几代电业人的不懈努力，青岛电力工业从无到有，由弱至强。作为山东电网第一个率先实现双百亿电量的供电企业，青岛供电公司主要担负着青岛市七区、五（县）市供电任务，供电面积10654平方公里，服务上百万户的客户。近年，由于电网线路老化、线损高、运维复杂、通信技术滞后等问题，青岛供电公司急需对城中心的CBD和主要住宅区进行系统改造，覆盖范围包括19个变电站、104条10KV线路。针对待改造地区电网结构稳定、对电力负荷要求高的特点，华为为其设计了全光缆通信的配电自动化通信方案。方案采用无金属自承式ADSS光缆，具有传输频带宽，抗电磁干扰能力强，抗雷击等优越性能；采用4光口光纤收发器，可以组成双纤自愈环结构，更加强了网络的可靠性；同时，配网通信系统具有网管功能，可以在中心站对网络进行监控，大大缩短了网络故障判断时间，提高了运行率。改造后，104条10KV线路供电半径减小、绝缘化率提高，可在几十秒内实现故障段自动隔离、网络自动重构，使供电的质量、可靠性、安全性得到全面提高。系统稳定运行后，改造线路的电压合格率由原先的99.5%提高到99.9%以上，配网线损由7.5%降至5.3%以下；10KV用户供电可靠性由99.96%提高到99.99%以上，每户每年平均少停电2.628小时，整线路平均每年减少电量损失3341万KWH。同时，线路检修运行工作量大大减少，减人增效效果显著；并且，由于事故率的降低，事故造成停电范围的减小，充分实现了对社会的供电承诺，为青岛供电公司达到国际一流供电企业打下了坚实的基础。图3青岛供电公司配用电EPON接入解决方案开闭所柱上开关配电房用户用户N用户1FE/串口FE/串口xTUxTUxTUFEFEFE集线器ONUONUONUONUOLTOLTONU配电主站系统福州路站辛家庄站天山站大港站麦岛站湛流干站MSTP/IP软件园站东海路站网管U2000项目背景及客户面临的挑战华为解决方案给客户带来的价值6华为配电自动化通信解决方案珠海电力的LTE无线专网之路2012年7月21日，广东电网珠海供电局与澳门电力公司联合举办了“粤澳联网28周年”活动，庆祝珠海对澳门供电28周年实现供电可靠性100%。珠海供电局成立于1981年1月，担负着珠海市电能的送、变、配、营业务及向澳门供电业务，目前供电客户数59万户。2010年，为更好的匹配经济发展需要，为珠海、澳门未来社会经济的健康、稳定发展保驾护航，珠海供电局计划对城市核心区配电系统进行优化改造。改造计划采用华为易部署、易扩容的LTE无线接入解决方案，在变电站部署基站，建立覆盖珠海市10个110KV/220KV变电站的无线宽带接入系统，作为对澳供电主要变电站，拱北变电站和琴韵变电站也是此次改建计划的重点覆盖范围。方案采用双平面、防火墙、业务数据加密等技术设计配电承载网，端到端保障通信安全可靠，实现了珠海电网的配网自动化、应急通信、实时监控和实时电量采集。方案的整体实施解决了现有配电设备老化、线损高、通信技术落后、有线接入困难、部署成本高等难点，整个方案部署灵活，施工建设周期短，后期业务扩容灵活；实现高带宽、可视运维、降低管理成本，满足珠海电力配电业务的发展需求。系统上线以来，该局的供电可靠率、电压合格率等多个重要经济技术指标均处于全省领先水平。图4珠海电力LTE无线专网方案交换机其余站：包括翠香站、供电局、吉大站、口岸变、柠溪变、唐家变电站3扇区xTUxTUxTUxTUxTU3扇区2扇区3扇区3扇区CPECPECPEBBUBBUBBUBBUBBUCPECPE珠海局配电主站MSTP传输B网MSTP传输A网拱北变培训楼其余站吉大所发展大厦网管