EPON电力通信解决方案

2023-11-13 02:19:37 15

项目背景

本项目主要针对于市县用电信息采集系统的建设,实现市县各类电力用户的用电信息实时采集、处理和实时监控。对于用电信息采集智能化具有重要意义。

1.用电是电网运行的最终落脚点,用电信息智能化是未来智能电网建设的重点之一;

2.用户用电信息采集系统包括对配电变压器和终端用户的用电数据的采集和分析,实现用电监控、推行阶梯定价、负荷管理、线损分析,最终达到自动抄表、错峰用电、用电检查(防窃电)、负荷预测和节约用电成本等目的;

3.为今后用户互动打下基础,智能电表记录了家中实时用电情况,今后居民可以通过网络查询前一天或近期日用电量明细。指导居民更合理地使用电器设备,达到节能降耗的目的;

4.日常维护和异常情况诊断分析;

5.通过用电采集系统实现自动抄表,提高抄表准确率,减少对客户的打扰,还能及时发现电表异常,避免因计量故障引起的电费损失和纠纷。


设计原则

用户用电信息采集系统在选择通信方式的时候要考虑当前先进的通信技术,同时结合电力网络结构、终端的数量和分布等特点,综合考虑技术性能和资金投入得出最优的通信技术解决方案

1.技术先进:采用IP化、光纤化的通信接入方案。

2.可靠性高:设备符合工业级标准,在恶劣环境下能可靠地工作,并且对于重要信息点须实施链路冗余保护。

3.安全性高:配电自动化通信和用电信息采集应采用独立的通道上传

4.投资经济:优化方案,做到全覆盖,低成本,简化通信线缆的施工。实际操作中,在老旧小区应该尽可能利用原有光缆和电缆管道,避免重新开掘,节省施工成本

5.组网规范:通信组网方式应该尽可能遵循原有配电,用电线缆的网络结构,总体规划各设备的摆放位置,充分利用网络资源和效率。

6.扩展性强:具备高度适应性和扩展性。


采用技术方向

EPON作为一种全IP,点到多点的光纤接入网方式,非常适合于电力信息


采集通信系统,原因有如下几点:

1.EPON是高效的光纤接入技术;

2.EPON具有单纤双向,高速双向带宽,可提供丰富的业务接入,PTMP简化网络层次,便于维护等特点;

3.当前EPON设备已经大规模铺设,成本也极具优势;

4.配电网中已经使用了EPON的接入方案,在用电信息采集中沿用EPON技术可以做到技术公用、经验共享、网络共同管理;

5.采用EPON方式可以替代电力通信系统当前租用的大量其他通信运营商的多种通信方式:GPRS,CDMA,230Mhz,PSTN(DSL);

6.用电信息采集系统属于电网的末端,具有节点多、用户多、分部不均匀、线路状况复杂等特点,采用EPON的通信方式,可以实现星型、F型、一字型等多种组网方式,灵活方便的满足电力系统用电信息采集接入需求,符合各种应用模型。


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从网络通信架构来看,可以有2种方式来构建用电采集通信网络:

一、全EPON网络

    OLT下沉放置于配电节点(环网柜、分支箱、柱上开关、开闭所); 

    ONU覆盖专变、工变、用户小区单元;

二、EPON+工业以太网交换机

    OLT下沉放置于配电节点(环网柜、分支箱、柱上开关、开闭所); 

    ONU覆盖专变、工变、工业交换机环网主站;工业以太网交换机放置于用户小区单元节点组成光纤以太网环网。

全EPON解决方案系统图.jpg

EPON+工业以太网交换机解决方案系统图

EPON+工业以太网交换机解决方案图.jpg

方案特点:

    采用EPON+工业以太网交换机两种技术组合实现用电信息采集通信回程网络;

    ONU需要覆盖变台、以太网环网的主节点。光纤以太网交换机覆盖到


每个单元,采集点;

    小区内的每个采样点都用工业以太网交换机构成环网来覆盖。

电信息采集EPON系统的抄表方式

1、485直连ONU方式

    当前的EPON ONU已经可以提供多路(一般为4路)RS485接口,RS485按照总线连接的方式可以提供高可靠性的传输,一组485总线上在300m距离内可以串32块电表,可以满足普通单元楼宇内部的抄表通信。在小区单元楼内部,如果具备拉485线条件的,优先采用这样的连接方式。

电信息采集EPON系统的抄表方式.jpg

2、电力载波抄表

    当小区内部不具备拉485线条件时,需要在电表附近安装采集器,采集器采用电力线载波方式实现采集器到抄表集中器的连接。电力线载波方式利用专用芯片对用电数据进行调制解调, 通过电力线进行通讯以实现集中抄表。抄表集中器可以和EPON ONU的FE接口进行连接。

电信息采集EPON系统的抄表方式2.jpg


OLT设备类型

4路以内,用小型4PON口

8路以内,用小型8PON口

8-64路以内,机架式32-64PON口

OLT设备接口

1、OLT的上联接口

    OLT的网络侧支持GE接口上联,GE接口类型应为光电可选(电口时100/1000M自适应)。GE接口可以是1000BASE-LX、1000BASE-SX、1000BASE-CX和1000BASE-T接口中的一种或多种,各种接口类型均应符合IEEE 802.3-2005的规定。

    OLT设备上联采用光纤GE以太网上联,上联接口和110kv变电站的收敛L3交换机连接;上联的光接口需要可以配置为1+1链路保护 (倒换时间建议为50ms之内)。

2、用户侧接口

    设备支持EPON接入,机架式设备最大PON口数不小于40个,PON光模块支持1000Base-PX20光模块,并符合我国通信行业标准YD/T 1475-2006《接入网技术要求——基于以太网方式的无源光网络(EPON)》的规定。

3、管理接口

    支持以下管理接口:

 — 本地维护管理的接口(Console口);

 — 远程集中维护管理的带外接口(100BASE-T);

 — 远程集中维护管理的网络侧带内接口。

1、ONU设备接口

    如需要PON保护功能,可选择1+1双PON口设备,如无需PON保护功能,使用单PON口的设备;

    PON光模块采用1000Base-PX20光模块,并符合我国通信行业标准《接入网技术要求——基于以太网方式的无源光网络(EPON)》的规定;

2、业务接口类型: 

    以太网接口:4路FE接口;

    RS485接口:4路RS485接口。

3、管理接口: 

    除了PON的OAM带内管理之外,设备支持本地维护管理接口(Console口)。



系统网管

    EPON系统的操作维护管理功能应支持对OLT和ONU的配置、故障、性能、安全等管理功能。OLT的操作管理和维护功能主要通过EPON网元管理系统(EMS,即设备网管)进行。ONU的操作管理和维护功能有两种实现方式:本地管理,远程管理。

    本地管理一般是指维护人员利用PC机通过本地网管接口(专用的Console口、UNI FE接口、串口等)对ONU进行本地的配置、故障、性能和安全管理。远程管理则是由系统管理员通过EMS系统实现对ONU的远程管理,内容也包括配置、故障、性能、安全等方面。

    OLT作为网管系统的代理,通过IEEE802.3规定的以太网OAM方式对ONU进行远程管理。 


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