配電通信網(wǎng)結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種配電通信網(wǎng)結(jié)構(gòu)，該配電通信網(wǎng)結(jié)構(gòu)包含核心層設(shè)備、匯聚層設(shè)備和接入層設(shè)備，核心層設(shè)備與匯聚層設(shè)備之間通過SDH通信骨干網(wǎng)連接，匯聚層設(shè)備與接入層設(shè)備之間通過光纖環(huán)網(wǎng)連接。本發(fā)明組網(wǎng)靈活、網(wǎng)絡(luò)擴展性好、網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備可靠性高，業(yè)務(wù)承載能力強。
【專利說明】配電通信網(wǎng)結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種配電通信網(wǎng)結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]上海市是我國第一大城市，四個中央直轄市之一，是我國經(jīng)濟、金融、貿(mào)易和航運中心。2012年，上海市⑶P達(dá)到2.01萬億人民幣，全世界排名11位。人均⑶P及人均可支配收入均居全國各省區(qū)及直轄市首位。上海目前正處于“產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型”的發(fā)展關(guān)鍵時期，著力打造“四個中心” 一國際經(jīng)濟中心、國際金融中心、國際貿(mào)易中心、國際航運中心，這就對全市供電能力水平提出了更高的要求。
[0003]上海市浦東新區(qū)全區(qū)面積1210.41平方公里，自1990年代黨中央、國務(wù)院決定“浦東大開發(fā)”以來歷經(jīng)20余年發(fā)展，已建成金橋、張江國家級開發(fā)區(qū)、外高橋保稅區(qū)、陸家嘴金融貿(mào)易區(qū)等重點區(qū)域。2013年7月3日，“中國(上海)自由貿(mào)易試驗區(qū)”獲批，落戶浦東新區(qū)沿海28平方公里，標(biāo)志著上海發(fā)展的新起點。作為全市最大、最具活力的區(qū)縣，浦東新區(qū)在包括經(jīng)濟發(fā)展、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型等諸多方面引領(lǐng)全市。
[0004]浦東核心區(qū)配電網(wǎng)的建設(shè)范圍為浦東黃浦江沿江核心區(qū)，西至黃浦江，北至黃浦江，東至浦東南路，南至耀華路，占地約10平方公里。該核心地區(qū)用電負(fù)荷的快速增長和配網(wǎng)線路的自然延伸，不可避免造成了界線模糊、線路交叉、迂回供電等問題，影響供電可靠性和線損精益化。
[0005]核心區(qū)目前沒有實施配電自動化系統(tǒng)，無法通過自動化手段實現(xiàn)配網(wǎng)設(shè)備的三遙化、配網(wǎng)調(diào)度的可視化、網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的自動化，以及配網(wǎng)管理的智能化，與國際一流，甚至國內(nèi)先進(jìn)的距離差距很大。如果沒有快速、可靠的配電自動化系統(tǒng)提供支撐，供電可靠率無法滿足《配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計技術(shù)導(dǎo)則》的要求。為進(jìn)一步提高供電可靠性，實現(xiàn)智能化的配網(wǎng)管理為目標(biāo)，有必要在核心區(qū)應(yīng)用適應(yīng)一次目標(biāo)網(wǎng)架、電網(wǎng)故障快速自愈、簡單、實用、可靠的饋線自動化技術(shù)。
[0006]配電網(wǎng)通信技術(shù)是實現(xiàn)配電自動化的關(guān)鍵技術(shù)之一，也是實現(xiàn)配電自動化的難點。對于就地控制的智能分布式配電自動化系統(tǒng)，配電終端自動化裝置之間需通過通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實時信息傳遞，為保證自動化裝置安全、可靠的運行，必須確保通信系統(tǒng)具有高度的確定性、實時性、可靠性。
[0007]配電自動化通信系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)自動化的需求，結(jié)合配電網(wǎng)改造工程較多、網(wǎng)架變動頻繁的現(xiàn)狀，兼顧其他應(yīng)用的建設(shè)，統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計，提高基礎(chǔ)通信設(shè)施利用率，主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
1、通信的可靠性
配電網(wǎng)自動化通信系統(tǒng)是在戶外運行的，容易導(dǎo)致材料老化，要求通信設(shè)備能經(jīng)得起惡劣氣候的考驗。另外，通信系統(tǒng)還要經(jīng)受噪音、電磁、雷電等干擾，并能保持穩(wěn)定運行。
[0008]2、通信的實時性
配電自動化的重要功能就是能夠?qū)崟r監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)運行、進(jìn)行在線分析，實時性對通信傳輸速率提出了較高的要求配電網(wǎng)通信技術(shù)是實現(xiàn)配電自動化的關(guān)鍵技術(shù)之一，也是實現(xiàn)配電自動化的難點。對于就地控制的智能分布式配電自動化系統(tǒng)，配電終端自動化裝置之間需通過通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實時信息傳遞，為保證自動化裝置安全、可靠的運行，必須確保通信系統(tǒng)具有高度的確定性、實時性、可靠性。
[0009]3、通信的靈活性
配電自動化的通信系統(tǒng)點多面廣，規(guī)模龐大，要求通信系統(tǒng)設(shè)備具有較強的靈活性，選擇標(biāo)準(zhǔn)的通信設(shè)備，便于安裝、調(diào)試、運行和維護。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明提供一種配電通信網(wǎng)結(jié)構(gòu)，組網(wǎng)靈活、網(wǎng)絡(luò)擴展性好、網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備可靠性聞，業(yè)務(wù)承載能力強。
[0011]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種配電通信網(wǎng)結(jié)構(gòu)，該配電通信網(wǎng)結(jié)構(gòu)包含核心層設(shè)備、匯聚層設(shè)備和接入層設(shè)備，核心層設(shè)備與匯聚層設(shè)備之間通過SDH通信骨干網(wǎng)連接，匯聚層設(shè)備與接入層設(shè)備之間通過光纖環(huán)網(wǎng)連接。
[0012]所述的核心層設(shè)備設(shè)置在配電自動化主站內(nèi)，該核心層設(shè)備包含若干配電自動化主站前置服務(wù)器、與該配電自動化主站前置服務(wù)器通過以太網(wǎng)進(jìn)行通信的交換機、與該交換機通過以太網(wǎng)進(jìn)行通信的縱向加密機、以及與該縱向加密機通過以太網(wǎng)進(jìn)行通信的路由器。
[0013]所述的匯聚層設(shè)備設(shè)置在與配電自動化主站連接的若干變電站內(nèi)，該匯聚層設(shè)備包含接入路由器、與該接入路由器通過以太網(wǎng)進(jìn)行通信的縱向加密機、以及與該縱向加密機通過以太網(wǎng)進(jìn)行通信的匯聚交換機。
[0014]所述的匯聚交換機使用工業(yè)級高可靠三層匯聚交換機。
[0015]所述的接入層設(shè)備設(shè)置在與變電站連接的終端節(jié)點內(nèi)，該接入層設(shè)備為二層交換機。
[0016]所述的終端節(jié)點包含若干與變電站連接的開關(guān)站，以及若干與開關(guān)站連接的環(huán)網(wǎng)配電站和箱式變電站。
[0017]所述的接入層設(shè)備通過在配電終端旁配置一臺工業(yè)級高可靠的二層交換機，構(gòu)建成環(huán)網(wǎng)通道。
[0018]本發(fā)明組網(wǎng)靈活、網(wǎng)絡(luò)擴展性好、網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備可靠性高，業(yè)務(wù)承載能力強。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0020]以下根據(jù)圖1具體說明本發(fā)明的較佳實施例。
[0021]如圖1所示，本發(fā)明提供一種配電通信網(wǎng)結(jié)構(gòu)，該配電通信網(wǎng)結(jié)構(gòu)包含核心層設(shè)備1、匯聚層設(shè)備2和接入層設(shè)備3，核心層設(shè)備I與匯聚層設(shè)備2之間通過SDH(Synchronous Digital Hierarchy,同步數(shù)字系列)通信骨干網(wǎng)連接,匯聚層設(shè)備2與接入層設(shè)備3之間通過光纖環(huán)網(wǎng)連接。[0022]所述的核心層設(shè)備I設(shè)置在配電自動化主站內(nèi)，該核心層設(shè)備I包含若干配電自動化主站前置服務(wù)器101、與該配電自動化主站前置服務(wù)器101通過以太網(wǎng)進(jìn)行通信的交換機102、與該交換機102通過以太網(wǎng)進(jìn)行通信的縱向加密機103、以及與該縱向加密機103通過以太網(wǎng)進(jìn)行通信的路由器104。
[0023]核心層設(shè)備I通過高速轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)流來提供最佳的和可靠的傳輸結(jié)構(gòu)。換句話說，核心層設(shè)備I盡可能快地交換數(shù)據(jù)包。
[0024]所述的匯聚層設(shè)備2設(shè)置在與配電自動化主站連接的若干變電站內(nèi)，該匯聚層設(shè)備2包含接入路由器201、與該接入路由器201通過以太網(wǎng)進(jìn)行通信的縱向加密機202、以及與該縱向加密機202通過以太網(wǎng)進(jìn)行通信的匯聚交換機203。
[0025]匯聚層設(shè)備2通過使用訪問控制列表和其他過濾手段來限制進(jìn)入核心層設(shè)備I的數(shù)據(jù)包，從而提供邊界界定。因此，該匯聚層設(shè)備2定義了網(wǎng)絡(luò)的策略。策略是一種處理某些數(shù)據(jù)流的方法，包括路由選擇和更新、路由匯總、VLAN數(shù)據(jù)隔離和劃分等。管理員通過使用策略防止不必要的數(shù)據(jù)流，從而保證全網(wǎng)的傳輸安全并保護網(wǎng)絡(luò)資源。
[0026]匯聚層設(shè)備2中的匯聚交換機203使用工業(yè)級高可靠三層匯聚交換機，實現(xiàn)地址轉(zhuǎn)換、業(yè)務(wù)匯聚和策略部署。本實施例中，通過在每個變電站內(nèi)放置兩臺工業(yè)級高可靠的三層交換機并在之間運行工業(yè)級虛擬路由協(xié)議(HiVRRP)實現(xiàn)互相備份，可實現(xiàn)<300ms的三層交換機路由冗余切換。
[0027]所述的三層匯聚交換機支持標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP協(xié)議，交換機符合IEEE 802.3和IS0/IEC 8802/3的以太網(wǎng)通用標(biāo)準(zhǔn)，部分要求如下:
1、交換機使用無風(fēng)扇散熱，工作溫度范圍:-40°C- +85°C，工作濕度(無凝結(jié)):10%-
95% ；
2、交換機使用機架式安裝方式，冗余電源供電；
3、交換機支持RSTP (快速生成樹協(xié)議，Rapid Spanning Tree Protocol)> MSTP (多業(yè)務(wù)傳送平臺，Multi Service Transport Platform)、IEC62439-2 MRP-Ring (介質(zhì)冗余協(xié)議)和Link Aggregation (鏈路聚合)等二層冗余功能，其中環(huán)網(wǎng)收斂時間小于20ms ；
4、交換機支持VLAN(虛擬局域網(wǎng)，Virtual Local Area Network)功能,包括獨立VLAN (Independent VLAN)和交叉 VLAN (Share VLAN), VLAN 數(shù)量不少于 4000 個；
5、交換機具有如下流量控制和過濾功能:端口優(yōu)先級，QoS(Qualityof Service,服務(wù)質(zhì)量，至少8級),組播功能(IGMP Snooping/Querier),廣播限制,流量控制；
6、交換機具有如下安全功能:端口安全(基于IP和MAC地址)，SNMP(簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議，Simple Network Management Protocol) V3, SSH (Secure Shell,安全協(xié)議)，認(rèn)證功能(802.lx)；
7、三層交換機具有路由功能，支持靜態(tài)路由，動態(tài)路由:RIP(路由選擇信息協(xié)議，Routing Information Protocol O V1/2 和 OSPF (Open Shortest Path First,開放式最短路徑優(yōu)先)，組播路由功能:DVMRP (距離向量多目路徑協(xié)議，distance vectormulticast routing protocol), PIM-DM ()和 PIM-SM(稀疏模式獨立組播協(xié)議，ProtocolIndependent Multicast- Sparse Mode),支持 IGMP (因特網(wǎng)組管理協(xié)議，The InternetGroup Management Protocol) V1/V2/V3 ；
8、可以使用外部存儲器(如USB接口或SD卡)在實現(xiàn)交換機配置信息和軟件版本的備份的同時實現(xiàn)故障交換機的快速替換?，F(xiàn)場維護人員無需IT操作和維護經(jīng)驗即可通過外置工業(yè)U盤將交換機配置數(shù)據(jù)進(jìn)行備份，可在故障設(shè)備更替時，直接插入U盤在工業(yè)交換機USB接口處，接通電源，可對故障設(shè)備進(jìn)行替換。
[0028]所述的接入層設(shè)備3設(shè)置在與變電站連接的終端節(jié)點內(nèi)，該接入層設(shè)備3為二層交換機301。
[0029]所述的終端節(jié)點包含若干與變電站連接的開關(guān)站，以及若干與開關(guān)站連接的環(huán)網(wǎng)配電站和箱式變電站。
[0030]接入層設(shè)備3將底層終端的各種數(shù)據(jù)流接入通信網(wǎng)絡(luò)，并且執(zhí)行通信網(wǎng)絡(luò)入口的控制任務(wù)，最終用戶通過接入層設(shè)備3來訪問通信網(wǎng)絡(luò)，作為通信網(wǎng)絡(luò)的“前門”，接入層設(shè)備3采用防止非授權(quán)用戶進(jìn)入通信網(wǎng)絡(luò)的方式，本實施例中，接入層設(shè)備3通過在配電終端旁配置一臺工業(yè)級高可靠的二層交換機，構(gòu)建成環(huán)網(wǎng)通道。
[0031]所述的二層交換機支持標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP協(xié)議，具有的防護涂層，以滿足戶外長時間使用的需要，參照IEC-62439全新的技術(shù)路線要求，支持未來對PRP/HSR的升級(無需更換硬件升級)，符合IEEE 802.3和IS0/IEC 8802/3的以太網(wǎng)通用標(biāo)準(zhǔn)。具體技術(shù)特性如下:
1、完全滿足電力戶外環(huán)網(wǎng)裝置、開關(guān)柜惡劣使用環(huán)境的高可靠性要求，能在惡劣環(huán)境條件下工作，如高溫、強電磁干擾環(huán)境，MTBF (平均故障間隔時間，Mean Time BetweenFailures)在25年以上。同時，考慮到環(huán)網(wǎng)應(yīng)用的復(fù)雜特性，還需要第三方認(rèn)證機構(gòu)對產(chǎn)品安全性、工業(yè)環(huán)境適應(yīng)性等認(rèn)證，應(yīng)至少通過cUL508 (CUL508工業(yè)信息設(shè)備安全認(rèn)證)、cUL1604 Classl Div 2 (cUL1604 Class I Div II 工業(yè)信息設(shè)備危險環(huán)境認(rèn)證)、GL 認(rèn)證；
2、交換機使用無風(fēng)扇散熱，工作溫度范圍:-40°C- +70°C，工作濕度(無凝結(jié)):10%-
95% ；
3、現(xiàn)場/環(huán)網(wǎng)單元交換機需提供電路板保護涂層設(shè)計，達(dá)到G3防護等級，完全符合ISA-S71.04-1985和EN60068-2_60Method 4標(biāo)準(zhǔn)要求。能夠在惡劣的外部環(huán)境下長期穩(wěn)定可靠運行；
4、冗余直流24V雙電源輸入；
5、支持IEEE802.1x安全認(rèn)證(同時支持客戶端模式和本地認(rèn)證模式)；
6、可以使用外部存儲器(U盤或SD卡)在實現(xiàn)交換機配置信息和軟件版本的備份的同時實現(xiàn)故障交換機的快速替換?，F(xiàn)場維護人員無需IT操作和維護經(jīng)驗即可通過外置工業(yè)U盤或SD卡將交換機配置數(shù)據(jù)進(jìn)行備份，即可在故障設(shè)備更替時，直接插入U盤或SD卡在工業(yè)交換機對應(yīng)接口處，接通電源，即可對故障設(shè)備進(jìn)行替換。
[0032]本發(fā)明提供的一種配電通信網(wǎng)結(jié)構(gòu)，組網(wǎng)靈活、網(wǎng)絡(luò)擴展性好、網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備可靠性聞，業(yè)務(wù)承載能力強。
[0033]盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。
【權(quán)利要求】
1.一種配電通信網(wǎng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，該配電通信網(wǎng)結(jié)構(gòu)包含核心層設(shè)備(I)、匯聚層設(shè)備(2)和接入層設(shè)備(3)，核心層設(shè)備(I)與匯聚層設(shè)備(2)之間通過SDH通信骨干網(wǎng)連接，匯聚層設(shè)備(2)與接入層設(shè)備(3)之間通過光纖環(huán)網(wǎng)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的配電通信網(wǎng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的核心層設(shè)備(I)設(shè)置在配電自動化主站內(nèi)，該核心層設(shè)備(I)包含若干配電自動化主站前置服務(wù)器(101)、與該配電自動化主站前置服務(wù)器(101)通過以太網(wǎng)進(jìn)行通信的交換機(102)、與該交換機(102)通過以太網(wǎng)進(jìn)行通信的縱向加密機(103)、以及與該縱向加密機(103)通過以太網(wǎng)進(jìn)行通信的路由器(104)。
3.如權(quán)利要求1所述的配電通信網(wǎng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的匯聚層設(shè)備(2)設(shè)置在與配電自動化主站連接的若干變電站內(nèi)，該匯聚層設(shè)備(2)包含接入路由器(201)、與該接入路由器(201)通過以太網(wǎng)進(jìn)行通信的縱向加密機(202)、以及與該縱向加密機(202)通過以太網(wǎng)進(jìn)行通信的匯聚交換機(203)。
4.如權(quán)利要求3所述的配電通信網(wǎng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的匯聚交換機(203)使用工業(yè)級高可靠三層匯聚交換機。
5.如權(quán)利要求1所述的配電通信網(wǎng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的接入層設(shè)備(3)設(shè)置在與變電站連接的終端節(jié)點內(nèi)，該接入層設(shè)備(3 )為二層交換機(301)。
6.如權(quán)利要求5所述的配電通信網(wǎng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的終端節(jié)點包含若干與變電站連接的開關(guān)站，以及若干與開關(guān)站連接的環(huán)網(wǎng)配電站和箱式變電站。
7.如權(quán)利要求6所述的配電通信網(wǎng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的接入層設(shè)備(3)通過在配電終端旁配置一臺工業(yè)級高可靠的二層交換機，構(gòu)建成環(huán)網(wǎng)通道。
【文檔編號】H04L12/26GK103873304SQ201410122525
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月31日
【發(fā)明者】楊光, 何維國, 顧立新, 施永梅, 顧黎強, 劉謹(jǐn), 張可, 張鉆, 衛(wèi)春, 郭睿, 邱名義, 談紅, 柳棟, 龔峰 申請人:國網(wǎng)上海市電力公司