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電力系統應急通信概論.ppt

'電力系統應急通信概論.ppt'
四川省電力公司通信自動化中心2011年10月電力系統應急通信概論內容介紹 電力系統通信現狀 自然災害對電力系統的影響 電力系統的應急通信需求 電力系統應急通信技術與架構 電力系統應急通信技術發展趨勢一、電力系統通信現狀主要內容電力系統通信的概念和任務電力通信與公用通信的區別電力通信的發展歷史及現狀電力通信系統的組成和分類電力通信系統的地位和作用電力通信系統的發展和趨勢電力系統通信的概念基本概念電力系統通信--“電力專用通信網絡”系統通信—”電力傳輸到哪里、通信就到哪里”廠站通信—”提供電力設備之間的信息交互”一般定義利用有線電、無線電、光或其他電磁系統,對電力系統運行、經營和管理等活動中需要的各種符號、信號、文字、圖像、聲音或任何性質的信息進行傳輸與交換,滿足電力系統要求的專用通信。 電力系統通信的任務電力系統通信的任務就是準確和快速地完成話音、數據和圖像的傳輸。話音業務: -電力調度和行政管理數據業務: -調度自動化的檢測監控數據 -計算機和互聯網數據通信 -繼電保護信號的傳輸 -圖文傳真和用戶電報業務 -水電廠水情和氣象報告等圖像業務: -會議電視、視頻監控等電力系統通信與公網通信的區別結構特點:公用通信以國家行政管理區域劃分電力通信以單位所在區域劃分經濟性要求:公用通信以經濟性第一,講究投資回報比電力通信服務電力系統,以高可靠性為目標電力系統通信的歷史發展我國電力通信的60年發展歷史:早期的技術,電力線載波、架空明線或電纜通信方式;60年代,模擬微波、特高頻或同軸電纜多路載波;80年代,數字微波、衛星通信、程控交換機投運和光纖通信;90年代,架空地線復合光纜(OPGW)和全介質自承式光纜(ADSS)電話交換、分組交換、數據網、ATM、會議電話和會議電視等寬帶數字傳輸通信網電力系統通信的歷史發展電力通信在發展和采用新技術方面始終是通信行業的先鋒電力線載波(20世紀20年代初)微波(始于20世紀50年代)光纖、衛星通信(20世紀80年代)由點對點發展到交換網絡電力系統通信的組成和分類 應用業務Services數字專線PSTNIP 網寬帶交換網ATM電路交換circuit switching數據包交換Datagram虛電路Virtual circuit分組交換Packet switching模擬 Analog/頻分復用 FDM時分復用和數字交叉連接 TDM / DXC數字 Digital / 準同步和同步數字系列 PDH / SDH電纜Cables光纜Optic微波Microwave衛星Satellite其它 媒體 Media 傳輸信道 Transmission channel 交換技術 Switching technology 網絡 NetworksPCM:RS232E&M自動化繼電保護行政電話遠程抄表ERP負荷控制視頻監控營銷自動化視頻會議生產、調度通信部門行政、信息部門電力營銷部門無線230M數傳電臺無線蜂窩網無線蜂窩網無線接入網電力系統通信的組成和分類總體特點以光纖通信等大容量、高速率有線通信為骨干,以語音、圖像、數據格式傳輸電力生產、營銷、行政等各類重要業務到電力系統的各控制中心、廠站、電力設備的雙向交互式信息傳輸系統電力系統通信的地位和作用隨著電力系統技術發展,電力系統通信已經成為電力系統非常重要的核心組成部分:生產安全:大量繼電保護、安控采用光纖通信通道營銷安全:營銷與市場交易信息全面采用電力系統數據專網傳輸管理安全:高效的行政管理離不開電力通信系統的信息互動交流電力系統通信的地位和作用樹立電力系統通信的安全新意識:老觀點:電力系統通信就是調度電話、調度自動化的通信通道新觀點:電力系統通信是每時每刻都在為電力企業的生產、營銷、管理服務的綜合業務體系,關系到電力系統的每一個單位、每一臺設備、每一個人電力系統通信的發展和趨勢智能電網的特征數字化:數字化電網、數字化電表與數字化用電設備;信息化:市場信息、電網信息、用戶信息與寬帶通信形成的信息平臺;自動化:大電網安全穩定控制(高級智能調度),變電站自動化與用戶用電系統智能控制;互動化:電網、發電與用戶以信息為基礎的互動和決策。電力系統通信的發展和趨勢高速、實時、雙向的信息通信精細化、智能化管理與決策數據采集與控制智能電網信息通信、智能管理和采集控制構成了智能電網不可或缺的三個要素。而高速、實時、雙向的信息通信是智能電網首先要解決的基本要素。智能電網中電力通信的任務智能電網發展規劃下的電力通信任務:- 線損管理(變電臺區考核):數據量適中,實時性要求不高。- 用戶智能電表遠程雙向通信:數據量適中,實時性要求適中。- 分布式電源與儲能設備的接入控制與管理:實時性高、可靠性高。- 大用戶負荷管理與控制:實時性高,可靠性高,廣播、組播。- 配電網自動化與智能調度:實時性高,可靠性高,廣播、組播。電力系統通信的發展和趨勢傳輸手段更多樣:既有光纖等高容量骨干傳輸網絡,也有無線通信等靈活容災的通信方式覆蓋地域更全面:從覆蓋控制中心、變電所、營業廳到覆蓋每一個變壓器、每一條輸電線路、每一塊智能電表、每一名員工安全保障更可靠:網絡拓撲從鏈狀、環狀向網狀發展;傳輸介質由單一向多種發展信息互動更流暢:從單向或樹狀的自上而下的分層信息流動到網狀、復雜的雙向信息全面互動承載業務更豐富:從單純的電力生產管理業務到電力企業管理信息化、電力市場交易自由化、能源管理智能化總 結電力系統通信是電力系統生產安全不可缺少的核心組成部分電力系統通信是電力企業實現現代化、信息化的核心輔助工具電力系統通信是電力行業未來“智能化浪潮”的先行者、排頭兵必須充分認識到電力系統通信的重要地位和作用,加強電力系統通信信息化、智能化的投入,支撐電力工業的技術創新發展二、自然災害對電力系統的影響*NCEPU *人類社會已經進入高風險社會各種突發事件隨時可能發生應把非常態管理置于常態管理之中5.12汶川地震對四川電網的影響5.12地震共造成四川電網35千伏及其以上變電站停運171座,其中500kV變電站1座,220kV變電站13座,220kV用戶站2座。包括配網線路在內10千伏及其以上線路2751條停運,其中500kV線路4條,220kV線路59條,主要分布于阿壩、成都、綿陽、德陽、廣元、內江等地區。相應的電力通信網絡也遭受嚴重損毀,與災區溝通完全中斷。地震對電力系統通信的影響序號 受災情況500kV200kV110kV微波站電廠單位備注1光纜線路受損(條)732受損通信站(座)28234213光纖通信線路中斷(條)1164微波通信線路中斷(條)15中斷通信聯系1415194 由于地震對電力通信和公用通信的破壞,使四川電力公司對震中區的電廠、變電站和所轄單位通信完全中斷。損毀的二臺山220kV開關站四川地區重覆冰區示意圖冰災中倒塌的桿塔冰災對電網造成嚴重損毀- * -500千伏線路倒塔35千伏及以下線路桿頭折斷泥石流對電力系統的影響臺風對電力系統的影響洪水對電力系統的。省略部分。應急通信技術電力系統應急通信體系建設在全國電力系統掀起應急建設高潮的背景和公司領導的大力支持下,四川省電力公司率先規劃了“天地空立體應急通信系統”,將各種應急通信手段與應急特種裝備相結合,利用先進的應急管理理念,建設了專業的、具有電力工業特色的電力系統應急通信體系。建設原則應急通信體系建設的思路以“打造天地空立體應急通信網”為骨干,遠程和近程通信相結合,高容量與高可靠性兼顧,結合應急特種設備構建應急通信多業務平臺,服務應急指揮救援、服務電力生產建設。近程接入系統天地空立體應急通信示意圖后方指揮中心前線指揮部單兵圖傳集群電話無線局域網通信衛星高度: 36000km短波通信遙控飛艇高度: 100—1000m固定翼滑翔機高度>3000m無人直升機高度: 30—300m衛星鏈路 12—14GHz 空中無線鏈路 2.4/5.8GHz短波鏈路 3—14MHz單兵、集群鏈路 300 --- 800 MHz距離:5-100km距離: 3-30km距離: 500km)、前線指揮部(覆蓋半徑10-50km)、第一現場(覆蓋半徑3-5km); ------ 遠近程結合的全面指揮體系三級立體覆蓋:高空大范圍災害地理、水文遙感(高度>3000m)、空中飛行器災害航拍勘測、設施線路巡檢(高度30-300m)、地面部隊災害救援(高度20kg),可搭載信號轉發設備上升至高空(1000m)大范圍覆蓋前線范圍(>100km),提供各種飛行器實時視頻傳輸的通信中繼。無人固定翼滑翔機飛行速度可達100km/h,飛行時間長(>6小時)、范圍廣(>500km),能夠快速的飛行至故障線路,完成車輛人員不能到達受損桿塔點的快速巡檢,并且對整條線路、地理信息進行快速巡檢。水陸兩棲車、全地形車、沖鋒舟 用于在復雜地形(山地、湖泊、沼澤等)的人員和設備運輸,全面提高應急機動能力五、應急通信技術發展探討遠景目標預警-處置-重建全過程應急處理體系體系結構未來的電力應急體系由一個中心和三大支撐系統構成。 一個中心: 一個應急體系綜合信息發布與決策支持平臺三大支撐系統: 電力系統資源數據庫系統 電力應急信息感知與傳輸系統 應急指揮決策智能輔助支持系統應急綜合信息發布與決策支持平臺 整合信息監控、電力調度、信息發布、應急決策的中央數據庫 信息發布聯絡平臺:通過該系統可針對不同信息接受對象,智能化地發布相對應的信息命令 信息綜合展示平臺:實現可視化展示、智能化統計,從海量信息中進行數據挖掘,提取有效信息供決策者參考 智能輔助決策平臺:結合基礎數據、智能算法,針對災害發生的具體情況,優化應急救援方案應急綜合信息發布與決策支持平臺電力資源數據庫系統電網調度自動化信息視頻監控信息氣象災害信息社會網絡信息地理信息系統(GIS)人力資源信息設備物資信息倉儲物流信息電力應急信息感知與傳輸系統現有電力數據通信網 光纖通信、數據網通信等 機動應急通信傳輸設備 衛星通信、短波通信等無線信息傳感網絡 低功耗自組織Ad Hoc網絡,利用各種傳感器(溫度、風力、振動、圖像、語音、GPS、RFID等)實現現場海量信息傳感,并具備極強的抗毀能力 移動接入終端 便攜移動終端(如iPAD、PDA),可隨時隨地接入現場傳感網絡 立體勘查裝備 無人直升機、飛艇、機器人等應急指揮決策智能輔助支持系統智能量化:對數據庫各相關信息以災害影響程度進行量化,形成量化數據庫,為統計決策作基礎。以面向對象方式進行數據建模及量化。智能統計:通過數據匹配、查找、統計等方式,對關心的信息進行全方位統計,得出全方位的災害信息統計圖表,并以可視化方式展示,供決策者參考。智能評估:智能評估是建立量化數據庫和統計結果的基礎上進行的數據挖掘,給出相應的災害評級,建立相應的預案數據庫,通過最優匹配選擇若干條具有優先級的應急預案供決策參考。智能決策:在災害發生時,大面積設施、人員受損,在有限的資源下,如何進行最有效、損失最小的應急救援指揮,如何進行人、財、物的優化調度,如何確定故障恢復順序的優先級,如何利用虛擬現實匹配救援物資,如何確定搶修方針、搶修思路,都可以放到帶有約束的最優化數學模型框架實現智能決策流程總 結 未來的電力應急通信系統隨著物聯網、智能電網的發展,將成為電力系統信息綜合數據中心,通過一中心三平臺的體系成為承載應急救援體系的核心信息平臺,為電力企業和政府社會的應急救援提供先進技術支持和科學決策。謝 謝!
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概論 通信 電力 應急 系統
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