[實用新型]輸電線路通信系統

有效

• 申請號: 201920669171.1
• 申請日: 2019-05-10
• 公開（公告）號: CN209472625U
• 公開（公告）日: 2019-10-08
• 發明（設計）人: 邵沖;馬澤君
• 申請（專利權）人: 中國電力工程顧問集團華東電力設計院有限公司
• 主分類號: H04J3/16
• 分類號: H04J3/16;H04L29/08;G08C23/06
• 代理公司: 上海一平知識產權代理有限公司 31266
• 代理人: 李夫玲;徐迅

本實用新型涉及智能電網領域，公開了一種輸電線路通信系統。本實用新型中，針對超長距離輸電線路，提出了一種基于SDH/MSTP光傳輸、光纖以太網、5.8G無線專網等多種技術混合的組合通信系統，實現監測數據分段分層匯聚、集中上傳、分省管理。改變單一的鏈狀網絡結構，優化為樹形網絡結構，增強網絡傳輸的健壯性，提高監測節點的可用傳輸帶寬。減少了塔上中繼通信設備、站內接入通信設備、安全認證設備數量，減少了工程投資。

技術領域

本實用新型涉及智能電網領域，特別一種涉及超長距離高壓輸電線路通信技術。

背景技術

輸電線路狀態監測系統是智能電網建設的重要組成部分，是實現運行狀態化、信息標準化和應用網絡化的重要手段。可靠高效的通信網絡是該系統運行的重要基礎。

經過國內若干年輸電線路狀態監測系統的建設，已經形成了幾種較為成熟的數據通信方案，主要有：無線公網、光纖以太網+5.8G無線專網、EPON+5.8G無線專網等。

無線公網方式是通過安裝GPRS/3G/4G模塊，借助三大通信運營商的公共無線網絡進行通信，直接將數據傳輸至系統主站。由于工程中輸電線路走廊常位于人口稀少地帶，甚至部分為無人區，地形條件上山地丘陵也較多，部分節點公網網絡信號質量較差，無法達到全覆蓋。即使在公網覆蓋地區，網絡帶寬為蜂窩小區內共享，可用帶寬不穩定，嚴重影響系統整體的運行效果和用戶體驗。

光纖以太網+5.8G無線專網：光纖以太網可解決具備光纖接入條件節點的數據傳輸問題，單跳傳輸距離可達80km。同時結合5.8G無線專網，解決“最后一公里”，即不具備光纖接入條件節點的數據接入問題。在常規的交流輸電線路中，該方式較為常用。然而，由于塔上通信裝置串聯成鏈狀網絡，隨著節點數量的增加，可靠性、可用性(平均帶寬)均大幅降低。因此，“光纖以太網+5.8G無線專網”方式受限于塔上通信裝置數量，間接受限于輸電線路的長度。

EPON+5.8G無線專網：主干通信鏈路采用EPON(以太網無源光網絡)，配合5.8G無線專網解決“最后一公里”全覆蓋。EPON系統的覆蓋半徑為20km，可支持最大光分路比1:64，較適用于短距離線路，并且監測裝置分布密集的場景。

根據500kV以上高壓輸電線路長度以及輸電線路呈鏈狀的特點，同時考慮公網信號覆蓋不全及傳輸帶寬受限的問題，目前較為常用的方式為：光纖以太網+5.8G無線專網。圖1是現有技術中一種“光纖以太網+5.8G無線專網”的通信裝置示意圖。如圖1所示，“光纖以太網+5.8G無線專網”方式的通信裝置，主要由架設在線路桿塔上的OPGW光纜、布置于桿塔上的光纖以太網交換機、5.8G無線專網設備以及布置在變電站內的光纖以太網交換機、安全認證裝置等組成。

但是，現有輸電線路狀態監測系統普遍應用的專網通信方案，即，“光纖以太網+5.8G無線專網”的缺點主要表現為：

(1)區段內所有監測節點串聯成鏈狀的網絡結構，隨著節點數量的增加，安全可靠性會降低，當其中單個節點故障時，將中斷鏈路中其它部分節點的數據傳輸；

(2)鏈狀網絡結構使得數據向一端聚集，隨著節點數量的增加，每個節點平均可用帶寬大幅降低，節點數量越多，可用帶寬越小；

(3)由于監測節點分布的不規則性，且光纖以太網交換機光接口的傳輸受限距離為80km，需要額外增加塔上光中繼設備，從而增加工程投資；

(4)由于部分區域地理邊界特殊，同一省的線路物理上不是連續的，導致兩種結果：1)不同省的監測節點通信設備具有關聯性，存在相互影響，不利于各省線路的后期運行維護；2)監測數據在同一個省內多點落地，增加網絡后端的復雜性和站內設備投資。

對于數千公里超長距離的直流輸電線路，需要將沿線桿塔上所布置的狀態監測裝置采集的監測數據傳輸至各省的輸變電狀態監測系統主站，依靠以往單一的某種通信方式或多種通信方式組合，無法滿足網絡全覆蓋、可靠性、傳輸容量、工程投資等各方面的要求和限制。