第一篇：合金電纜在電力系統(tǒng)需求側(cè)的應用及前景

合金電纜在電力系統(tǒng)需求側(cè)的應用及前景

黎志

（四川易從實業(yè)有限公司 成都 610000）

摘 要 通過對稀土高鐵合金電纜的性能介紹及與銅電纜的性能對比，首次提出合金電纜的減排量分析。在電力系統(tǒng)需求側(cè)推廣合金電纜是建立資源節(jié)約型社會的選擇，順應了國際大趨勢；隨著節(jié)能減排政策的深入實施，如何選擇合理的電纜應引起廣大電力工作者的關注，從而在工程實踐中采用更節(jié)能的電纜選擇方案，減少能源損耗，充分響應國家節(jié)能政策，增加社會責任感。關鍵詞 合金電纜 節(jié)能減排 碳排放

1、引言

銅，作為一種稀缺資源，隨著人類的不斷開采，日漸稀少。據(jù)美國地質(zhì)勘探局（USGS）提供的數(shù)據(jù)，2003年全球可開采的銅儲量達4.7億噸，儲量基礎9.4億噸。根據(jù)CRU提供的數(shù)據(jù)，2004年全球精煉銅消費量達1674.8萬噸，按此計算，現(xiàn)有的可開采銅資源在30年內(nèi)就將被耗盡。

在中國，人們長久以來都青睞于使用銅做為低壓電力電纜的導體材料。出于成本、環(huán)境、生態(tài)等諸多因素考慮，大部分歐洲和美洲國家早在40多年前就已經(jīng)開始使用鋁合金作為導體材料。合金電纜的出現(xiàn)，在很大程度上緩解了原材料供求緊張的矛盾，降低了使用成本。

稀土高鐵合金電纜以新型的鋁合金材料為導體、以阻燃硅烷交聯(lián)聚乙烯為絕緣、獨特的自鎖型鎧裝結(jié)構(gòu)，具有“低煙無鹵、阻燃耐火、安全穩(wěn)定、經(jīng)濟節(jié)約、安裝方便、節(jié)能環(huán)?！钡葍?yōu)勢，突破了國內(nèi)多年沒有攻破的“以鋁代銅”技術難題。產(chǎn)品已獲得國家住房和城鄉(xiāng)建設部科技發(fā)展促進中心頒發(fā)的科技成果推廣證書，具有較高的推廣應用價值。

2、合金電纜介紹

稀土高鐵合金電纜，采用AA-8030鋁合金為導體，目前主要有AC90(-40)、ACWU90(-40)及TC90(-40)三種型號，分別適用于不同的安裝環(huán)境。AC90(-40)和ACWU90(-40)兩種產(chǎn)品均帶聯(lián)鎖鎧裝，鎧裝材料使用的是AA-5000系列鋁合金。相對于傳統(tǒng)的鋼帶鎧裝，稀土高鐵合金電纜的鎧裝更加輕便、環(huán)保，且易于彎曲，耐腐蝕性及抗側(cè)壓能力更是優(yōu)于傳統(tǒng)電纜。

同時稀土高鐵合金電纜在綠色環(huán)保上也作出了杰出的努力。在生產(chǎn)運輸過程中，通過對生產(chǎn)工藝及生產(chǎn)設備的改進，庫存及運輸流程的周密安排，極大程度地降低了能源消耗。相比銅纜，合金電纜的生產(chǎn)工序耗水量減少了80%，天然氣使用量節(jié)省了20%，廢品廢料率為最低等級，對人體有害物質(zhì)的使用減少超過60%。同時，由于鋁合金電纜比銅纜的重量輕，在運輸過程中，燃油的消耗降低了30%-40%。

由于稀土高鐵合金電纜具有出色的彎曲性能及較輕的重量，在安裝過程中更加便捷，節(jié)約人工及輔料，大幅降低了施工成本。

經(jīng)過國家相關專業(yè)機構(gòu)檢測，稀土高鐵合金電纜在耐低溫、阻燃、抗紫外線等方面，測試數(shù)據(jù)均大幅度領先于國內(nèi)同類產(chǎn)品。在工程應用中，稀土高鐵合金電纜的優(yōu)勢是十分明顯的： ①稀土高鐵合金電纜是世界上最優(yōu)秀的鋁合金電纜之一。在發(fā)達國家已經(jīng)安全運行近40年，是先進的、成熟的產(chǎn)品。世界上許多著名的企業(yè)和工程項目都是合金電纜的用戶，如亞特蘭大奧運會場、紐約機場、BP石油、通用集團、沃爾瑪?shù)取?/p>

②在實現(xiàn)同樣的電氣性能的前提下，稀土高鐵合金電纜(含專用連接端子)直接采購成本(價格)比國內(nèi)銅電纜有著更高的性價比。

③稀土高鐵合金電纜具有卓越的機械物理性能：同等載流量下重量僅為銅纜的一半，彎曲半徑只需電纜直徑的7倍（相應銅電纜彎曲半徑為12~15倍電纜直徑），其反彈性能比銅纜少40％。使用合金電纜，可直接降低施工單位的安裝成本；如果是大跨度的鋼結(jié)構(gòu)建筑項目（比如體育場館、大型廠房等），由于合金電纜可以大大減輕對建筑鋼結(jié)構(gòu)的負重，自然可以為客戶節(jié)約大量建筑結(jié)構(gòu)的承重鋼材。

④目前國內(nèi)低煙無鹵阻燃A級電纜比普通電纜價格高20％以上，如果使用稀土高鐵合金電纜AC90(-40)系列產(chǎn)品，可以在達到低煙無鹵阻燃A級的同時，并且大大降低成本。同時AC90(-40)可以沿墻面或屋頂明敷，直接節(jié)省占電纜工程總費用20%以上的橋架、管道的材料費和施工費。

稀土高鐵合金電纜的推廣應用是建立資源節(jié)約型社會的選擇，國內(nèi)銅礦資源基本接近枯竭，而且開采成本過高，目前80％銅耗量依賴進口，加之現(xiàn)在國際上銅價高啟，在適當?shù)陌惭b環(huán)境下使用資源豐富、性價比高的鋁合金電纜，順應了國內(nèi)建設資源節(jié)約型社會的大趨勢，符合中國“建設節(jié)約型社會”的基本國策，符合建筑工程的“四新”原則；隨著節(jié)能減排政策的深入實施，如何在工程設計的電纜選擇中得以實現(xiàn)應引起廣大設計師的關注，從而在工程實踐中采用更合理，更節(jié)能的電纜選擇方案，減少能源損耗，充分響應國家節(jié)能政策，增加社會責任感，同時減少業(yè)主的初始投資和施工費用?？梢哉J為鋁合金電纜的推廣應用實際是與社會共贏，與用戶共贏的“多贏”解決方法。

3、稀土高鐵合金電纜減排量分析 3.1原材料生產(chǎn)能耗

鋁和鋁合金為160GJ/T（折合約4000萬大卡/T，約合標煤8噸，CO2排放量約29噸）及5%的再循環(huán)能源需求。

銅為100GJ/T（折合約2500萬大卡/T，約合標煤5噸，CO2排放量約18噸）及10%的再循環(huán)能源需求。3.2型號對比

以4芯185mm2合金電纜替代120 mm2銅電纜做分析： 4芯185 mm2合金電纜導體重量約1.961kg/m；

同等載流量的4芯120 mm2銅電纜導體重量約4.27kg/m。得出結(jié)論：

4芯185 mm2合金電纜每米生產(chǎn)能耗和排放：標煤16.47kg，CO2排放量約59.7kg；

同等載流量的4芯120 mm2銅電纜每米生產(chǎn)能耗和排放：標煤23.49kg，CO2排放量約84.55kg。

因此，每使用一米合金電纜，相當于在導體原材料能耗上面減少CO2排放量約24.85kg。

（注：此算法還未考慮材料加工中能源轉(zhuǎn)化的利用效率，銅的加工能源消耗比鋁要高，以及運輸過程中的能源消耗等。）

4、稀土高鐵合金電纜在電力系統(tǒng)需求側(cè)的應用

作為中國市場上第一個鋁合金低壓電力電纜產(chǎn)品，稀土高鐵合金電纜主要用于電力系統(tǒng)需求側(cè)，為住宅、辦公樓、電力工程、工業(yè)廠房及公共設施等提供了獨特的、成本效益極佳的解決方案。

國內(nèi)外項目使用稀土高鐵合金電纜的情況：

稀土高鐵合金電纜在美國使用的典型項目如亞特蘭大奧運會主體育館、沃爾瑪購物商場、甲骨文數(shù)據(jù)處理中心、拉斯維加斯威尼斯人酒店、通用會展中心、肯尼迪國際機場等。其他地區(qū)如加拿大多倫多國際機場、威斯饤酒店、NovaScotia銀行，墨西哥的立福馬大廈、天空商場等。

稀土高鐵合金電纜在中國已經(jīng)擁有包括政府、工業(yè)、商業(yè)、民用、軍工等超過1000處應用項目，如四川宏達集團·世紀錦城、中國二重集團、成都花樣年·香年廣場、中塑·成都國際貿(mào)易中心、重慶川儀蔡家工業(yè)園、云南冶金集團、2011年深圳大運會配套市政工程、濟南鐵路局、北車集團濟南風電項目等。

5、結(jié)束語

中國是鋁資源的大國，廣泛使用以鋁合金為導體的電力電纜正是順應國家關于綠色環(huán)保、節(jié)能減排的倡導，真正適應我國國情。稀土高鐵合金電纜，作為低壓合金電纜的第一品牌，在中國的運用前景會更加廣闊。

參考文獻

1、鋁合金電纜在建筑工程中的應用

杜毅威

中國建筑西南設計研究院有限公司 《建筑電氣》 2010年05期 2、0.6_1kV STABILOY?合金電纜與銅電纜的比較

葛福余

劉欣欣

海軍工程設計研究局;中加信達(北京)科技有限公司 《電氣應用》 2009年08期

3、合金電纜的應用與分析

陳峰庭

浙江省天正設計工程有限公司 《高科技與產(chǎn)業(yè)化》 2010年06期

4、STABILOY?合金電纜 拓辟行業(yè)新天地——訪加鋁（天津）鋁合金產(chǎn)品有限公司總經(jīng)理伊萬·薩拉閔先生

王春光 《電氣應用》編輯部 《電氣應用》2009年第23期

第二篇：超導材料在電力系統(tǒng)中的應用前景展望

超導材料在電力系統(tǒng)中的應用前景展望

摘要：

超導的發(fā)現(xiàn)是20世紀物理學的一項偉大成果。文章主要闡述了超導現(xiàn)象，超導材料的研究和發(fā)展以及在電力系統(tǒng)方面的應用優(yōu)勢和進展，并做了前景展望。

關鍵詞：

超導材料；超導電纜；超導發(fā)電機；超導電動機。Abstract:

The discovery of superconductivity is a great achievement of 20th century in physics.The article mainly describes the phenomenon of superconductivity, the research and development of the superconducting materials as well as in Electric Power System strengths and progress, and outlook.Keywords: superconducting material;superconducting cable;superconducting generators;superconducting electrical motor.超導的誕生和發(fā)展

1911年，荷蘭科學家卡麥林·昂尼斯用液氦冷卻汞，當溫度下降到4.2K（﹣268.95℃）時，汞的電阻變?yōu)榱?，這種現(xiàn)象被稱為超導現(xiàn)象，電阻為零時的溫度稱為臨界溫度。為了證實超導體的電阻為零，科學家將一個鉛制圓環(huán)放入溫度低于7.2K（﹣265.95℃）的空間，利用電磁感應在鉛制圓環(huán)內(nèi)激發(fā)起感應電流。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，環(huán)內(nèi)電流能持續(xù)下去，從1954年3月16日始，到1956年9月5日止，在兩年半的時間內(nèi)的電流一直沒有衰減，這說明圓環(huán)內(nèi)的電能沒有損失，這就是著名的昂尼斯持久電流實驗。這一實驗極大的激發(fā)了科學家們的研究熱情，國際上也對超導技術在電力方面的應用給予了極大的關注，開展了一系列可行性論證和一定規(guī)模的研究，但由于技術上和經(jīng)濟上的原因，這方面的應用研究都沒能實現(xiàn)預期的目標。隨著不斷的實驗，超導合金的出現(xiàn)使超導材料的臨界溫度也不斷提高。

1986年瑞士繆勒和柏諾茲發(fā)現(xiàn)了一種成分為鋇、鑭、銅、氧的陶瓷性金屬氧化物（La-Ba-Cu-O系氧化物）具有高于30K（﹣243.15℃）的約為35K的超導性。由于陶瓷性金屬氧化物通常是絕緣物質(zhì)，因此這個發(fā)現(xiàn)的意義非常重大，繆勒和柏諾茲因此而榮獲了1987諾貝爾物理學獎。此后，新的研究成果如雨后春筍般大量出現(xiàn)，出現(xiàn)了研究和發(fā)現(xiàn)的高潮。到了1987年底，臨界溫度達到125K（﹣148.15℃），短短一年多的時間臨界溫度幾乎提高了100K。

從此超導材料的研究方向朝向高溫超導材料發(fā)展，當然，高溫是相對于低溫而言，即使是高溫，依然遠低于冰點。所以在實際應用中超導材料需要制冷等操作，大大提高了成本，也使得超導材料不能大量應用。

超導材料在電力系統(tǒng)的應用

美國物理學家波恩特?特奧?馬梯阿斯指出：“電能的輸送是超導體最重要的應用之一?！卑l(fā)電站輸出電能常用鋁線和銅線。由于電阻的存在一部分電力在輸出過程中轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏?，存在著嚴重的損耗。而利用超導材料輸電，由于導線電阻消失，線路損耗也就降為零，用超導材料可制高效率大容量的動力電纜，并且可減少導體的需求量，節(jié)約大量有色金屬資源。

由于超導材料有零電阻的性質(zhì)，所以科學家想到把其應用到電力系統(tǒng)中，這樣可以大大減少電能的熱損耗，節(jié)約很大一部分電能。據(jù)統(tǒng)計，目前的銅或鋁導線輸電，約有15%的電能損耗在輸電線路上，單單是在中國，每年的電力損失即達1000多億度。若改為超導電纜輸電，節(jié)省的電能相當于新建數(shù)十個大型發(fā)電廠。

在電力領域，利用超導線圈磁體還可以將發(fā)電機的磁場強度提高到5萬～6萬高斯，并且?guī)缀鯖]有能量損失，這種發(fā)電機便是交流超導發(fā)電機。超導發(fā)電機的單機發(fā)電容量比常規(guī)發(fā)電機提高5～10倍，達1萬兆瓦，而體積卻減少1/2，整機重量減輕1/3，發(fā)電效率提高50%。超導發(fā)電機的另一個突出特點是有利于改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性。一般來說，發(fā)電機的電抗越小，系統(tǒng)就越穩(wěn)定。超導發(fā)電機的電抗大約只有普通發(fā)電機的l／4左右，因此在系統(tǒng)電抗相對較小時，系統(tǒng)的穩(wěn)定極限增加了約4倍。

另外，在2012年4月12日，中國船舶重工集團公司第七一二研究所研制的兆瓦級高溫超導電機實現(xiàn)滿負載穩(wěn)定運行，標志著我國首臺兆瓦級高溫超導電機研制成功。該電機具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，達到世界先進水平，對我國超導電機的戰(zhàn)略發(fā)展具有里程碑意義。今后，該所將著力進行大容量高溫超導電機的實用化研究，預計到2020年前進入工程研制，逐步將高溫超導電機技術推廣運用到電氣傳動和發(fā)電領域，實現(xiàn)該領域的新變革。

超導材料的前景展望

綜上所述，在電力系統(tǒng)中采用超導技術可增加電網(wǎng)的輸送容量、降低電能損耗、提高電力系統(tǒng)運行的可靠性和穩(wěn)定性、有利于保護環(huán)境．具有廣闊的應用前景?，F(xiàn)在超導電纜，超導發(fā)電機和超導電動機的研制都取得了重大進展，超導技術在電力系統(tǒng)中大規(guī)模應用的想法正在不斷成為現(xiàn)實。我國的電力科技發(fā)展必須緊跟世界電力科技發(fā)展的步伐，要加強對超導電纜，超導發(fā)電機和超導電動機等可改善電網(wǎng)運行參數(shù)、有利于系統(tǒng)穩(wěn)定且結(jié)構(gòu)相對簡單的超導電力設備的研制開發(fā)工作，爭取在超導材料的研究開發(fā)、超導設備的結(jié)構(gòu)設計、降低成本、經(jīng)濟運行等方面取得突破。

參考文獻：

1.林良真.肖立業(yè)；超導電力技術[期刊論文]-科技導報 2008(1)2.林良真；超導技術電力應用研究的進展與前景 1995(09)3.Buckles W;Hassenzahl W V； Superconducting magnetic energy storage[外文期刊] 2000(05)4.林良真；我國超導技術應用研究進展 1994(03)5.紀尚昆；超導技術在智能電網(wǎng)中的應用[期刊論文]-廣西電業(yè) 2010(1)6.Han S Development on superconductivity in China[外文期刊] 1981(05)7.海偉.楊宏偉；超導技術及其工程應用[期刊論文]-科技創(chuàng)新導報 2008(20)8.曹重光．超導及其在工業(yè)領域中的應片I．江丙電力職工大學學報，2001，3 9.馮瑞華;姜山;超導材料的發(fā)展與研究現(xiàn)狀[期刊論文]-低溫與超導 2007(06)10.楊軍;超導電性的研究及成用[期刊論文]-現(xiàn)代物理知識 2004(05)

第三篇：SDH在電力系統(tǒng)的應用

目錄

摘要..........................................................................................................................................................2 1.SDH技術的敘述.................................................................................................................................3 1.1 SDH的概念...................................................................................................................................3 1.2 SDH的產(chǎn)生背景...........................................................................................................................3 1.3 SDH的傳輸原理...........................................................................................................................3 1.4 SDH的特點...................................................................................................................................4 2.SDH各個組成......................................................................................................................................6 2.1 SDH的幀結(jié)構(gòu)...............................................................................................................................6 2.2 SDH信息基本單元.......................................................................................................................7 2.3 SDH的復用...................................................................................................................................7 2.4我國制定的復用結(jié)構(gòu)....................................................................................................................9 2.5 SDH的映射原理...........................................................................................................................9 2.6 SDH的網(wǎng)同步.............................................................................................................................11 3 SDH在電力系統(tǒng)中的應用及保護....................................................................................................13 3.1 SDH技術在電力系統(tǒng)應用.........................................................................................................13 3.2 SDH在電力系統(tǒng)中的典型應用.................................................................................................13 3.3 SDH在電力系統(tǒng)中的保護.........................................................................................................15 結(jié)束語....................................................................................................................................................19 致謝........................................................................................................................................................20 參考文獻................................................................................................................................................21SDH在電力系統(tǒng)的應用

摘要

信息網(wǎng)絡是信息社會的重要支撐。在同一網(wǎng)絡平臺上傳輸各種業(yè)務，減少網(wǎng)絡建設和運營費用，是21世紀通信發(fā)展的重要方向。為適應電力體制改革，加快電網(wǎng)智能化建設的步伐，電力通信網(wǎng)的規(guī)劃建設也正朝著這一方向努力發(fā)展。但是，怎樣保證電網(wǎng)調(diào)度通信業(yè)務在這個網(wǎng)絡平臺上滿足可用性及可靠性傳輸，是目前各級電力通信的技術管理部門積極研究的課題，也是國內(nèi)外設備制造廠商關注的焦點。對于電力系統(tǒng)通信的技術管理部門而言，怎樣科學、合理地運用公網(wǎng)設備解決電力通信網(wǎng)的業(yè)務傳輸，既要滿足公網(wǎng)業(yè)務和專網(wǎng)特種業(yè)務的要求，又要降低投資成本，有多種解決方式。隨著電網(wǎng)建設的不斷發(fā)展，電網(wǎng)企業(yè)正實施“三化一流”的發(fā)展戰(zhàn)略，其中最主要的一項發(fā)展戰(zhàn)略是推行主業(yè)現(xiàn)代化。推行主業(yè)現(xiàn)代化，就是要以電網(wǎng)為核心，實施統(tǒng)一規(guī)劃、建設、調(diào)度、管理和核算，實現(xiàn)電網(wǎng)運營現(xiàn)代化。以轉(zhuǎn)換經(jīng)營機制為核心，創(chuàng)造良好的企業(yè)形象和先進的經(jīng)濟指標，實現(xiàn)電網(wǎng)管理現(xiàn)代化。以加快信息資源的開發(fā)與利用為核心，建設技術先進、安全可靠、適應電力市場需求的信息網(wǎng)絡體系。而傳輸系統(tǒng)是信息網(wǎng)絡體系的基礎平臺，因此作為目前傳輸系統(tǒng)的關鍵技術：SDH的傳輸，當然也就成為是電力系統(tǒng)信息技術應用的關鍵因素，并且已經(jīng)成為電力系統(tǒng)信息化極其重要的組成部份。大多數(shù)電力生產(chǎn)信息、管理信息及調(diào)度信息均需通過SDH的傳輸網(wǎng)絡進行傳輸。

關鍵詞：SDH；電力系統(tǒng)；

1.SDH技術的敘述

1.1 SDH的概念

SDH（Synchronous Digital Hierarchy,同步數(shù)字體系）是一種將復接，線路傳輸及交換功能融為一體，并由統(tǒng)一網(wǎng)管系統(tǒng)操作的綜合信息傳送網(wǎng)絡，是美國貝爾通信技術所提出來的同步光網(wǎng)絡（SONET），國際電話電報咨詢員會（CCITT）(現(xiàn)ITU-T)于1988年接受了SONET概念并重新命名為SDH，使其成為不僅適用于光纖也適用于微波和衛(wèi)星傳輸?shù)耐ㄓ眉夹g體制，它可實現(xiàn)網(wǎng)絡有效管理，實時業(yè)務監(jiān)控。動態(tài)網(wǎng)絡維護，不同設備間的互通等多項功能，能大大提高網(wǎng)絡資源利用率，降低管理及維護費，實現(xiàn)靈活可靠和高效的網(wǎng)絡運行與維護，因此是當今世界信息領域在傳輸技術方面的發(fā)展和應用的熱點，受到人們的廣泛重視。

1.2 SDH的產(chǎn)生背景

SDH技術的誕生有其必然性，隨著通信的發(fā)展，要求傳送的信息不僅是話音，還有文字，數(shù)據(jù)，圖像和視頻等，加之通信和計算機的發(fā)展，在70至80年代，陸續(xù)出現(xiàn)了T1(DS1)/E1載波系統(tǒng)（1.544、2.048Mbps）X25幀中繼、ISDN（綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)）和FDDI(光纖分布式數(shù)據(jù)接口)等多種網(wǎng)絡技術，隨著信息社會的到來，人們希望現(xiàn)代信息傳輸網(wǎng)絡能快速。經(jīng)濟、有效地提供各種電路和業(yè)務，而上述網(wǎng)絡技術由于其業(yè)務的單調(diào)性，擴展的復雜性，帶寬的局限性，僅在原有內(nèi)修改或完善已無濟于事，SDH就是在這種下發(fā)展起來的。在各種寬帶光纖接入網(wǎng)技術中，了解SDH技術的接入 網(wǎng)系統(tǒng)是應用是普遍的。SDH的誕生解決了由于入戶媒質(zhì)的帶寬限制而跟不上骨干網(wǎng)和用戶業(yè)務需專業(yè)課的發(fā)展，而產(chǎn)生了用戶與核心網(wǎng)之間的接入瓶頸的問題，同時提高了傳輸網(wǎng)上大量帶寬的利用率，SDH技術自從90年代引入以來，至今已以是一種成熟。標準的技術，在骨干網(wǎng)中被廣泛采用，且價格越來越低，在接入網(wǎng)中應用可以將SDH技術核心網(wǎng)中的巨大帶寬優(yōu)勢和技術優(yōu)勢帶入接入網(wǎng)領域，充分利用SDH同步復用，標準化的光接口。強大的網(wǎng)管能力，靈活網(wǎng)絡拓撲能力和高可靠性帶來好處，在接入網(wǎng)的建設發(fā)展中長期受益。

1.3 SDH的傳輸原理

SDH采用的信息結(jié)構(gòu)等級稱為同步傳送模塊STM－N（Synchronous Transport，N=1，4，16，64），最基本的模塊為STM－1，四個STM－1同步復用構(gòu)成STM－4，16個STM－1或四個 STM－4同步復用構(gòu)成STM－16，四個STM－16同步復用構(gòu)成STM－64，甚至四個STM－64同步復用構(gòu)成STM－256；SDH采用塊狀的幀結(jié)構(gòu)來承載信息，每幀由縱向9行和橫向 270×N列字節(jié)組成，每個字節(jié)含8bit，整個幀結(jié)構(gòu)分成段開銷（Section OverHead，SOH）區(qū)、STM－N凈負荷區(qū)和管理單元指針（AU PTR）區(qū)三個區(qū)域，其中段開銷區(qū)主要用于網(wǎng)絡的運行、管理、維護及指配以保證信息能夠正常靈活地傳送，它又分為再生段開銷（Rege nerator Section OverHead，RSOH）和復用段開銷（Multiplex Section

OverHead，MSOH）；凈負荷區(qū)用于存放真正用于信息業(yè)務的比特和少量的用于通道維護管理的通道開銷字節(jié)；管理單元指針用來指示凈負荷區(qū)內(nèi)的信息首字節(jié)在STM－N幀內(nèi)的準確位置以便接收時能正確分離凈負荷。SDH的幀傳輸時按由左到右、由上到下的順序排成串型碼流依次傳輸，每幀傳輸時間為125μs，每秒傳輸1/125×1000000幀，對STM－1而言每幀字節(jié)為8bit×（9×270×1）=19440bit，則STM－1的傳輸速率為19440×8000=155.520Mbit/s；而STM－4的傳輸速率為4×155.520Mbit/s=622.080Mbit/s；STM－16的傳輸速率為16×155.520（或4×622.080）=2488.320Mbit/s。

SDH傳輸業(yè)務信號時各種業(yè)務信號要進入SDH的幀都要經(jīng)過映射、定位和復用三個步驟：映射是將各種速率的信號先經(jīng)過碼速調(diào)整裝入相應的標準容器（C），再加入通道開銷（POH）形成虛容器（VC）的過程，幀相位發(fā)生偏差稱為幀偏移；定位即是將幀偏移信息收進支路單元（TU）或管理單元（AU）的過程，它通過支路單元指針（TU PTR）或管理單元指針（AU PTR）的功能來實現(xiàn)；復用的概念比較簡單，復用是一種使多個低階通道層的信號適配進高階通道層，或把多個高階通道層信號適配進復用層的過程。復用也就是通過字節(jié)交錯間插方式把TU組織進高階VC或把AU組織進STM-N的過程，由于經(jīng)過TU和AU指針處理后的各VC支路信號已相位同步，因此該復用過程是同步復用復用原理與數(shù)據(jù)的串并變換相類似。

1.4 SDH的特點

（1）SDH傳輸系統(tǒng)在國際上有統(tǒng)一的幀結(jié)構(gòu)，數(shù)字傳輸標準速率和標準的光路接口，使網(wǎng)管系統(tǒng)互通，因此有很好的橫向兼容性，它能與現(xiàn)有的PDH完全兼容，并容納各種新的業(yè)務信號，形成了全球統(tǒng)一的數(shù)字傳輸體制標準，提高了網(wǎng)絡的可靠性；

（2）SDH接入系統(tǒng)的不同等級的碼流在幀結(jié)構(gòu)凈負荷區(qū)內(nèi)的排列非常有規(guī)律，而凈負荷與網(wǎng)絡是同步的，它利用軟件能將高速信號一次直接分插出低速支路信號，實現(xiàn)了一次復用的特性，克服了PDH準同步復用方式對全部高速信號進行逐級分解然后再生復用的過程，由于大大簡化了DXC，減少了背靠背的接口復用設備，改善了網(wǎng)絡的業(yè)務傳送透明性；

（3）由于采用了較先進的分插復用器（ADM）、數(shù)字交叉連接（DXC）、網(wǎng)絡的自愈功能和重組功能就顯得非常強大，具有較強的生存率。因SDH幀結(jié)構(gòu)中安排了信號的5％開銷比特，它的網(wǎng)管功能顯得特別強大，并能統(tǒng)一形成網(wǎng)絡管理系統(tǒng)，為網(wǎng)絡的自動化、智能化、信道的利用率以及降低網(wǎng)絡的維管費和生存能力起到了積極作用；

（4）由于SDH有多種網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)，它所組成的網(wǎng)絡非常靈活，它能增強網(wǎng)監(jiān)，運行管理和自動配置功能，優(yōu)化了網(wǎng)絡性能，同時也使網(wǎng)絡運行靈活、安全、可靠，使網(wǎng)絡的功能非常齊全和多樣化；

（5）SDH有傳輸和交換的性能，它的系列設備的構(gòu)成能通過功能塊的自由組合，實現(xiàn)了不同層次和各種拓撲結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡，十分靈活；

（6）SDH并不專屬于某種傳輸介質(zhì)，它可用于雙絞線、同軸電纜，但SDH用于傳輸高數(shù)據(jù)率則需用光纖。這一特點表明，SDH既適合用作干線通道，也可作支線通道。例如，我國的國家與省級有線電視干線網(wǎng)就是采用SDH，而且它也便于與光纖電纜混合網(wǎng)(HFC)相兼容。

（7）從OSI模型的觀點來看，SDH屬于其最底層的物理層，并未對其高層

有嚴格的限制，便于在SDH上采用各種網(wǎng)絡技術，支持ATM或IP傳輸；

（8）SDH是嚴格同步的，從而保證了整個網(wǎng)絡穩(wěn)定可靠，誤碼少，且便于復用和調(diào)整；

（9）標準的開放型光接口可以在基本光纜段上實現(xiàn)橫向兼容，降低了聯(lián)網(wǎng)成本。

2.SDH各個組成

2.1 SDH的幀結(jié)構(gòu)

ITU-T規(guī)定了STM-N的幀是以字節(jié)（8位）為單位的矩形塊狀幀結(jié)構(gòu)，如圖2-1所示

圖2-1 STM-N 幀結(jié)構(gòu)圖

從上圖看出STM-N的信號是9行×270×N列的幀結(jié)構(gòu)。此處的N與STM-N的N相一致，取值范圍：1，4，16，64??。表示此信號由N個STM-1信號通過字節(jié)間插復用而成。由此可知，STM-1信號的幀結(jié)構(gòu)是9行×270列的塊狀幀。由上圖看出，當N個STM-1信號通過字節(jié)間插復用成STM-N信號時，僅僅是將STM-1信號的列按字節(jié)間插復用，行數(shù)恒定為9行。STM-N信號的傳輸也遵循按比特的傳輸方式，信號幀傳輸?shù)脑瓌t是：幀結(jié)構(gòu)中的字節(jié)（8位）從左到右，從上到下一個字節(jié)一個字節(jié)（一個比特一個比特）的傳輸，傳完一行再傳下一行，傳完一幀再傳下一幀。ITU-T規(guī)定對于任何的STM等級，幀頻是8000幀/秒，也就是幀長或幀周期為恒定的125μs。E1 PDH信號的幀頻也是8000幀/秒。需要注意的是，對于任何STM級別幀頻都是8000幀/秒，幀周期的恒定是SDH信號的一大特點。由于幀周期的恒定使STM-N信號的速率有其規(guī)律性。例如STM-4的傳輸數(shù)速恒定的等于STM-1信號傳輸數(shù)速的4倍，STM-16恒定等于STM-4的4倍，等于STM-1的16倍。而PDH中的8.448Mbit/s信號速率≠2.048Mbit/s信號速率的4倍。SDH信號的這種規(guī)律性使高速SDH信號直接分出低速SDH信號成為可能，特別適用于大容量的傳輸情況。從圖2-1中可以看出，STM-N的幀結(jié)構(gòu)由3部分組成：段開銷，包括再生段開銷（RSOH）和復用段開銷（MSOH）；管理單元指針（AU-PTR）；信息凈負荷（payload）2.1.1信息凈負荷（payload）

信息凈負荷由STM-N幀傳送的各種業(yè)務信號組成。為了實時監(jiān)測低速業(yè)務信號在傳輸過程中是否出錯，在裝載低速信號的過程中加入了監(jiān)控開銷字節(jié)——通道開銷（POH）字節(jié)。POH作為信息凈負荷的一部分與業(yè)務信號一起裝載在STM-N幀中，在SDH網(wǎng)中傳送。它負責對低速信號進行通道性能監(jiān)視、管理和控制。

2.1.2段開銷（SOH）

段開銷是為了保證信息凈負荷正常靈活傳送所附加的供網(wǎng)絡運行、管理和維

護（OAM）使用的字節(jié)。段開銷又分為再生段開銷（RSOH）和復用段開銷（MSOH），分別對相應的段層進行監(jiān)控。RSOH和MSOH的區(qū)別主要在于監(jiān)管的范圍不同。舉個簡單的例子，若光纖上傳輸?shù)氖荢TM-16信號，那么，RSOH監(jiān)控的是STM-16整體的傳輸性能，而MSOH則是監(jiān)控STM-16信號中每一個STM-1的性能情況。RSOH在STM-N幀中的位置是第一到第三行的第一到第9×N列，共3×9×N個字節(jié)。MSOH開銷在STM-N幀中的位置是第5到第9行的第一到第9×N列，共5×9×N個字節(jié)。與PDH信號的幀結(jié)構(gòu)相比較，段開銷豐富是SDH信號幀結(jié)構(gòu)的一個重要的特點。2.1.2管理單元指針（AU-PTR）

AU-PTR是用來指示信息凈負荷的第一個字節(jié)（起始字節(jié)）在STM-N幀內(nèi)準確位置的指示符，以便信號的接收端能根據(jù)這個指針值所指示的位置找到信息凈負荷。管理單元指針位于STM-N幀中第4行的9×N列，共9×N個字節(jié)。

2.2 SDH信息基本單元

2.2.1信息容器（C）

信息容器的功能時將常用的PDH信號適配進入標準容器。目前，針對常用的PDH信號速率，G.707已經(jīng)規(guī)定了5種標準容器：C-

11、C-

12、C-

2、C-3與C-4。

2.2.2虛容器（VC）

由信息容器出來的數(shù)字流加上通道開銷后就構(gòu)成了虛容器，這是SDH中最重要的一種信息結(jié)構(gòu)，主要支持通道層連接。2.2.3支路單元（TU）

支路單元是一種為低階通道層與高階通道層提供適配功能的信息結(jié)構(gòu)，它由低階VC與TU PTR組成。其中TU PTR 用來指明低階VC在TU幀內(nèi)的位置，因而允許低階VC在TU幀內(nèi)的位置浮動，但TU PTR 本身在TU幀內(nèi)的位置是固定的。

2.2.4支路單元組（TUG）

一個或多個在低階VC凈負荷中占有固定位置的TU組成支路單元組。2.2.5管理單元（AU）

管理單元是一種為高階通道層與復用段層提供適配功能的信息結(jié)構(gòu)，它由高階VC與AU-PTR組成。其中AU-PTR 用來指明高階VC在STM-N幀內(nèi)的位置，因而允許高階VC在STM-N幀內(nèi)的位置浮動，但AU-PTR 本身在STM-N幀內(nèi)的位置是固定的。

2.2.6管理單元組（AUG）

一個或多個在STM幀中占有固定位置的AU組成管理單元組，它由若干個AU-3或單個AU-4按字節(jié)間插方式均勻組成。

2.3 SDH的復用

要通過SDH網(wǎng)絡傳輸業(yè)務信號，必須先將業(yè)務信號復用進STM-N信號幀當中。ITU-T規(guī)定了一整套完整的信號復用結(jié)構(gòu)（也就是復用途徑），通過這些途徑可將PDH 3個系列的數(shù)字信號以及其它信號通過多種形式復用成STM-N信號。ITU-T規(guī)定的復用結(jié)構(gòu)如圖2-3 7

圖2-3復用映射結(jié)構(gòu)

從上圖可以看出，從一個有效負荷到STM-N的復用途徑不是唯一的。例如：2Mbit/s的信號可通過兩種途徑復用成STM-N信號。

SDH網(wǎng)絡中的復用包括三種情況：

(1)低階SDH信號復用成高階SDH信號。

(2)低速支路信號（例如E1、E3、E4）復用成SDH信號STM-N。

(3)大于C-4容量（139.760Mbit/s）的高速信號（如高清晰度電視信號和IP路由信號）復用進STM-4和STM-16。

第一種情況在前面已經(jīng)提及，復用的方法主要通過字節(jié)間插復用方式來完成的。復用的個數(shù)是4合一，即4×STM-1→STM-4，4×STM-4→STM-16。在復用過程中保持幀頻不變（8000幀/秒），這就意味著高一級的STM-N信號是低一級的STM-N信號速率的4倍。在進行字節(jié)間插復用過程中，各幀的信息凈負荷和指針字節(jié)按原值進行間插復用，而段開銷則會有些取舍。在復用成的STM-N幀中，段開銷并不是所有低階SDH幀中的段開銷間插復用而成，而是舍棄了一些低階幀中的段開銷。第二種情況用得最多的就是將PDH信號復用進STM-N信號中去。SDH網(wǎng)絡的兼容性要求SDH的復用方式既能滿足異步復用（例如：將PDH信號復用進STM-N），又能滿足同步復用（例如STM-1→STM-4），而且能方便地由高速STM-N信號分/插出低速信號，同時不造成較大的信號時延和滑動損傷。這就要求SDH網(wǎng)絡需采用自己獨特的一套復用步驟和復用結(jié)構(gòu)。在這種復用結(jié)構(gòu)中，通過指針調(diào)整定位技術來取代125μs緩存器用以校正支路信號頻差和實現(xiàn)相位對準，各種業(yè)務信號復用進STM-N幀的過程都要經(jīng)歷映射（相當于信號打包）、定位（相當于指針調(diào)整）、復用（相當于字節(jié)間插復用）三個步驟。第三種情況通過級聯(lián)的方法實現(xiàn)。

級聯(lián)是一種結(jié)合過程，把多個虛容器組合起來，使得它們的組合容量可以當作一個保持比特序列完整性的單個容器使用。級聯(lián)分為相鄰級聯(lián)和虛級聯(lián)。VC-4相鄰級聯(lián)就是將相鄰的X個C-4的容量拼在一起，相當于形成一個大的容器，來滿足大于C-4的大容量客戶信號傳輸?shù)囊?。VC-4級的虛級聯(lián)就是把X個不同的STM-N中VC-4拼在一起形成一個大的虛容器作為一個整體使用。

2.4我國制定的復用結(jié)構(gòu)

盡管低速信號復用成STM-N信號的途徑有多種，但是對于一個國家或地區(qū)則必須使復用途徑唯一化。中國的光同步傳輸網(wǎng)技術體制規(guī)定了以2Mbit/s信號為基礎的PDH系列作為SDH的有效負荷，并選用AU-4的復用途徑，其結(jié)構(gòu)見圖2-4所示

圖2-4 中國的SDH基本復用映射結(jié)構(gòu)

2.5 SDH的映射原理

2.5.1映射的基本概念

映射是一種在SDH網(wǎng)絡邊界處（例如SDH/PDH邊界處），將支路信號適配進虛容器的過程。象我們經(jīng)常將各種速率（140Mbit/s、34Mbit/s、2Mbit/s）信號先經(jīng)過碼速調(diào)整，分別裝入到各自相應的標準容器中，再加上相應的低階或高階的通道開銷，形成各自相對應的虛容器的過程。2.5.2 映射的種類

為了適應各種不同的網(wǎng)絡應用情況，有異步、比特同步、字節(jié)同步三種映射方法與浮動VC和鎖定TU兩種模式。2.5.2(1)異步映射

異步映射是一種對映射信號的結(jié)構(gòu)無任何限制（信號有無幀結(jié)構(gòu)均可），也無需與網(wǎng)絡同步（例如PDH信號與SDH網(wǎng)不完全同步）。利用碼速調(diào)整將信號適配進VC的映射方法。在映射時通過比特塞入將其打包成與SDH網(wǎng)絡同步的VC信息包，在解映射時，去除這些塞入比特，恢復出原信號的速率，也就是恢復出原信號的定時。因此說低速信號在SDH網(wǎng)中傳輸有定時透明性，即在SDH網(wǎng)邊界處收發(fā)兩端的此信號速率相一致（定時信號相一致）。

此種映射方法可從高速信號中（STM-N）中直接分/插出一定速率級別的低速信號（例如2Mbit/s、34Mbit/s、140Mbit/s）。因為映射的最基本的不可分割單位是這些低速信號，所以分/插出來的低速信號的最低級別也就是相應的這些數(shù)率級別的低速信號。2.5.2(2)比特同步映射

此種映射是對支路信號的結(jié)構(gòu)無任何限制，但要求低速支路信號與網(wǎng)同步（例如E1信號保證8000幀/秒），無需通過碼速調(diào)整即可將低速支路信號打包成相應的VC的映射方法，注意：VC時刻都是與網(wǎng)同步的。原則上講此種映射方法可從高速信號中直接分/插出任意速率的低速信號，因為在STM-N信號中可精確定位到VC，由于此種映射是以比特為單位的同步映射，那么在VC中可以精確的定位到你所要分/插的低速信號具體的那一個比特的位置上，這樣理論上就可以分/插出所需的那些比特，由此根據(jù)所需分/插的比特不同，可上/下不同速率的低速支路信號。異步映射能將低速支路信號定位到VC一級就不能再深入細化的定位了，所以拆包后只能分出VC相應速率級別的低速支路信號。比特同步映射類似于將以比特為單位的低速信號（與網(wǎng)同步）進行比特間插復用進VC中，在VC中每個比特的位置是可預見的。2.5.2(3)字節(jié)同步映射

字節(jié)同步映射是一種要求映射信號具有字節(jié)為單位的塊狀幀結(jié)構(gòu)，并與網(wǎng)同步，無需任何速率調(diào)整即可將信息字節(jié)裝入VC內(nèi)規(guī)定位置的映射方式。在這種情況下，信號的每一個字節(jié)在VC中的位置是可預見的（有規(guī)律性），也就相當于將信號按字節(jié)間插方式復用進VC中，那么從STM-N中可直接下VC，而在VC中由于各字節(jié)位置的可預見性，于是可直接提取指定的字節(jié)出來。所以，此種映射方式就可以直接從STM-N信號中上/下64kbit/s或N×64kbit/s的低速支路信號。為什么呢？因為VC的幀頻是8000幀/秒，而一個字節(jié)為8bit，若從每個VC中固定的提取N個字節(jié)的低速支路信號，那么該信號速率就是N×64kbit/s。2.5.2(4)浮動VC模式

浮動VC模式指VC凈負荷在TU內(nèi)的位置不固定，由TU-PTR指示VC起點的一種工作方式。它采用了TU-PTR和AU-PTR兩層指針來容納VC凈負荷與STM-N幀的頻差和相差，引入的信號時延最?。s10μs）。采用浮動模式時，VC幀內(nèi)可安排VC-POH，可進行通道級別的端對端性能監(jiān)控。三種映射方法都能以浮動模式工作。前面講的映射方法：2Mbit/s、34Mbit/s、140Mbit/s映射進相應的VC，就是異步映射浮動模式。2.5.2(4)鎖定TU模式

鎖定TU模式是一種信息凈負荷與網(wǎng)同步并處于TU幀內(nèi)的固定位置，因而無需TU-PTR來定位的工作模式。PDH基群只有比特同步和字節(jié)同步兩種映射方法才能采用鎖定模式。

鎖定模式省去了TU-PTR，且在TU和TUG內(nèi)無VC-POH，采用125μs的滑動緩存器使VC凈負荷與STM-N信號同步。這樣引入信號時延大，且不能進行端對端的通道級別的性能監(jiān)測。綜上所述，三種映射方法和兩類工作模式共可組合成五種映射方式，我們著重講一講當前最通用的異步映射浮動模式的特點。異步映射浮動模式最適用于異步/準同步信號映射，包括將PDH通道映射進SDH通道的應用，能直接上/下低速PDH信號，但是不能直接上/下PDH信號中的64kbit/s信號。異步映射接口簡單，引入映射時延少，可適應各種結(jié)構(gòu)和特性的數(shù)字信號，是一種最通用的映射方式，也是PDH向SDH過渡期內(nèi)必不可少的一種映射方式。當前各廠家的設備絕大多數(shù)采用的是異步映射浮動模式。

浮動字節(jié)同步映射接口復雜但能直接上/下64kbit/s和N×64kbit/s信號，主要用于不需要一次群接口的數(shù)字交換機互連和兩個需直接處理64kbit/s和N×64k/s業(yè)務的節(jié)點間的SDH連接。

2.6 SDH的網(wǎng)同步

2.6.1網(wǎng)同步的基本原理

所謂同步，是使網(wǎng)內(nèi)運行的所有數(shù)字設備都工作在一個相同的平均速率上。如果數(shù)字傳輸不能保持同步，如兩個數(shù)字網(wǎng)絡之間不同步、或同一數(shù)字網(wǎng)內(nèi)的設備彼此不同步、或收發(fā)之間不同步等，則會使被傳輸?shù)臄?shù)字信號發(fā)生混亂，根本無法達到預定通信目的。如若發(fā)送時鐘快于接收時鐘，接收端就會丟失一些數(shù)據(jù)，即所謂漏讀滑動；如若發(fā)送時鐘慢于接收時鐘，接收端就會重讀一些數(shù)據(jù)，即所謂重讀滑動。因此為保證傳輸質(zhì)量，不僅要使網(wǎng)絡中的設備保持良好的同步狀態(tài)，而且還應保證網(wǎng)絡本身、網(wǎng)絡與網(wǎng)絡之間保持良好的同步狀態(tài)。2.6.2 網(wǎng)同步方式

在目前的SDH網(wǎng)絡中節(jié)點時鐘的同步有兩種方式：主從同步方式和相互同步方式。

2.6.2（1）主從同步方式

主從同步方式使用一系列分級的時鐘，每一級時鐘都與其上一級時鐘同步。在網(wǎng)絡中最高一級的時鐘稱為基準主時鐘或基準時鐘（PRC），它是一個高精度和高穩(wěn)定度的時鐘，該時鐘經(jīng)同步分配網(wǎng)（即定時基準分配網(wǎng)）分配給下面的各級時鐘。目前ITU-T將各級時鐘分為4類: 1.基準主時鐘，符合ITU-T G.811建議;2.轉(zhuǎn)接局時鐘，符合ITU-T G.812建議；3.端局從時鐘，符合ITU-T G.812建議；4.SDH網(wǎng)元時鐘，符合ITU-T G.813建議；通常，同步分配網(wǎng)采用樹形結(jié)構(gòu)，將定時基準信號送至網(wǎng)內(nèi)各節(jié)點，然后通過鎖相環(huán)使本地時鐘的相位鎖定到收到的定時基準上，從而使網(wǎng)內(nèi)各節(jié)點的時鐘都與基準主時鐘同步。這是一種單端控制方式，如圖2-6-2所示。

圖2-6-2 主從同步方式

等級主從同步方式的主要優(yōu)點是網(wǎng)絡穩(wěn)定性較好，組網(wǎng)靈活，適于樹形結(jié)構(gòu)和星形結(jié)構(gòu)，控制簡單，網(wǎng)絡的抗滑動性較好。主要缺點是對基準主時鐘和傳輸鏈路的故障較敏感，一旦基準主時鐘發(fā)生故障會造成全網(wǎng)的問題。為此，基準主時鐘應采用多重備份以提高可靠性。采用等級主從同步方式不僅與交換分級網(wǎng)相匹配，也有利于改進全網(wǎng)的可靠性。等級主從同步方式在各國公用電信網(wǎng)中獲得了廣泛的應用。

2.6.2(2)相互同步方式

在互同步系統(tǒng)中，不分時鐘級別，不設主時鐘，所有的時鐘皆采用互連方式。

即每個時鐘通過鎖相環(huán)受所有接收定時基準信號的共同加權(quán)控制，在各時鐘的相互作用下，如果網(wǎng)絡參數(shù)選擇合適，可以實現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)時鐘的同步。由于高穩(wěn)定、高可靠基準時鐘的出現(xiàn)，主從同步法獲得廣泛應用；而互同步法因易形成擾動，實際中已經(jīng)很少采用。SDH在電力系統(tǒng)中的應用及保護

3.1 SDH技術在電力系統(tǒng)應用

3.1.1 網(wǎng)絡架構(gòu)設計

電力輸電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，決定了電力通信網(wǎng)分級、分層、分區(qū)的傳輸網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)。國調(diào)中心至各大區(qū)(省)調(diào)度中心的電力通信為一級傳輸網(wǎng)、大區(qū)調(diào)度中心至各省級調(diào)度中心的電力通信為二級傳輸網(wǎng)、省級調(diào)度中心至各地區(qū)級調(diào)度中心的電力通信為三級傳輸網(wǎng)、地區(qū)級調(diào)度中心至各縣級調(diào)度所的電力通信為四級傳輸網(wǎng)、各縣級調(diào)度通信網(wǎng)便是電力通信的五級傳輸網(wǎng)。在實際建設過程中,還需要根據(jù)實際情況 ,考慮網(wǎng)絡建設和管理的復雜度 ,確定網(wǎng)絡的層次架構(gòu)。3.1.2 SDH用戶接入設備的布置

省調(diào)配置一套SDH用戶接入設備,將各地區(qū)通信網(wǎng)至省調(diào)及上級調(diào)度的主通道業(yè)務信號進行分叉/復接,實現(xiàn)業(yè)務重組;區(qū)調(diào)配置一套SDH用戶接入設備,將各縣通信網(wǎng),發(fā)電廠至區(qū)調(diào)、省調(diào)的主通縣調(diào)配置一套SDH用戶接入設備 ,將各變電所 ,發(fā)電廠至區(qū)調(diào)、省調(diào)的主通道業(yè)務信號進行分叉/復接,實現(xiàn)業(yè)務重組。SDH用戶接入設備,其基本是一套高性能的STM1的SDH網(wǎng),并能夠接入到STM16的網(wǎng)絡中組成SDH子網(wǎng)。

3.1.3 業(yè)務實現(xiàn)過程

考慮將來的業(yè)務擴展 ,根據(jù)業(yè)務需要分配帶寬顆粒 ,在傳輸系統(tǒng)中 ,一次變分配4個左右2M , 二次變分配3個2M ,局間提供分組交換所需2M。綜合業(yè)務接入網(wǎng)設備滿足如下需求:2/ 4 線音頻專線接入、Z接口延伸業(yè)務、熱線電話、POTS普通電話接入、繼電保護DDN專線業(yè)務、以太網(wǎng)等業(yè)務。3.1.4 保護方式的選擇分析

SDH的特點是其光環(huán)自愈功能。在光纖被切割等故障發(fā)生時仍能在短的時間內(nèi)恢復通信 ,這在保證整個通信系統(tǒng)的可靠性方面起重要作用。在實際設計過程中需要結(jié)合節(jié)點的分布根據(jù)不同的保護方式主要有兩種不同的網(wǎng)絡配置方案: SNC較適應于網(wǎng)孔型的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu);自愈環(huán)保適應于環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu),網(wǎng)絡通信容量較大,結(jié)構(gòu)簡單的大型網(wǎng)絡更為適用。

3.2 SDH在電力系統(tǒng)中的典型應用

3.2.1電力專網(wǎng)通信系統(tǒng)多業(yè)務傳輸解決方案的典型應用

一、行業(yè)典型應用要求或前提

即使在網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)比較復雜的情況下，如何保證電力通信高可靠性的要求？如何保證通信系統(tǒng)良好的可擴展性？如何保證通信系統(tǒng)的多種業(yè)務要求？

（1）以最省的方式組建SDH自愈網(wǎng)，且升級擴容方便；

（2）站業(yè)務容量不大，但總體要求接口豐富；

（3）設備具有高穩(wěn)定性，且可以統(tǒng)一監(jiān)控。

二、方案簡述及組網(wǎng)圖

針對以上要求，運用其專門研制的高性能高適應性的系列產(chǎn)品，提供了完善的光纖通信解決方案。

（1）H9MOX-1641型MSTP多業(yè)務光纖傳輸平臺，可支持多達12個光方向，尤其適合在復雜的網(wǎng)絡拓撲條件下組網(wǎng)。MSTP與傳統(tǒng)的SDH兼容，具備傳統(tǒng)SDH的特點，同時克服了傳統(tǒng)SDH的不足。它采用統(tǒng)計復用的方式對數(shù)據(jù)進行封裝，采用分布式以太網(wǎng)OVERSDH技術，具備2.5層數(shù)據(jù)交換能力。在由五個站點構(gòu)成的環(huán)網(wǎng)中，以太網(wǎng)數(shù)據(jù)對整個系統(tǒng)的帶寬要求僅僅為45M,由于采用了分布式交換系統(tǒng)，其使用效率遠遠高于傳統(tǒng)的SDH傳輸方案。

（2）三光方向的站點，采用H9MOS型SDH設備。

（3）兩光方向的站點,以及光方向不超過兩點的站點，采用H9MO-155型SDH設備。

（4）遠端站點容量較小，推出8＋1單板型PCM設備，具備8路以64K為單位的業(yè)務接口，種類齊全：普通語音接口、4E&M接口、2E&M接口、RS232接口、RS485接口、2&4線音頻接口、磁石接口、64K/128KV.35接口、64KG.703接口、熱線接口。和一路以太網(wǎng)接口或兩路N*64KV.35接口。

（5）端站點多，站點接入容量小的特點，使用了最多可接入14個E1設備的PCM局端設備，型號為：H5P-14，每個單板上一個2M容量，對外提供8路以64K為單位的業(yè)務接口和一路N*64K的數(shù)據(jù)接口。具有極高的性能價格比優(yōu)勢。

所有的設備可納入統(tǒng)一網(wǎng)管，每個設備都可提供RS232或RS485的監(jiān)控通道。在調(diào)度中心可對每一個變電站實行監(jiān)控。如圖3-2-1

圖3-2-1電力專網(wǎng)通信系統(tǒng)多業(yè)務傳輸組網(wǎng)圖

3.2.2 SDH電力通信承載網(wǎng)的應用

電力通信承載網(wǎng)建設的需求分析

電力通信承載網(wǎng)在為電力系統(tǒng)服務方面需為省局、電廠、變電站及與市局之間提供業(yè)務通道的基礎服務。電力通信承載網(wǎng)主要承載的業(yè)務包括：

數(shù)據(jù)業(yè)務——包括線路繼電保護和電網(wǎng)安全自動裝置數(shù)據(jù)、調(diào)度自動化（SCADA）、電能計量系統(tǒng)、變電站綜合自動化、電力市場數(shù)據(jù)和管理信息業(yè)務等。

話音業(yè)務——包括調(diào)度電話、行政電話、會議電話。

視頻業(yè)務——包括視頻會議系統(tǒng)及變電站自動監(jiān)控系統(tǒng)等。

多媒體業(yè)務——信息檢索、科學計算和信息處理、電子郵件、web應用、可視圖文、多媒體會議、視頻點/廣播、因特網(wǎng)接入業(yè)務和IP電話等話音業(yè)務；

通過更加深入地分析，我們可以看出： 在業(yè)務需求方面，目前大部分省份的電力通信網(wǎng)絡還無法實現(xiàn)管理信息系統(tǒng)橫向數(shù)據(jù)的充分交互，這和目前選用的通信手段很有關系。通過SDH或者ATM作為業(yè)務承載層，只能實現(xiàn)點到點的業(yè)務實現(xiàn)，面對點到多點、多點到多點的業(yè)務需求，實現(xiàn)起來就非常困難。在財務自動化系統(tǒng)內(nèi)，也同樣存在這樣的問題。此外，在辦公自動化方面還有信息發(fā)布、文檔查詢、公文流轉(zhuǎn)批閱、會議管理、電子郵件以及信息采編等。數(shù)據(jù)業(yè)務的需求已超過了電力通信網(wǎng)絡發(fā)展的速度，只有承載在分組化寬帶網(wǎng)絡上，充分利用萬兆、千兆、百兆高帶寬優(yōu)勢；充分利用MPLS、電信級以太網(wǎng)等先進技術才能更好的承載這些重要業(yè)務。

在拓撲結(jié)構(gòu)的選擇上，由于電力通信網(wǎng)絡光纖電路覆蓋面大，節(jié)點多且分散，距離長，業(yè)務密度集中，電路分期呈鏈形建設，很難形成網(wǎng)狀拓撲，也就無法發(fā)揮網(wǎng)狀拓撲的多路由可選、可靠性高、生存性強的優(yōu)勢。而鏈形和星形拓撲雖然符合電力系統(tǒng)通信電路分段建設的特點，但是其可靠性差，瓶頸現(xiàn)象嚴重成本較高。基于電信級以太網(wǎng)技術的環(huán)形網(wǎng)絡有多樣的環(huán)網(wǎng)類型（相交環(huán)、相切環(huán)、環(huán)與鏈），靈活的組網(wǎng)能力和成熟的自愈技術，更適合電力通信光網(wǎng)絡的組網(wǎng)。如圖3-2-2

圖3-2-2電力通信承載網(wǎng)

綜上所述，電力公司需要建設一個可靠安全、高速高效的多業(yè)務承載網(wǎng)絡，這個網(wǎng)絡應該是具備高可靠性、高安全、高寬帶、大容量、智能化的分組化網(wǎng)絡。

3.3 SDH在電力系統(tǒng)中的保護

3.3.1 加強通信網(wǎng)絡的設計

電力系統(tǒng)專業(yè)通信網(wǎng)的主要特點有：(1)用戶分布點多面廣；

(2)容量小但種類多，數(shù)據(jù)信息通道所占比例高；(3)隨著電網(wǎng)飛速發(fā)展，通信網(wǎng)絡變化大；(4)對電路要求的可靠性更高。

根據(jù)這些特點，要求設計通信主干網(wǎng)絡時，必須做到可靠、靈活方便、并具有可持續(xù)發(fā)展能力。針對SDH光纖通信而言，SDH的靈活方便性、通用性、自愈能力是其它設備無法比擬的，但是可靠性方面可通過網(wǎng)絡設計利用SDH的優(yōu)點來加以彌補。對于可靠性的要求，根據(jù)實際而定，一般以做到“任何一個站出現(xiàn)大故障，不能影響其他站的正常運行；任何設備的任何一塊板或某一個元件出現(xiàn)故障，不能影響本設備的正常運行”為設計標準。3.3.1(1)建立混合環(huán)形網(wǎng)

比較簡單的網(wǎng)絡設計是組成如圖的3-3-1(1)SDH基本環(huán)行結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)由一對光纖組成，STM-N信號同時在順時針方向(CW)和逆時針方向(CCW)傳輸。在正常狀態(tài)，一個或多個STM-M(M N)信號，或者其他能在STM-N幀內(nèi)攜帶的業(yè)務，同時在環(huán)內(nèi)沿CW和CCW方向發(fā)送。在接收點將出現(xiàn)兩個一樣的通道信號，一個作為主信號，一個作為備用信號。由于進入環(huán)中的支路信號要通過整個環(huán)傳輸，因此在整個環(huán)內(nèi)攜帶的業(yè)務的可用總帶寬不能超過STM-N容量，該帶寬由環(huán)內(nèi)所有節(jié)點共享，而且任何節(jié)點上的分插業(yè)務帶寬都不能重新使用，因此在初次設計時期，應配置最大可用容量。

圖3-3-1(1)SDH基本環(huán)行結(jié)構(gòu)圖

當光纜被切斷或某一節(jié)點設備失效時，兩個環(huán)(CW和CCW)中的一個仍可維持有效信號。通過通道選擇有效信號控制通道倒換，從而維持正常的業(yè)務。這樣便發(fā)揮了SDH的優(yōu)點，提高了網(wǎng)絡的可靠性。3.3.1(2)建立保護鏈路

電業(yè)局擬建東、西2個SDH環(huán)網(wǎng)，如圖3-3-2(2)所示。東環(huán)、西環(huán)均為SDH 2纖自愈環(huán)。SDH設備已采取復接器保護，線路保護，2纖自愈環(huán)保護，分支接口的1＋N保護，電源的1＋N保護等。僅對設備的可靠性而言，基本保證了任何一塊板(或一個元件)出現(xiàn)故障，不影響該機的正常運行的要求。SDH的自愈功能克服了由于某些原因出現(xiàn)大的故障或停機檢修時，只影響本身的通信，而不影響其它各站之間的通信，但是當中心站的A1和A2機出現(xiàn)大的故障而停機時，就意味著中心站與東環(huán)或西環(huán)的通信全部中斷，這種情況是不允許發(fā)生的。因此，根據(jù)電力通信的特點，設計網(wǎng)絡方案時，在A1機至D機和A2機至C機之間各設置了一條聯(lián)絡光路，充分利用D機、C機的路由保護功能，將東環(huán)或西環(huán)各

機的信息經(jīng)D機或C機同時送到A1機和A2機，使A1機和A2機起到互為備用的作用。這種A1機、A2機互為保護的方式還必須與3630智能PCM基群配套使用，利用3630PCM具有2個2M口進行自動倒換。

圖3-3-2(2)雙SDH環(huán)網(wǎng)圖

3.3.2選擇合理的SDH設備及網(wǎng)管系統(tǒng)

目前，世界各大電信公司均推出了自己的SDH產(chǎn)品，生產(chǎn)SDH設備的主要廠家有：美國AT＆T(2000系列)，法國A1catel,瑞典Ericsson(ETNA體系)，加拿大北方電信(Fiber-world體系)，中國的華為和中興，德國西門子和日本富士通等。3.3.2(1)SDH設備分類

SDH設備根據(jù)其種類可劃分為終端復用器TM，再生中繼器REG，分插復用器ADM和數(shù)字交叉連接設備DXC,在組網(wǎng)時要生視設備的各種接口的合理配置與設備在網(wǎng)絡中的恰當運用問題 3.3.2(2)選擇合理的SDH設備

在建設SDH 信網(wǎng)絡時 作為一項系統(tǒng)工程必須根據(jù)實際情況下選擇合理的SDH設備,進行詳細的規(guī)劃與設計。只有這樣 ,才能在電力通信投資較少、建設周期較長的情況下 ,達到預期的效果。3.3.2(3)SDH網(wǎng)管系統(tǒng)

SDH的網(wǎng)管系統(tǒng)不再停留在簡單的維護終端和告警管理上，而且能自動處理和管理所接網(wǎng)絡中各站設備的各種信息，并能對系統(tǒng)運行進行分析，還能通過遠端維護接口來處理和管理其他網(wǎng)絡中各站設備的各種信息，同時，能做到與PDH設備網(wǎng)管在一定程度上的兼容。

SDH傳輸網(wǎng)做為電力通信網(wǎng)，完善的SDH管理系統(tǒng)對全網(wǎng)的服務質(zhì)量和維護成本有著深刻的意義，和以往的PDH傳輸系統(tǒng)相比，SDH技術在起幀結(jié)構(gòu)中安排了相當豐富的開銷字節(jié)用于網(wǎng)絡的OAM&P。目前由于ITU-T在網(wǎng)元一級的管理標準比較完善，如G.784G.774系列、Q.811、Q.812等建議，而網(wǎng)絡一級的管理標準特別是信息模型還正在完善之中。

盡管SDH網(wǎng)絡管理系統(tǒng)的內(nèi)容相當豐富，但SDH管理系統(tǒng)的管理功能依然可以用TMN的五大管理功能進行描述，即故障管理功能，性能管理功能，配置管理功能，安全管理功能和記賬管理功能。

由于SDH設備不同三家的產(chǎn)品不同，在網(wǎng)絡管理方面存在異種ADH管理系統(tǒng)的互操作問題，即對被管理的SDH網(wǎng)絡資源的模型化，并具有一個共同的外部協(xié)議傳送的管理信息結(jié)構(gòu)。和TMN一樣，SDH管理系統(tǒng)也秉承了ISO/OSI

管理中面向目標（對象）和客戶、服務器方法，用管理目標抽象表示SDH傳送網(wǎng)的物理資源和邏輯資源。

另外，由于SDH傳輸網(wǎng)對其網(wǎng)絡管理的依賴性較大，因此，在對網(wǎng)絡管理軟件操作的過程中，一定要注意操作的規(guī)范化，在進行軟件版本升級過程中，要時刻注意網(wǎng)絡的運行情況，做好處理突發(fā)事件的準備。

結(jié)束語

SDH作為新一代的傳輸網(wǎng)體制，正迅猛發(fā)展。SDH通信模式，可以實現(xiàn)網(wǎng)絡有效管理、實時業(yè)務監(jiān)控、動態(tài)網(wǎng)絡維護、不同廠商設備間的互通等多項功能，能大大提高網(wǎng)絡資源利用率、降低管理及維護費用、實現(xiàn)靈活可靠和高效的網(wǎng)絡運行與維護?？梢越尤敫黝愲娏νㄐ艠I(yè)務,以此形成電力通信網(wǎng)絡的綜合化、數(shù)字化、智能化和寬帶化。我們在規(guī)劃或建立新的通信系統(tǒng)時，應首先考慮使用SDH設備，這樣就可以實現(xiàn)高效、高智能、高靈活和高生存能力、維護功能齊全、操作運行廉價的電力通信網(wǎng)，不僅可以更好地為電力系統(tǒng)生產(chǎn)、調(diào)度等服務，而且還使電力專用通信網(wǎng)今后以競爭力很強的價格進入市場，為電力公司開創(chuàng)新的收入來源、創(chuàng)造更好的經(jīng)濟效益打下基礎。

致謝

非常感謝王維維老師在畢業(yè)設計階段給我們的悉心的指導和熱心的幫助，從最初的選題到開題報告，從寫作提綱到一次又一遍的指出其中的具體問題，嚴格把關，循循善誘。在論文完成之際，謹向老師表示最崇高的敬意和最衷心的感謝。

參考文獻

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第四篇：變頻串聯(lián)諧振電纜交流耐壓試驗裝置在電力系統(tǒng)中應用的優(yōu)點

湖北儀天成電力設備有限公司

變頻串聯(lián)諧振電纜交流耐壓試驗裝置在電力系統(tǒng)中應用的優(yōu)點

串聯(lián)諧振試驗裝置是做什么的呢？該裝置主要針對220kV高壓套管、隔離開關的交流耐壓試驗，220kV主變的交流耐壓試驗設計制造。具有較寬的適用范圍，是地、市、縣級高壓試驗部門及電力安裝、修試工程單位理想的耐壓設備。該裝置主要由變頻電源、勵磁變壓器、電抗器、電容分壓器組成。湖北儀天成電力設備有限公司就YTC850串聯(lián)諧振試驗裝置做以下講解。

1、所需電源容量大大減小。串聯(lián)諧振電源是利用諧振電抗器和被試品電容諧振產(chǎn)生高電壓和大電流的，在整個系統(tǒng)中，電源只需要提供系統(tǒng)中有功消耗的部分，因此，試驗所需的電源功率只有試驗容量的1/Q。

2、設備的重量和體積大大減少。串聯(lián)諧振電源中，不但省去了笨重的大功率調(diào)壓裝置和普通的大功率工頻試驗變壓器，而且，諧振激磁電源只需試驗容量的1/Q，使得系統(tǒng)重量和體積大大減少，一般為普通試驗裝置的1/10。

3、改善輸出電壓的波形。諧振電源是諧振式濾波電路，能改善輸出電壓的波形畸變，獲得很好的正弦波形，有效的防止了諧波峰值對試品的誤擊穿。

4、防止大的短路電流燒傷故障點。在串聯(lián)諧振狀態(tài)，當試品的絕緣弱點被擊穿時，電路立即脫諧，回路電流迅速下降為正常試驗電流的1/Q。而并聯(lián)諧振或者試驗變壓器方式做耐壓試驗時，擊穿電流立即上升幾十倍，兩者相比，短路電流與擊穿電流相差數(shù)百倍。所以，湖北儀天成電力設備有限公司

串聯(lián)諧振能有效的找到絕緣弱點，又不存在大的短路電流燒傷故障點的憂患。

5、不會出現(xiàn)任何恢復過電壓。試品發(fā)生擊穿時，因失去諧振條件，高電壓也立即消失，電弧即刻熄滅，且恢復電壓的再建立過程很長，很容易在再次達到閃絡電壓前斷開電源，這種電壓的恢復過程是一種能量積累的間歇振蕩過程，其過程長，而且，不會出現(xiàn)任何恢復過電壓。

湖北儀天成電力設備有限公司是專業(yè)生產(chǎn)銷售電力檢測設備的技術型廠家，尤其是對變頻串聯(lián)諧振試驗裝置的生產(chǎn)有很多年的技術經(jīng)驗，我們承諾，凡我公司生產(chǎn)的電力檢測設備均享有三月包換，三年質(zhì)保，終身保修的售后服務。

第五篇：Gis在電力系統(tǒng)中的應用

GIS在電力系統(tǒng)中的應用

GIS的簡介和功能

GIS即地理信息系統(tǒng)(GIS, Geographic Information System)是一種基于計算機的工具，它可以對在地球上存在的東西和發(fā)生的事件進行成圖和分析。GIS 技術把地圖這種獨特的視覺化效果和地理分析功能與一般的數(shù)據(jù)庫操作（例如查詢和統(tǒng)計分析等）集成在一起。這種能力使 GIS與其他信息系統(tǒng)相區(qū)別，從而使其在廣泛的公眾和個人企事業(yè)單位中解釋事件、預測結(jié)果、規(guī)劃戰(zhàn)略等中具有實用價值。地圖制作和地理分析已不是新鮮事，但GIS執(zhí)行這些任務比傳統(tǒng)的手工方法更好更快。而且，在GIS技術出現(xiàn)之前，只有很少的人具有利用地理信息來幫助做出決定和解決問題的能力。電力GIS是將電力企業(yè)的電力設備、變電站、輸配電網(wǎng)絡、電力用戶與電力負荷和生產(chǎn)及管理等核心業(yè)務連接形成電力信息化的生產(chǎn)管理的綜合信息系統(tǒng)。它提供的電力設備設施信息、電網(wǎng)運行狀態(tài)信息、電力技術信息、生產(chǎn)管理信息、電力市場信息與山川、河流、地勢、城鎮(zhèn)、公路街道、樓群，以及氣象、水文、地質(zhì)、資源等自然環(huán)境信息集中于統(tǒng)一系統(tǒng)中。通過GIS可查詢有關數(shù)據(jù)、圖片、圖象、地圖、技術資料、管理知識等。

一、GIS特點

1、開放性

具有開放式環(huán)境及很強的可擴充性和可連接性。GIS技術支持多種數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，如 ORACLE、SYBASE、SQLSERVER等大型數(shù)據(jù)庫；運行多種編程語言和開發(fā)工具；支持各類操作系統(tǒng)平臺；為各應用系統(tǒng)，如SCADA、EMS、CRM、ERP、MIS、OA等提供標準化接口；可嵌入非專用編程環(huán)境。

2、先進性

GIS平臺采用與世界同步的計算機圖形技術、數(shù)據(jù)庫技術、網(wǎng)絡技術以及地理信息處理技術。系統(tǒng)設計采用目前最新技術，支持遠程數(shù)據(jù)和圖紙查詢，利用系統(tǒng)提供的強大圖表輸出功能，可以直接打印地圖、統(tǒng)計報表、各類數(shù)據(jù)等?？煞謱涌刂茍D紙、無級縮放、支持漫游、直接選擇定位等功能。系統(tǒng)具備完善的測量工具，現(xiàn)場勘查數(shù)據(jù)，線路桿塔等設備的初步設計，并可直接進行線路設備遷移與相關計算等，實現(xiàn)線路輔助設計與設備檔案修改。具有線路的方位或區(qū)域分析判斷功能，為用戶提供可靠的輔助決策，綜合統(tǒng)計分析，為管理決策人員提供依據(jù)。特別是把可視化技術和移動辦公技術納入GIS系統(tǒng)的總體設計范圍。地圖精度高，省級地圖的比例尺達到1：10000或1：5000，市級地圖比例尺達到1：1000或1：500，地圖能分層顯示山川、水系、道路、建筑物、行政區(qū)域等。

3、發(fā)展性

具有很強的可擴充性和可連接性。在應用開發(fā)過程中，考慮系統(tǒng)成功后進一步發(fā)展，包括維護性擴展功能和與其它應用系統(tǒng)的街接與整合的方便。開發(fā)工具一般采用J2EE、XML等。

二、電力GIS特點

電力GIS除具備GIS的基本特點外還具備如下特點：

1、電力系統(tǒng)運行參數(shù)實時性及信息的動態(tài)變化性，需要對瞬間信息及時收集、處理和分析。電力GIS對數(shù)據(jù)處理、存儲容量和傳輸速度均有較高的要求。

2、電網(wǎng)的多屬性數(shù)據(jù)要求GIS具備足夠的穩(wěn)定性和可靠性。根據(jù)電力行業(yè)技術標準及電力企業(yè)業(yè)務需求，系統(tǒng)具有良好的可維護性。電力GIS能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的一次輸入和多次輸出，以保證數(shù)據(jù)的一致性操作，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理和多層保護等，構(gòu)建高可靠性和高準確性的業(yè)務系統(tǒng)。

3、電力系統(tǒng)是一個龐大復雜系統(tǒng)，電力網(wǎng)的廣域性和電力設施的分散性及設備的多樣性，實時信息量大，系統(tǒng)接口復雜，信息的覆蓋面廣，電網(wǎng)的各種電壓等級及多用戶連接等需要GIS具備拓撲分析和轉(zhuǎn)換能力。

4、電力GIS的單機工作站方式已經(jīng)落后，且不適合電力企業(yè)信息系統(tǒng)實際需要。電力行業(yè)目前應用的GIS平臺安裝在局域網(wǎng)環(huán)境下，在網(wǎng)絡的應用和開發(fā)上整合信息，實現(xiàn)資源共享。

5、電力GIS具備安全保護的特點，電網(wǎng)設備的高精確度測量的經(jīng)緯度坐標數(shù)據(jù)是國家基礎信息資源，是國家安全的信息。

三、GIS在電力行業(yè)的應用

1、面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)建模，具有建模規(guī)則庫、電網(wǎng)圖的編輯及輸出工具。電力GIS平臺包括基本構(gòu)件層、系統(tǒng)環(huán)境層、數(shù)據(jù)庫連接層、圖形與數(shù)據(jù)接口工具層、應用系統(tǒng)層等。分層建立各種數(shù)據(jù)模型，并建立各層的連接關系。建立地理層信息與設備信息的拓撲和映射關系。電力GIS支持多空間同屏顯示和多空間關聯(lián)建模、多空間索引。

2、支持多種圖形處理與管理，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的多層映射，多維空間映射，提供完整、準確的地圖信息、高精度圖片、準確的技術參數(shù)，標尺準確，高精確度桿塔位置，按用戶需要自動生成專用地圖。

3、數(shù)據(jù)搜索快捷、線路圖表查詢準確和統(tǒng)計功能齊全。電力GIS實現(xiàn)電網(wǎng)數(shù)字化描述，其目的是能對電網(wǎng)實現(xiàn)快速查詢，及時掌握電網(wǎng)運行狀態(tài)，快速診斷電網(wǎng)故障，提高處理事故能力，保證電網(wǎng)運行質(zhì)量以及提高用戶服務質(zhì)量。GIS可對圖形數(shù)據(jù)、可執(zhí)行圖形和屬性數(shù)據(jù)的嵌套操作與映射查詢關系運算；根據(jù)電力系統(tǒng)提供的配電設備的圖形、屬性信息與地理位置、地形數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、線路走向數(shù)據(jù)、線路設備歷史檔案和即時信息，對線路設計方案、施工方案、搶修和停電措施提供決策依據(jù)及輔助決策。

4、電力GIS能夠?qū)崿F(xiàn)與電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)、電力用戶關系管理系統(tǒng)、電力營銷系統(tǒng)、電力市場管理系統(tǒng)等應用系統(tǒng)共享相關信息。支持多種管理應用系統(tǒng)的連接，其中包括與企業(yè)的MIS系統(tǒng)融為一體。GIS系統(tǒng)中的設備管理對其生命周期實行全過程跟蹤，包括對設備信息的查詢、屬性數(shù)據(jù)的修改、設備的維修信息管理等。

5、電力GIS對信息庫進行安全保護，制定管理與使用的安全保密措施和機制，包括內(nèi)外網(wǎng)絡的隔離、重要電力設施電子地圖和設備信息數(shù)據(jù)庫的保護等。安全措施在系統(tǒng)總體設計與建設中充分考慮，并嚴格實施，對應用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)實現(xiàn)多層安全保護，設置用戶權(quán)限以保證系統(tǒng)資源共享下的安全，使系統(tǒng)能在可靠安全的環(huán)境下運行。

電力系統(tǒng)所管轄的電網(wǎng)線路和設施分布在廣闊的地域上，因此就很需要有GIS來為其所用。電力信息系統(tǒng)與其它信息系統(tǒng)不同之處在于它需要在數(shù)據(jù)庫中記錄地理信息，而且有兩種類型的地理信息：電力設施的詳細位置信息和設施之間的空間關系信息。

GIS系統(tǒng)是通過GIS技術對電力系統(tǒng)基礎數(shù)據(jù)進行計算機管理，能夠在地理背景圖上管理配電網(wǎng)圖形資料和非圖形參數(shù)，真實反映電網(wǎng)線路的實際走向、各種電力設備的地理位置、對所屬電力用戶的供電方式等各種信息，并結(jié)合DMS中實時控制和離線應用，在地理背景圖上顯示電力系統(tǒng)實際運行狀況。

通過GIS軟件技術對配電網(wǎng)基礎數(shù)據(jù)進行計算機管理，把GIS系統(tǒng)中實時控制和離線應用有機結(jié)合，形成一個具有空間概念（地理環(huán)境信息）和基礎信息（電網(wǎng)資料和用戶資料）的分層管理數(shù)據(jù)庫，既能方便地進行查詢和管理，為配電網(wǎng)運行管理提供一個有效的、具有地理信息的網(wǎng)絡模型，又為GIS系統(tǒng)提供基礎數(shù)據(jù)庫平臺，支持系統(tǒng)許多應用軟件的開發(fā)和其他功能的實現(xiàn)，如故障投訴管理、配網(wǎng)工作（設計、施工和檢修）管理、用電營業(yè)管理系統(tǒng)等。

電力客戶服務中心系統(tǒng)“95598”，用于處理用電客戶進行故障報修、投訴舉報、咨詢登記、信息查詢等業(yè)務，對于用戶來說，更多的是進行用戶用電的故障報修，信息員可以根據(jù)用戶提供的地點，從GIS系統(tǒng)中通過相關操作查詢與之相對應的用戶桿號，然后通過座席系統(tǒng)Agent下發(fā)派工單到配電搶修班或其他相關部門，指揮搶修車輛達到現(xiàn)場進行維修，再由搶修相關人員將現(xiàn)場故障情況及處理結(jié)果及時反饋給客戶服務中心。

配電GIS與電力客戶服務中心系統(tǒng)“95598”相結(jié)合，可以快速、準確的根據(jù)用戶的故障投訴電話判斷發(fā)生故障的地點、搶修隊伍目前所處位置、及時派出搶修人員，縮短停電時間。近幾年，電力系統(tǒng)相繼開發(fā)建設了一大批GIS應用系統(tǒng)。如大連供電公司配電地理信息系統(tǒng)，長春供電公司用電GIS綜合管理系統(tǒng)，南昌供電局SCZDA/AM/FM/GIS自動化主站系統(tǒng)，貴陽南區(qū)供電局配網(wǎng)地理系統(tǒng)，甘肅送變電工程公司輸電管理地理信息系統(tǒng)等。下面介紹在系統(tǒng)運行管理方面

GIS在電力系統(tǒng)運行管理方面的應用

1、北京供電公司配電生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)自2002年1月在北京供電公司、海淀、朝陽、豐臺、石景山供電分公司和電纜管理處等單位安裝以來，運行穩(wěn)定，很大程度上提高了公司管理水平和工作效率。

2、山西省電力公司和山西晉城供電分公司2002年12月開始實施的“基于空間信息的電網(wǎng)綜合管理系統(tǒng)”實現(xiàn)了山西電網(wǎng)的全面統(tǒng)一管理。

3、江蘇省電力公司信息中心，積極推進電力GIS的應用和研究，把輸電管理系統(tǒng)、調(diào)度管理信息系統(tǒng)、客戶服務系統(tǒng)建立在GIS平臺上。

4、上海滬西供電所通過電力GIS搭建數(shù)字電網(wǎng)實時系統(tǒng)，監(jiān)控轄區(qū)內(nèi)150萬用戶的用電狀態(tài)，改革供電服務業(yè)務方式，通過GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)準確定位，對電力線路實施維護。從電力輸電預警系統(tǒng)分析線路運行故障，向班組發(fā)布搶修指令。利用GIS系統(tǒng)輸出出事現(xiàn)場電路設備信息和接線分布圖，為搶修車趕赴現(xiàn)場的工程人員提供準確的設備和線路信息。

GIS為電力信息化建設做出了巨大貢獻，對電力行業(yè)的發(fā)展起到了積極促進作用，但同時應當看到我國電力GIS與國外先進水平還有很大差距。美國在20世紀90年代初就提出了“數(shù)字地球”的概念，而我國的地理信息系統(tǒng)才剛剛發(fā)展幾年。相信我國電力GIS的應用空間和應用深度還很大，相信通過我們的努力會將電力GIS的水平提高到一個新的高度，電力GIS在不久的將來會到達光輝的頂點。參考文獻：

1.《大連供電公司配電地理信息系統(tǒng)-查詢版操作手冊》，深圳市雅都軟件股份有限公司，2004年9月出版

2.《配電GIS戶外數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的建設與思考》，袁晨 趙曉純，2006年12月發(fā)表

3.《手持GPS在配網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的應用》，農(nóng)村電氣化，2007年第4期

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