江北供电局通信及自动化部分.doc

3.1 整体建设方案3。1.1 整体方案智能用电小区建设整体方案集成了用电信息采集、低压配电自动化、电动汽车充电桩管理、95598社区智能用电服务互动平台、小区智能家居、小区物业管理、光伏发电等系统，通过通信网络连接，实现智能用电功能集中展示及电力公司和客户之间的双向互动。采用PFTTH(光纤复合缆）技术和EPON无源光网络通信技术实现电力光纤到户，构建覆盖小区的通信网络;建设用电信息采集、小区配电自动化、电动汽车充电桩管理、智能家居、光伏发电系统等功能模块,实现了小区各种信息的采集、分析、处理、控制，实现小区相关子系统的信息综合利用,与小区物业管理子系统和智能用电小区95598网上互动业务实现集成。通过小区物业展示大厅的电子公告屏，实现了对智能用电小区系统的综合展示;通过样板间的电视屏和智能交互终端，实现了对智能家居和光伏发电的综合展示。技术特点：a 用电信息采集试点了EPON技术和宽带PLC技术；b 低压配电自动化实现了从10kV高压至380V低压的运行监视,并结合用电信息采集的数据，实现了低压故障的精确定位；c 电动汽车充电桩管理实现对充电桩按时段错峰填谷和按配变负载调控的能效管理功能；d 光伏发电实现了并网接入和监控，并具备倒送电保护等安全防护功能；e 智能家居实现了与客户的交互功能，展示了未来家居的新型用电体验;f 使用PFTTH、EPON等通信技术，实现电力光纤到户，服务三网融合。3。1。2 系统功能1）实现功能表表3-1实现功能列表序号功能名称具体功能导则要求是否满足1用电信息采集采用光纤复合电缆和EPON技术，实现光纤到户到表，实时获取用电信息；通过宽带集中器、采集器、智能电能表,实现用电信息采集基本配置满足2小区配电自动化具备配电SCADA、馈线自动化、与相关应用系统互连等功能。实现对小区低压配电房配电网的运行监视和控制,以及对居住区供用电状况的监控和故障迅速响应基本配置高级配置满足3电动汽车充电桩管理通过充电桩计量、控制装置，统计分析用户充电要求,调配客户充电时段和充电容量，实现电动汽车有序充电和能效管理基本配置满足4智能用电服务互动平台建设95598互动平台,实现智能小区信息展示业务、智能小区用户互动业务、智能家电管理业务、小区故障快速定位基本配置高级配置满足5自助缴费终端在小区物业安装自助缴费终端设备,方便小区客户缴纳电费、信息查询基本配置高级配置满足6智能家居通过智能交互终端、智能插座实现对家用电器设备信息采集、监测、分析及控制，实现家电联动基本配置满足7光伏发电满足分布式能源接入,使用和控制基本配置高级配置未接入多种分布式能源8三网融合采用光纤复合电缆和EPON技术，实现光纤到户，服务三网融合基本配置高级配置满足9水、气表集抄水务、天然气公司将数据发送到物业管理系统，物业管理系统将数据下发至智能交互终端，通过智能交互终端可查询水、气表信息基本配置满足10统一展示平台在物业展示区，通过电子公告屏展示电动汽车充电桩系统、小区配电自动化系统、用电信息采集系统和物业管理系统等综合信息。基本配置高级配置满足2）系统结构试点小区集成了用电信息采集、小区配电自动化、电动汽车充电桩管理、小区智能家居、光伏发电、小区物业管理各模块,涉及样板间、小区、江北供电局局和重庆市电力公司等供用电客户和部门.用电信息采集的分析处理、小区配电自动化、电动汽车充电桩管理通过物理隔离装置为智能用电小区95598网上互动业务提供数据。小区配电自动化为电动汽车充电桩管理提供变压器负荷数据。智能交互终端实现小区水电气集抄的数据交互及智能家居、光伏发电的控制。 如图2-1所示。系统整体结构图如图3-1所示：图3-1 重庆市电力公司智能用电小区整体结构图3.1.3 信息安全智能用电小区涉及多系统间、系统与客户间的信息交互，遵循电监安全要求,将信息按照安全等级划分为不同区域，将通信网络划分为信息内、外网,在不同安全分区、不同网络之间，采取安全措施和加装网络隔离设备。如图32所示，小区配电自动化、电动汽车充电桩管理属于生产控制大区，用电信息采集、95598网上互动业务内网属于管理信息大区，95598互动外网和小区物业管理系统属于外网。生产控制大区与管理信息大区通过隔离装置进行安全防护.管理信息大区与外网通过强隔离装置进行安全防护；95598互动外网和小区物业管理系统之间通过SSL加密协议和隔离软件进行安全防护.1图32 信息安全方案示意图3.2 实施方案3。2.1 用电信息采集智能小区用电采集系统采用国网信通智能用电信息采集系统，主站置于市公司客户服务中心，接入公司内网，并在江北供电局设置工作站用于对现场设备管理。系统以双向、宽带通信信息网络为基本特征,实现低压电力客户的“全覆盖、全采集、全费控，系统结构如图3-3所示.图3-3用电信息采集组网结构示意图富抱泉小区采用 “集中器+宽带载波采集器+485电能表方式采集电表信息。在小区配变处安装宽带集中器，通过485接口直接采集配变关口表，通过采集器采集低压居民单/三相电能表和一般工商业客户电能表。居民客户每三层一个采集器，相邻的一般工商业客户共用一个采集器。采集器通过宽带载波上传数据至小区配电室内的集中器,集中器将送小区用电信息采集OLT，实现小区用电信息采集，结构如图3-4所示。图3-4富抱泉宽带载波信息采集组网结构示意图加新沁园小区采用“485电能表+EPON+光纤”方式采集用电信息，对居民客户每三层设置一个ONU，对于独立放置的计量点可单独设置一个ONU，直接通过485接口采集电表信息，上送小区用电信息采集OLT，实现小区用电信息采集,结构如图35所示.图35 加新沁园EPON采集用电信息示意图数据接口包括三个方面的工作，一是客户档案的获取，本采集系统所需的用电客户档案信息由公司现有CSM系统负责提供;二是本采集系统负责将采集的用电信息数据交换至CSM系统，由CSM系统完成相应的营销业务应用；三是本采集系统负责将采集的用电信息数据（主要是曲线数据等)交换至95598互动网站，通过物业管理系统主站完成95598互动网站与客户智能交互终端的双向信息交互。3.2。2 配电自动化1）系统概况重庆市电力公司江北供电局智能用电小区配电自动化，实现对小区低压配电房配电网的运行监视和控制，具备配电SCADA、馈线自动化、与相关应用系统互连等功能，主要由配电主站、配电终端、配电子站、二次安防设备和通信通道等部分组成,还有视频监控功能。2)系统结构配电工作站:主要实现配电网数据采集与监控等基本功能。配电终端：安装于低压配电房的远方监测、控制单元的监控终端distribution terminal unit（即DTU,站所终端）。配电子站：为优化系统结构层次、提高信息传输效率、便于配电通信系统组网而设置的中间层，实现所辖范围内的信息汇集、处理或配电网区域故障处理、通信监视等功能.二次安防设备：配置丛向安全防护设备，物理隔离装置等视频监控设备：监视配电房和控制室的视频图像,传送到配网运维中心。设备位置：每个配电室摆放1面配电自动化柜,其中含有配网子站和通讯设备的屏柜摆放在富抱泉小区机房。配电柜与子站屏柜之间用光纤通讯。配网子站屏柜与95598网上互动业务通讯之间加物理隔离装置实现通信。3）系统功能通过配电终端，实现对配电房高、低压线路上的三相电流、三相电压、有功、无功、频率、功率因数等线路参数的采集（遥测量的采集）；和实现上开关位置、弹簧储能、过负荷、三相故障、零序过流、零序过压、交流输入异常等遥信信息的采集（遥信量的采集）；零线短线保护由樱花电气提供空节点遥信接入，实现低压用户零线断线的保护。配电终端设备采集遥信信息，由配网子站和主站服务器转发信息。故障自动检测与隔离：小区配电自动化对配电系统的故障进行自动诊断、自动隔离(需要待配网主站建立以后才能进一步完善），以减少故障停电范围，恢复非故障段供电。实现视频监控：在小区配电室（站）等重要区域安装视频监控设备，并把监控信息及图像传递到配网运维中心。系统结合95598网上互动业务中用电信息采集的数据，通过分析用电信息采集和配电自动化上传的数据，实现了低压故障的精确定位。配电终端通过以太网通讯、光纤通讯等多种方式将采集到的信息传送给配电子站，配电子站可以同时接收和发送多台配电终端的信息和控制命令,并且与配电主站通讯，可以实现对配电主站的信息转发和命令转发,从而实现了配电主站对配电房线路监控.4）小区配电室自动采集的信息量功能要求如下:A. 采集配电室高压进线、配变高低压侧电流、有功功率、无功功率;B. 统计电压合格率、功率因数合格率；C. 统计供电时间、停电时间，记录停/上电起止时间；D. 采集配电室高、低压进出线断路器的遥信等状态信息；E. 统计配变低压侧三相电压、电流不平衡时间;统计电流、视在功率越限时间;F. 采集电容器及投切设备的状态,判断是否故障，并统计电容器累计投入时间和次数及电容器累计补偿的无功电能量；G. 温度监测，能采集变压器油温及综合箱进线母排接头或出线接头温度,统计温度越限时间;H. 能够实时采集漏电电流，并远程上传；I. 具备现场交互界面，数据能够就地显示并存储一个月.5）系统结构图10图36 配电自动化和电动汽车充电桩通信结构图3。2.4 智能用电服务互动平台1）主要功能重庆市智能用电小区95598网上互动业务扩展功能包括:与现有95598门户网站集成,实现智能小区信息展示业务、智能小区客户互动业务、智能家电管理业务。智能用电服务互动平台通过内网中间库和外网数据库接受来自加新沁园和富抱泉小区的用电服务互动信息，实现与小区配电自动化系统、充电桩管理系统、用电信息采集系统、物业管理系统连接。结合重庆市电力公司的实用化要求,实现与以下功能的接口:a. 系统用户管理：完成系统用户、系统管理员的增加、修改、删除。b配电自动化信息查询：通过智能用电小区95598网上扩展系统，对低压配电自动化系统中设备信息以及运行状态实现集中展示和关联信息分析查询.c。网上充电桩业务:充电桩信息展示、客户充电信息查询、充电桩预约充电申请等，还可查询充电桩当前使用情况和地理位置。d.智能家居服务:实现网上客户家用电器用电设备信息、实时用电信息的展示,为客户提供用电参考策略，客户通过互动网站,可对智能家电、安装了智能插座的普通家电，以及安防设备实施远程控制.e.用电信息发布：对客户用电信息、分布式电源发电量信息、充电桩用电量信息、台区配表信息进行展示，包含日96点数据,采用曲线图、柱状图、饼状图等直观方式进行展示。2）系统构成系统由数据服务器2台、web服务器1台、防火墙1套、逻辑强隔离装置1套、Oracle数据库管理系统软件2套、Redhat操作系统软件1套、Weblogic web应用服务器平台软件1套构成，分为信息内网部分和信息外网部分。智能用电服务互动平台外网网站和外网数据库放置于重庆市电力公司数据机房外网服务器隔离区，内网中间库放置于重庆市电力公司营销机房.信息内网部分：接入的信息包括小区配电自动化、充电桩管理、用电信息采集,通过公司内网中间库、强隔离装置，与公司外网数据库连接.信息外网部分:客户终端和物业管理通过防火墙同95598互动网站进行通信，其中物业管理通过web服务方式与95598互动网站web服务器数据通信；95598互动网站通过强隔离装置实现与公司内网数据库的信息交换。1） 数据流a。智能用电小区95598网上互动业务扩展系统（以下简称95598互动网站）使用外网与内网两个数据库，内外网数据库之间通过强隔离装置实现数据交互；b.客户终端与95598互动网站WEB服务器之间通过防火墙进行隔离,确保系统安全;c.95598互动网站与物业管理系统采用WEBSERVICE方式实现数据交互;d。95598互动网站与物业管理系统之间通过FTP协议实现视频等大文件的传输;e。配电自动化、充电桩管理、用电信息采集通过中间库将信息传递给95598互动网站进行展示.图310 智能用电服务平台物理架构设计3。2.11 通信系统1）功能需求满足用电信息采集系统、配电自动化、电动汽车充电设施系统、光纤到户服务三网融合系统的需要，解决小区各项系统、江北局、市公司调度中心、营销系统间的通信问题,按照公司“十二五”通信规划及国家电网公司有关智能用电小区建设原则的要求设计。2）建设方案小区内共有用电信息采集、配电自动化及电动汽车充电设施、三网融合三套通信系统.三网融合网络外接公网，需独立建设。用电信息采集和配电自动化及电动汽车充电设施网络为电力内网，但属不同的安全分区，之间加隔离设备连接.按照国网公司的要求,网络均采用EPON技术构建,小区通信网络总体结构为三套EPON系统的构成。3）系统结构小区通信结构图如图3-17所示。绿色通道构成用电信息采集系统网络。富抱泉小区采用宽带PLC技术采集客户电表（含电动汽车充电桩电表）信息,采集器接电表485口采集信息,通过电力线汇集到集中器，上传至小区用电信息采集OLT，送万紫山站用电信息采集OLT。加新沁园采用EPON系统采集用户（含充电桩、光伏发电计量)用电信息，ONU直接通过485接口采集电表信息,上传至小区OLT，送万紫山站用电信息采集OLT。两小区客户信息由万紫山站进入公司信息数据网，之后可灵活选择路由将用电信息送公司相关部门。图中由万紫山OLT送市调度中心、市营销系统、95598网站，通过外网反馈回小区物业站。蓝色通道构成配电自动化及充电汽车设施通信网络。配网DTU信息经连双ONU构成手拉手保护,上传到小区的配网OLT，两OLT之间互连,同样构成环网满足国网公司手拉手要求，后送富抱泉本地配电自动化服务器。万紫山配网OLT、江北局配网OLT,送江北局配电自动化远程工作站.汽车充电桩信息同样上传至小区配网OLT,至富抱泉充电桩监控主站。同时富抱泉配电自动化服务器和充电桩服务器通过隔离设施与富抱泉用电信息采集OLT连接,将信息送市公司数据网络至相关部门.此外，两小区配电房视频监视信息通过总线连接富抱泉小区用电信息采集OLT，上传至万紫山用电信息OLT,经路由器进入公司数据网送江北局视频监控工作站，期间由于万紫山站光纤芯数不够,故增加施设光纤转人和与翠云站至江北局。红色通道构成三网融合网络.外网数据源通过加新沁园三网融合OLT进入试点小区，下接各用户ONU提供三网服务,同时加新沁园三网融合OLT与富抱泉三网融合OLT相连，送三网服务信息至富抱泉小区，至各用户ONU提供三网服务。紫色通道是公网通道。连接小区物业主站、95598公网部门、智能交互终端等公网设施。图3-17 重庆市电力公司智能用电小区通信结构图