第15章-电力系统通信基础解析课件.ppt

1,第十五章 电力系统通信基础,15.1 概述 15.2 数字通信原理 15.3 光纤通信 15.4 微波中继通信15.5 电力载波通信15.6 电力系统远动及规约15.7 电力通信网络技术,2,15.1 概述,1.通信系统的基本组成及其分类(1)通信系统的基本组成 通信系统由信源、信宿、处理信息的各种设备及信道共同组成,3,(2)通信系统的分类 根据传输媒质的不同,有线通信系统,无线通信系统,电缆通信,电力载波通信,光纤通信,微波中继通信,卫星通信,移动通信,无线寻呼通信,4,根据传输信号的不同,模拟通信系统：传送连续信号，信号频谱窄，抗干扰能力差,数字通信系统：传输离散信号，要求带宽大，信号质量高,5,2.电力系统通信的作用和特点,(1)电力系统通信的特点实时性好:传输延时小可靠性高:不能出错连续性强:电力生产的不间断性 信息量较少：传送电力系统的生产、控制、管理信息网络建设可利用电力系统独特的资源:如载波通信,6,(2)电力系统通信的定义 电力系统通信，也称电力通信,是指利用有线电、无线电、光波等各种方式，对电力系统运行、经营和管理等活动中需要的各种信息（符号、文字、声音、图像、数据等）进行传输和交换的电力系统专用通信。,7,(3)电力系统通信的分类,系统通信（站间通信）:主要提供发电厂、变电站、调度所、公司本部等单位之间的通信连接。,厂站通信（站内通信）:通信范围仅限于厂、站内部，主要任务是满足厂站内部生产、管理信息的传递和共享，对于抗干扰、可靠性等有一些特殊的要求。,8,(4)电力系统通信的主要作用1)传送电力系统远动、保护、负荷控制、调度自动化等运行、控制信息，保障电网的安全、经济运行;2)传输各种生产指挥和企业管理信息，为电力系统的现代化提供高速率、高可靠的信息传输网络.,9,(1)我国电力通信网的现状 数字微波干线网 光纤通信 电力线载波通信 卫星通信 移动通信 自动交换网 数字数据网DDN,3.我国电力通信网的现状及发展,10,(2)我国电力通信网的发展目标 积极引进当今先进的技术及设备 同步数字系列SDH、ATM、GSMl、CDMA 将电力通信主干网改造成以光纤为主微波为辅的网络 加快开发电信新业务 可视图文、电子信箱、传真存贮转发、电子数据交换、多媒体服务,11,15.2 数字通信原理,一.数字通信系统的基本概念 1.数字通信系统基本模型 数字通信系统是利用数字信号来传递信息的系统。,12,(1)信源编码:包括模拟信号的数字化和信源压缩编码,(2)信道编码:解决数字通信的传输可靠性问题，也称作抗干扰编码或抗错编码。,(3)数字调制基带信号:经过编码的信号序列，是连续的数字 脉冲流基带传输:数字基带信号直接在双绞线等电介质中传输,13,频带传输(或调制传输):大部分情况下数字基带信号必须经过载波调制，并且把信号频谱搬移到相应的频带，才能实现信息的传输,(4)解调、信道解码、信源解码：与数字调制、信道编码、信源编码的过程正好相反。,调制解调器MODEM(Modulator-Demodulator):专门用于完成调制和频谱搬移的工作的,14,2.数字通信的特点 抗干扰能力强 传输质量与通信线路长度无关 便于建立综合各种业务的数字通信网 便于加密处理 设备功耗低、体积小、可靠性高,15,3.数字通信系统的主要性能指标 1)传输速率 信息速率（比特率）Rb：单位时间内传输的比特数，单位为比特/秒（b/s或bps）码元速率（调制速率）RB：单位时间内传输的码元数，单位为波特（Buad）二者的关系如下 Rb=RB Log2 N NN进制,16,2)误码率 定义：在数字传输过程中接收错误的码元数（或比特数）占传输总码元数（或总比特数）的比率。是衡量通信质量好坏的重要指标。用Pec及 Peb 分别代表误码率和误比特率,Pec=100%,Peb=100%,17,3)信噪比 定义：信号平均功率PS和噪声平均功率PN之比 S/N=PS/PN 若用分贝值表示，则为SNR=10 lg（PS/PN）SNR越大越好,18,二.信源编码与信道编码,1.信源编码 1）定义：在数字通信系统中，当信源发出的信号为模拟量时，将模拟信号变换为数字信号的过程。2）最基本的编码方法是脉冲编码调制PCM 3）编码过程：抽样、量化、编码。,19,2.信道编码 1）基本思想：通过对信息序列作某种变换，使原来彼此独立，相关性极小的信息码元产生某种相关性，从而在接收端利用这种规律检查或纠正信息码元传输中所造成的差错。实质是采用冗余技术来检错、纠错。2）传输差错类型随机差错：由随机噪声的干扰引起。差错是互相独立、互不相关的。突发差错：由突发噪声的干扰引起。一般成串出现，错误与错误之间有关联。,20,3）差错控制策略自动请求重传ARQ 前向纠错FEC 混合纠错HEC 4）差错控制码的分类按照译码方式的不同 按照信号序列处理方式的不同 根据监督码元与信息码元之间的关系 按照纠正错误的类型按照码的结构,21,三.数字基带传输,(1)基带信号 定义：在数字通信系统中，经过编码处理的信号(2)数字基带传输 如果系统使用的信道是可以直接传输数字脉冲信号的数字信道，则不需调制就可直接传送基带信号，这时称为数字基带传输。,22,(3)基带传输系统的基本结构,23,（4）传输码型的选择 码型中低频、高频分量要尽量少 码型中没有直流分量 码型中应包含定时信息，以便于定时提取 码型具有一定的检错能力 码型变换设备简单、易于实现,24,四.数字调制与解调,定义：用基带信号控制高频载波，把基带数字信号变换为频带数字信号的过程称为数字调制：反之，把频带数字信号还原成基带数字信号的反变换则称为数字解调 最基本的数字调制技术幅移键控ASK(Amplitude Shift Keying)、频移键控FSK(Frequency Shift Keying)相移键控PSK(Phase Shift Keying),25,1.数字调幅 1）定义：以基带数字信号控制载波的幅度称为数字调幅（即幅移键控）ASK 2）数字调幅的原理框图,26,3）二进制数字调幅（2ASK）信号的生成,27,4）2ASK调幅波的波形,28,2.数字调频 1）定义：用基带信号控制载波频率，即用2个不同频率的载波信号分别代表基带信号中的“0”和“1”，称为数字调频或频移键控FSK。2）根据前后比特相应的载波相位是否连续，可将数字调频分为相位不连续的频移键控和相位连续的频移键控。3）最基本的二进制频移键控（2FSK）是一种相位不连续的频移键控。,29,4）2FSK调制器的工作原理,30,3.数字调相 1）定义：以基带信号控制载波相位，使之作不连续的有限取值的变化，称为数字调相即相移键控PSK 在中高速的数据传送中，PSK被广泛采用 2）2PSK：用相位选择法产生二相调相信号,31,相对调相（图c）：利用载波信号相位的相对变化来表示数字信号的“1”和“0”,3）相对调相法2DPSK,“1”码：载波相位改变“0”码：载波相位不变,差分频移键控,2PSK：图（b）,32,五.同步技术 定义：同步就是使系统的收发两端在时间上保持步调一致 同步系统的主要指标 同步误差小相位抖动小重复建立时间短保持时间长,33,1.载波同步 1）定义：在采用相干解调的系统中，接收端必须拥有一个与发送载波同频同相的相干载波，这就是载波同步 2）接收端恢复相干载波的方法直接提取法（自同步法）插入导频法（外同步法）,34,2.位同步 1）定义：在接收端产生接收码元重复频率和相位一致的定时脉冲序列的过程，称位同步，也称码元同步。2）实现位同步的方法 直接法（自同步法）导频法（外同步法）,35,3.帧同步 数字信息：字句帧群 1）帧同步问题实质上是对帧同步标志（码组）进行检测的问题 2）帧同步系统提出的基本要求 帧同步的引入时间要短 同步系统的工作要稳定可靠在一定的同步引入时间要求下，同步码组的长度应最短,36,4.网同步 1）网同步的概念：在网内建立一个统一的时钟标准，使各站、各设备都具有共同的时钟信号 2）实现网同步的方法 全网同步系统 准同步系统,37,15.3 光纤通信,一.光纤通信系统的基本组成 1.光纤通信使用的信息载体是一种具有稳定偏振态的相干光，波长0.81.7 m 2.光的波长范围处于近红外区,38,3.强度调制直接检测系统IM-DD 发送光端机光缆接收光端机,39,4.光纤通信的特点 1）传输频带宽，通信容量大 2）损耗低,无中继距离长(100km以上)3）不受电磁干扰 4）设备相对简单 5）保密性能好 6）光缆尺寸小、重量轻，便于敷设，而且制作光纤纤芯的原料SiO2异常丰富,40,二.光纤光缆 1.光纤的结构与分类1）光纤的外部结构：纤芯(n1)、包层(n2)、涂层、塑料护套。n1n2，相对折射率差,41,2）光纤的分类根据纤芯n1 不同 阶跃光纤 渐变光纤,光纤中传输光波模式的不同 单模光纤 多模光纤,42,2.光缆,1）为了满足工程需要，通常将若干根光纤与强度构件一起组合成光缆。2）电力特殊光缆 1 地线复合光缆OPGW 2 全介质自承式光缆ADSS 3 金属铠装自承式光缆MASS 4 地线缠绕式光缆GWWOP,43,光纤、光缆,44,3.光波在光纤中的传播1）注入纤芯的光波，在满足一定条件时，将在纤芯和包层的交界面反复产生全反射。,45,2）光波在纤芯内的全反射条件为：,NA称为光纤的数值孔径,46,4.光纤的传输特性 1）损耗特性：主要限制无中继距离。表示方法：衰减系数 A,产生原因：吸收损耗 散射损耗,47,三个低损耗窗口：0.85 m，1.31 m，1.55 m 1.55m 损耗为:0.2dB/km,48,2）色散特性 色散:光信号中含有多个不同频率或不同模式的成分。信号在光纤中传输时，其不同成份将因群速（即等效折算到光纤轴向的速度）不同而需要不同的传输时间，导致组成光信号的各个成份到达光纤终端（接收端）的时间有先有后，使接收波形产生畸变。后果:影响速率、通信容量，造成误码。,49,3）偏振特性 单模光纤特有的一种特性 纤芯的椭圆变形，或光纤受到非对称外应力而产生弹性变形时，单模传输中二个正交的基模分量将具有不等的相位常数。这种现象叫做光纤的双折射。双折射会导致偏振色散，还会使输出偏振态不稳定。,50,三.光源和光发射机,1.光源 1）半导体激光器LD 半导体激光器即激光二极管,LD的主要工作特性:a.P-I特性:,b.温度特性和老化特性:温度升高，特性曲线右移,51,c 光谱特性,52,2）发光二极管LED 主要工作特性 a P-I特性：无光学谐振腔，无电流阀值。,53,b 调制特性 调制频率受到较大的限制，只能在300MHz以下。c 温度特性 LED无阈值，温度特性较好，一般不需加温控。d 与光纤的耦合效率较低。,54,3）光源的数字调制 光源的调制，是指将基带电信号加载到光波上去,55,LD的数字调制原理 LD的驱动电路上加一个正向偏置电流Ib,Ib稍小于Ith,，正向偏置电流Ib 的作用:缩短光电响应时间平衡数字图形对功率的影响,56,2.光发射机 1）光发射机基本原理 光发射机的作用是把电端机送来的电信号转变为相应的光信号，送入光纤线路。,57,2）对光发射机的性能要求 a 输出光功率合适。b 消光比小,c 调制特性好。,58,四.光检测器和光接收机,1.光检测器 光检测：光电转换器件，以PN结的光电效应为基础制作 的。1）PIN光电二极管 结构：在高掺杂的P型半导体和N型半导体间，生长一层低掺杂的N型半导体，构成P+/I/N+三层结构，PN结区宽,提高接收灵敏度。PIN管的性能 指标 a 截止波长c：波长小于c的光波才能为PIN管所接收。,59,b 光电转换效率 量子效率,响应度R,60,c 响应速度 响应速度表示器件对高速调制光信号的反应能力。常用脉冲上升时间及下降时间来描述。,d 暗电流 正常工作时PIN上施加反向偏压，故总存在一定的反向漏电流，这就是所谓的暗电流。,61,2）APD雪崩光电二极管结构：与PIN的内部结构有所不同，在外加高反压的条件下，APD内部将产生剧烈的碰撞电离过程，引起雪崩，从而使光生电流得到放大 APD的性能参数除与PIN类似的几项外，还有 a 倍增因子G G=IM/IF b 温度特性 雪崩二极管在工作中必须采取温度补偿措施,62,2.光接收机 1）光接收机基本原理 以强度调制直接检测(IM-DD)系统为例。,63,2）光接收机的主要性能指标 a 接收灵敏度 在满足给定误码率指标的条件下，接收机能接收的最低平均光功率。b 动态范围 在满足给定误码率指标的条件下，接收机的最大允许输入光功率（dB值）与最低输入光功率（即灵敏度，dB值）之差。c 抖动 数字信号的各有效瞬间对于标准时间位置的偏差，相当于进行了数字信号的相位调制。,64,五.光纤通信新技术 1）波分复用WDM 实现方法：将两种或多种不同波长的光载波信号（携带各自的信息），在发送端由复用器（亦称合波器，multiplexer）汇集到一起，并耦合到光线路的同一根光纤中进行传输；在接收端经分波器（亦称解复用器、或去复用器，demultiplexer）将不同波长的光载波进行分离，然后由光接收机作相应的进一步处理，恢复原信号。,2）全光通信,65,（2）全光通信 实现方法：所谓全光通信，就是除了信源和信宿外，系统的全部功能都由光装置和光链路完成，彻底甩掉“电瓶颈”，即信源发出的信号直接对光源信号进行调制，信宿方的解调也直接以光信号的形式实现；网络中的交换采用光交换；线路中继用光放大器完成，等等,66,15.4 微波中继通信,微波：指频率在300MHz300GHz范围内的电磁波。数字微波中继通信 利用微波（射频）携带数字信息，通过空间传播，每隔一定距离进行中继的接力式通信方式。特点：跨越江河湖泊方便，容量大、成本低，为迄今电力系统主要通信方式。,67,一.微波及其传播特性（1）定义 微波是分米波和厘米波的总称，其频率在300MHz300GHz范围内(用于电力系统通信的频率实际为2G12GHz)，是一种平面电磁波。“视距传输”，无中继距离为30km50km。（2）传播距离,68,（3）为减小传播损耗,一般采用有向天 线,（4）总传播损耗A=32.44+Gt+Gr+20lgd+20lgf,（5）附加损耗 雨衰 多径衰落,69,二.微波信道及系统组成 1.微波中继信道 一条数字微波中继信道由终端站、中间站、再生中继站及电波空间构成，站距一般为50km左右。,70,2.微波通信系统组成(单向),71,3.数字微波通信的特点 1）信道建设成本低廉 2）抗干扰能力强、线路噪声不累积 3）保密性强 4）便于组成综合业务数字网ISDN,时分复用设备:完成信源编码和信道编码,72,三.微波通信设备数字微波通信设备分为直接调制式和变频式两种。中小容量的数字微波（480路以下）设备可用直接调制式。中大容量的数字微波设备大多采用变频式。,73,1.发信设备 1）典型的变频式发信机,74,2）最主要的性能指标 a 工作频段：我国一般用2G12G。b 输出功率：几十mW1W。c 频率稳定度：,75,2.收信设备 1）数字微波的收信设备和解调设备组成了收信系统。2）目前收信设备都采用外差式收信方案。,76,3）主要性能指标（除工作频段、频率稳定度外），还有：a 接收门限及收信机的最大增益 b 动态范围 c 选择性 d 通频带,77,3.天线与馈线 1）微波天线 在实际的通信系统中，常使用有向天线。常用天线的基本形式有：喇叭天线、抛物面天线、嗽叭抛物面天线、潜望镜天线。天线的方向特性用“天线增益”表示。天线增益是指该有向天线在其发射方向上每单位立体角的发射功率与无向天线在单位立体角发射功率之比。,78,所谓天线防卫度，是指天线在最大辐射方向上，对来自其他方向的干扰电波的衰耗能力 对微波天线总的要求 a 方向性好 b 增益高 c 与馈线匹配良好 d 波道间寄生耦合小 e 机械强度高，防锈蚀 f 抗风、防冰雪,79,2）馈线 微波通信系统中的馈线有同轴电缆和波导两种型式。一般在分米波波段（2GHz），采用同轴电缆馈线。在厘米波波段（4GHz以上频段），因同轴电缆损耗较大，故采用波导馈线。,80,四.中继方式中继转接方式有三种：基带转接(再生转接)：质量最好。中频转接:只将微波信号混频至中频(70MHz140MHz)。微波转接:只放大信号再发射，简单，效果差。,81,2）中频转接 中频转接只将接收的微波信号混频（下变频）变换至中频，由中放提供足够的增益，再送至发送设备的上变频器，变换为微波频率，经功率放大后发射出去。3）微波转接 仅将接收到的微波信号加以放大，直接将其频谱搬移到另一个射频上，经另一方向的天线发射出去。,1）基带转接在这种方式中，是在解调恢复基带信号后，再进行转接，所以也称为再生转接。,82,83,五.射频频率配置原则,减小波道间或其他路由间的相互干扰，提高微波射频频带的利用率。1.频率配置的基本原则 1）在一个中间站，同一个波道的收信和发信必须使用不同频率，而且有足够大的间隔。2）多波道同时工作时，相邻波道频率之间必须有足够的间隔。3）整个频谱安排必须紧凑.。4）频率配置方案应有利于天线共用.。5）对于外差式收信机，不应产生镜象干扰。,84,2.二频制 1）对每一个波道而言，两个方向的发信使用同一个载频，而两个方向的收信使用另一个相同的载频。2）对同一波道而言，发信频率和收信频率逐站更换使用。,85,六.抗衰落技术,衰落的大小与气候条件、站距的长短有关。1.空间分集 空间分集分为空间分集发信和空间分集接收两种系统,通常使用空间分集接收方式。2.频率分集 利用两个或两个以上具有一定频率间隔的微波频率同时发送和接收同一信息，然后进行合成或选择，以减轻衰落影响，这种工作方式叫做频率分集。,86,3.自适应均衡技术 1）频域自适应均衡器 这种均衡器是一个谐振频率f r和回路Q值可变的中频谐振电路。2）时域自适应均衡器 时域自适应均衡器的方案很多，常使用加在基带电路中的横向滤波器式均衡器。,87,15.5 电力线载波通信,电力系统特有的通信方式以电力线为信道，以变电站、发电厂为终端，特别适合于电力调度通信的需要。投资少、施工期短、设备简单、通信安全、实时性好，传输距离远。适合传送调度、远动及保护信号，如切机、切负荷等。缺点：频带窄（4kHz）、路数少、速度低。,88,一.载波通信一般原理,1.频分多路复用（FDM）定义：运用频谱搬移(变频)技术，在发送端将多路信号的频谱搬移到互不重叠的频段上，从而构成一个群频信号，经信道发送出去。接收端只需使用不同频率的滤波器，即可方便地从群频信号中将各路信号分离出来，最终实现多路通信。,多路通信复用方式,频分多路复用FDM时分多路复用TDM 码分多路复用CDM,89,90,2.变频的基本原理 1）调制原理 信号频谱的搬移是利用半导体二极管、三极管等非线性元件对信号进行变频调制的结果。以二极管为例，二极管伏安特性的数学表达式：,91,工程分析时，一般只取前三项,将两个不同频率的正弦信号,同时加到二极管D上时，二极管端电压为：,92,二极管输出电流为,利用三角函数公式展开即得,93,94,2）单边传输方式SSB双边带传输DSB(Double Sideband)：将上下边带和载频分量全部传往接收端。单边带传输SSB(Single Sideband)：只传输一个边带（上边带或下边带）。SSB方式的优点：a 占用信道频带窄。b 节省输出功率，充分利用设备功率容量。c 外来干扰减小。,95,二.电力线载波通信组成,电力线载波通信系统结构：相地耦合方式。工作原理：,96,3.电力线载波通道1)电力线载波通道，即电力线载波信息的传输通道，也称为高频通道。2)载波通道的组成 高频电缆。耦合电容器C：高压电容，隔离工频信号。高频阻波器T：LC并联谐振电路。结合滤波器F：与C组成“带通滤波器”作用。阻抗匹配减小损耗,97,3）通道的特性 a 通道衰耗 b 通道衰耗的波动值 c 带内杂音 d 特性阻抗,电力线路。,98,4.增音与转接 1）电力线载波通信的增音当通信双方的距离较远，致使信号衰耗超过允许的衰耗值时，则必须采用增音的办法，进行“中继放大”。,两种增音方式,直接放大式增音频率变换式增音,99,2）电力线载波通信的转接为了使调度所能与调度范围内的所有发电厂、变电所取得联系，采集所有厂、站的远动信息，发出相关的调度命令，在载波通信网中，必须进行电路的转接。,转接方式,100,5.电力线载波通信的特点 1）独特的耦合设备。2）线路频谱安排的特殊性。我国电力线载波通信使用的频率范围为（40500）kHz，分为115个话带，每个话带4 kHz，由各地载波频谱分配主管部门根据频谱资源利用情况统一安排。3）以单路载波为主。4）线路存在强大的电磁干扰。,101,三.电力线载波机 1.电力线载波机的构成（APLC）,102,1）呼叫系统和自动交换系统 2）音频汇接电路 音频信号远动信号远方保护信号,103,2.主要技术性能 1）传输信号电平 指在设备的零测试电平点（音频二线端）送入800Hz、0dBm的测试信号、全机正常工作的情况下，在机器各个部件输入端或输出端测得的功率电平值 2）通路串音 在载波通路内，当某一个通路传输信号时，会对其它通路产生干扰；它本身也会受到其它通路信号的干扰。这种现象称为串音,104,3）振铃边际 振铃边际指收铃器能动作的最高/最低电平与正常电平的差值 电力载波规定通路振铃边际为8.7dB 4）乱真输出 乱真输出是指电力线载波机发送端在标称载波频带以外的频率处（即无用频率）的功率发射值 包括谐波、寄生信号和交调产物,105,四.数字式电力线载波机 1.对数字式电力线载波机的要求:1）提供现有APLC的各种业务（调度电话、远动、远方保护）及新增数据通信业务。2）通路容量应比APLC至少大三倍以上。3）占用与单路APLC相同的带宽，且不改变载波通信网原有的频谱分配。4）在线路侧与APLC兼容。5）具有良好的可扩充性能。6）投资少、功能强、性能价格比高。,106,2.二种技术方案 1）部分数字化方案 2）全面数字化方案,A.C.E 32载波机DPLC结构,107,15.6 电力系统远动及规约,一.电力系统远动的基本概念 1.定义：调度控制中心对分布于不同地点的发电厂、变电站等进行监视和控制，这就是电力系统远动，或称为远程监控。2.任务：将表征电力系统运行状态和各厂、站设备的实时信息采集到调度中心；把调度中心的命令发往相关厂、站，完成对电力设备的控制和调度。,108,5.五遥:遥测、遥信、遥控、遥调、遥视。,3.RTU(Remote Terminal Unit):远方监控终端,是远离调度端对发电厂或变电所现场信息实现检测和控制的装置。,4.远动系统:由厂站端远动装置RTU和调度端远动装置通过适当的通信系统相联系，相互传递有关数据和命令。,6.技术要求：可靠、准确、及时。,109,二.远动系统的工作模式,1.远动系统的结构：由厂站端远动装置RTU（从站或子站）、调度端远动装置（主站）和通信系统组成。远动系统由一个调度中心和多个远方终端所组成。2.工作模式：远动信息在主站从站间的传输方式。1）循环传输模式 从站将所有远动信息按规定格式构成远动数据帧，周期性地主动向主站反复发送，周而复始。只需单向通道。,110,2）自发传输模式 当从站发生事件（例如遥测越限、遥信变位等）时，从站才向主站发送信息；若无事件发生，则不传送。实时性好，需双向通道。3）问答（轮询）传输模式 主站询问某从站有无信息要发送。若有，则该从站发出远动信息，主站接收后继续询问下一个从站；若无，则主站直接询问下一从站，如此反复循环。需双向通道。,111,三.电力系统远动规约,1.规约：是一组规则和约定，也就是我们常说的协议。电力系统远动规约，对远动系统中各种远动信息的组织办法（信息结构）、各种上行（从站发往主站）、下行（主站发往从站）信息的优先级顺序及主从站间的传送规则均做出了明确的规定，以保证所有信息的正确传输和整个系统的可靠运行。我国主要执行循环式远动规约（CDT）,112,2.CDT规约的主要内容：1）优先级和传输时间 a 上行信息,优先级顺序依次为:对时的从站时钟返回信息，插入传送遥信变位，插入传送，1s内送到主站遥控遥调命令的反校信息，插入传送重要遥测在A帧传送，循环时间3s次要遥测在B帧传送，循环时间6s一般遥测在C帧传送，循环时间20s,113,遥信状态信息、从站状态信息在D1帧定时传送电能计量在D2帧定时传送，循环时间为几分钟至几十分钟事件顺序记录在E帧，以帧插入方式传送 b.下行信息，按优先级顺序依次为:召唤从站时钟，设置从站时钟遥控选择、执行、撤销命令遥调选择、执行、撤销命令广播命令复归命令,114,2）帧结构 远动信息用一组数据表示，称为一个运动字；若干个 字组成一帧，是传输的基本单位。,a 同步字 同步字固定为3组EB90H即3组1110101110010000B共6个字节，每字节八位,115,b 控制字 对本帧信息的说明，共6个字节。,c 远动字：亦由6个字节组成 功能码：远动数据的类型。,116,d 远动数据的结构 随信息类型不同而不同,117,e.帧类别：指定本帧的类型。,118,3）发码规则 向通道发码时低字节先送，高字节后送。同一字节内低位先送，高位后送。下行信道无命令发送时，连续发送同步信号。,119,15.7 电力通信网络技术,一.混合通信网络 电力通信网络可分为主干网和本地网两种类型。主干网连接国家电力调度中心和各网、省电力公司及特别重要的发电厂站的骨干通信网络。承担长途通信的任务，目前主要以光纤和微波为传输链路。带宽大、速率高、误码率低、传输可靠、组态灵活、路由迂回能力强。,120,局限于较小范围的通信网络，包括城域网和厂站通信系统等，以微波和载波为主。对于本地通信网络的性能要求:可靠性 稳定性 实时性 灵活性易维护性 调度自动化的功能主要由本地网实现。,本地网,121,1.配电网自动化的通信方式：配电网自动化三个基本的功能要求:安全监视控制 保护 配电网自动化的通信网络结构:数据通信系统数据终端设备DTE：SCADA，RTU，FTU，区域工作站，操表终端等。数据传输设备DCE：调制解调器，复接分接器,数传电台，载波机，光端机等。数据传输信道。,122,1）现场总线 a 现场总线：连接智能现场设备和自动化系统的数字式双向传输、多分支结构的通信总线。相比局域网(LAN)技术,更能适应配电网的强电磁干扰环境。适合于用来满足FTU和附近区域工作站间的通信，以及变电站内自动化智能模块之间的通信。b 现场总线的特点：数字化的双向数据传输。智能化程度高，具有检错和纠错手段。拓扑结构灵活。开放式系统，可根据需要将不同厂商的设备互换互连，以及共享数据库。,123,2）无线扩频通信 a 无线扩频通信:将待传输的数字信息的带宽进行扩展，使在给定信噪比的条件下，获得更低的传输误码率，以大大增强系统的抗干抗能力。b 采用“直扩”（直接序列扩频）或“跳频”二种方式扩展待传输数字信息的带宽。c 无线扩频通信的特点 抗干扰能力强 隐蔽性强、对外干扰小 易于实现码分多址 抗多径干扰,124,125,2.配电网自动化混合通信系统：1）为了用比较经济的方式全面满足配电网自动化的要求，通常需要根据配电网的具体情况，在不同层次上采用不同的通信方式，构成混合通信系统。2）混合系统的优点在于能够为每一条信道提供最合适的通信方式。,d 适用范围:10kV开闭所、小区变或用于集结分散测控对象的区域工作站对配电自动化SCADA控制中心间的数据通信。,126,127,二.电力通信网络管理系统 1.功能与作用充分利用通信网资源降低运行维护费用 减轻网络管理人员的工作量 为电力系统自动化提供优质的通信服务 2.特点 兼容性、开放性、多层次管理功能强大 安全可靠性 友好的人机界面,128,3.网络管理系统TMN 的功能结构,129,4.TMN 的管理功能 性能管理 负责对通信设备和网络单元的有效性能进行评价 故障管理 对设备和网络的故障进行检测、隔离和校正 配置管理 负责系统设备和网络状态管理、系统运行配置、系统升级扩容等；安全管理 利用各种安全措施，保证网络的安全运行 帐目管理 旨在确定网络服务使用情况，并计算服务费用,130,三.电力通信网络安全 1.电力通信网络的安全 1）网络结构健壮，具备较强的抗故障能力 2）重要通信节点的双通道备用方式 3）防止外力破坏 4）强大的网络管理和系统的自诊断能力 5）建立强有力的技术支持系统 6）电力调度自动化所用通信系统与信息网络通信系统必须在物理上有效隔离,131,2.信息系统的安全 1）网络安全系统的组成 安全监控中心 操作系统安全检测子系统 网络安全检测子系统 网络实时子系统 监测反病毒子系统与防火墙用户论证及口令管理子系统 系统备份及恢复子系统 数据备份与恢复子系统应用系统的安全管理子系统,132,2）安全保障措施 制定有效的网络安全政策 采取全面的安全技术措施 防火墙技术；认证加密技术；防病毒技术；入侵检测技术；漏洞扫描技术 网络安全管理规章制度的建立 建立值班维护管理、机房安全制度、系统应急措施、系统和数据备份管理、系统恢复办法、网络外延管理、网络客户管理等规章制度,