胡慧萍，周 琦，劉佳誕

(無錫供電公司，江蘇無錫214061)

為保證我國能源和電力的可靠供應，實現(xiàn)電力工業(yè)與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，滿足社會經(jīng)濟快速發(fā)展的用電需求，國家電網(wǎng)公司提出了建設以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、以各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅強電網(wǎng)為基礎，利用先進的通信、信息和控制技術，構(gòu)建以信息化、自動化、互動化為特征的自主創(chuàng)新、國際領先的堅強智能電網(wǎng)的戰(zhàn)略發(fā)展目標[1]。2012年，無錫供電公司以電網(wǎng)戰(zhàn)略發(fā)展目標為依據(jù)，以網(wǎng)架完善、配電自動化建設、應用系統(tǒng)集成為目標，在無錫太湖新城區(qū)域開展配電自動化試點建設，實現(xiàn)建設區(qū)域內(nèi)配電網(wǎng)實時監(jiān)控和配電網(wǎng)智能化運行管理，為配電網(wǎng)運行和管理提供更為全面的配電運行信息，提升配電網(wǎng)信息化、自動化、互動化能力，加強配網(wǎng)智能化運行管理和優(yōu)質(zhì)服務水平。同時結(jié)合配電自動化建設以光纖通信為主，無線公網(wǎng)為輔的無錫配電通信網(wǎng)，用于承載配網(wǎng)自動化、用電信息采集和用電營銷等業(yè)務[2]。

1 無錫配電通信網(wǎng)現(xiàn)狀

2012年無錫供電公司結(jié)合無錫配電自動化試點項目建成了以無錫配電自動化主站為核心節(jié)點，以110 kV大壩、金匱、新明、楊亭變電站和35 kV春雷、商貿(mào)變電站為匯聚節(jié)點的無錫配電通信網(wǎng)，網(wǎng)絡為太湖新城區(qū)域內(nèi)905個開關站、配電室、環(huán)網(wǎng)柜和柱上開關的配電終端裝置（簡稱配電終端）提供自動化信息業(yè)務傳送平臺（如圖1所示）。

1.1 總體目標與技術線路

無錫配電通信網(wǎng)建設確立以滿足配電信息交互可靠性、安全性、實時性為目的，以智能配電需求和今后擴展應用為遠期發(fā)展目標，采用經(jīng)濟合理、先進成熟的通信技術，建設高速、雙向、實時、集成的，便于管理、具有良好擴展性的配電通信系統(tǒng)為總體目標[3]。同時以網(wǎng)絡分層分級、通信技術光纖為主、公網(wǎng)無線為輔助、設備選用工業(yè)級產(chǎn)品和通信線路與電力同步建設的4個方面的技術線路。

圖1 無錫配電通信網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)

（1）采用分層分級建設原則，建設配電主站、變電站、10 kV配電站點兩層配電網(wǎng)信息傳送網(wǎng)絡。

（2）首選工業(yè)級以太網(wǎng)交換機和EPON通信方式，不具備光纜敷設條件的站點采用無線等其他通信方式作為補充。新建環(huán)網(wǎng)柜應實現(xiàn)同步實現(xiàn)光纜鋪設，現(xiàn)狀重點環(huán)網(wǎng)柜應創(chuàng)造條件實現(xiàn)光纜通信。

（3）采用成熟、穩(wěn)定、可靠的通信設備，具備抵御高溫、低溫、雷電和強磁場等環(huán)境侵襲的性能。

（4）配電通信網(wǎng)站點基、改建工程中涉及電纜溝道、管井改造、建設及市政管道建設時應一并考慮光纜通道，并同期敷設，逐漸擴大光纖通信覆蓋率。

1.2 組網(wǎng)原則與網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)

無錫配電通信網(wǎng)建設方案可研期間，確立對三遙配電自動化區(qū)域站點建設專用光纖通信網(wǎng)，對二遙配電自動化區(qū)域站點采用通用分組無線服務技術（GPRS）公網(wǎng)，并通過虛擬專用網(wǎng)（VPN）專線、正反向隔離等措施實現(xiàn)安全防護的組網(wǎng)原則[4]。

在通信網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)上確立了以10 kV配電網(wǎng)的開關站、配電室、環(huán)網(wǎng)單元、柱上開關、配電變壓器、分布式能源站點、電動汽車充電站為通信建設網(wǎng)絡節(jié)點。網(wǎng)絡采用二級分層結(jié)構(gòu)進行組網(wǎng)，分別為配電自動化主站系統(tǒng)到變電站通信層和變電站到配電終端通信層。

配電自動化主站系統(tǒng)到變電站通信層是以設置在無錫供電公司大樓內(nèi)無錫配網(wǎng)自動化主站為核心，大壩、金匱、新明、楊亭、春雷、商貿(mào)變電站作為配電終端信息匯聚點，采用無錫城區(qū)骨干通信網(wǎng)作為傳輸層形成無錫配電通信網(wǎng)環(huán)網(wǎng)運行模式，用于承載變電站匯聚交換機匯集的10 kV配電終端信息。

變電站到配電終端通信層優(yōu)先選擇實時可靠性高、擴展性好的工業(yè)以太網(wǎng)交換機和EPON光纖混合組網(wǎng)方式實現(xiàn)重要配電終端三遙通信，采用無線公網(wǎng)方式實現(xiàn)其余配電終端兩遙通信。

2 無錫配電通信網(wǎng)技術政策分析

截至2013年，無錫配電網(wǎng)A、B類區(qū)域共計7542個配電終端，2014年結(jié)合無錫配電通信網(wǎng)建成投運，運行站點達905個，并初步驗證了光纖通信和無線公網(wǎng)能夠滿足自動化三遙數(shù)據(jù)高帶寬、高可靠性傳輸和二遙數(shù)據(jù)實時傳送的要求（見表1）。

表1 無錫配電通信網(wǎng)通信覆蓋統(tǒng)計

無錫配電自動化試點建設為無錫配電通信網(wǎng)整體規(guī)劃完善規(guī)劃目標、技術線路提供了實踐依據(jù)。

2.1 完善無錫配電網(wǎng)規(guī)劃目標

目前無錫配電網(wǎng)A、B類區(qū)域通信站點905個站點，通信覆蓋率僅為12%，嚴重制約了無錫配電網(wǎng)智能化建設步伐。隨著智能電網(wǎng)配用電側(cè)信息化應用水平不斷提高，現(xiàn)有配電通信網(wǎng)顯然無法滿足需要。完善無錫配電網(wǎng)規(guī)劃目標成為首先要解決的問題。

2014年無錫配電通信網(wǎng)提出了對無錫配電網(wǎng)A+、A類區(qū)域自動化站點采用光纖全覆蓋；B、C類區(qū)域三遙終端采用光纖覆蓋，B、C、D類區(qū)域二遙采用無線公網(wǎng)覆蓋規(guī)劃目標。同時在建設無錫配電網(wǎng)時，應同期建成網(wǎng)絡統(tǒng)一網(wǎng)管平臺，實現(xiàn)配電通信網(wǎng)設備、通信通道、重要通信站點的工作狀態(tài)集中監(jiān)視和統(tǒng)一集中管理。

2.2 完善無錫配電網(wǎng)技術線路

在無錫配電自動化試點建設中確立的無錫配電通信網(wǎng)技術線路有效地指導了建設方案制定、通信設備選型和配電網(wǎng)絡建設。但是對于無錫配電通信網(wǎng)整體規(guī)劃缺乏全面性和整體性。

根據(jù)表1，無線公網(wǎng)覆蓋站點為79%，光纖覆蓋站點為21%。終端設備信息傳容量較小，無錫配電網(wǎng)A、B類區(qū)域配電終端達8000多臺，如采用光纖來覆蓋需敷設光纜18 000 km，投資將達到3.6億元；采用公網(wǎng)無線網(wǎng)承載8000多臺配電終端，按10 a投資回報率計算，則需0.8億元。如果仍堅持以光纖為主、公網(wǎng)無線為輔助的技術線路，將嚴重制約無錫配電通信網(wǎng)的建設速度。

2014年針對配電網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)、配電終端信息傳送和無線公網(wǎng)區(qū)域覆蓋率等特點，完善了無錫配電網(wǎng)技術線路。

（1）通信配電通信網(wǎng)是實現(xiàn)配電自動化和用戶用電信息采集系統(tǒng)的基礎設施，網(wǎng)絡設計應具有一定的前瞻性，根據(jù)一次電網(wǎng)、配電自動化系統(tǒng)和用戶用電信息采集系統(tǒng)應用的總體規(guī)劃和中長期目標，綜合多種應用需求，統(tǒng)一規(guī)劃設計，分步實施。

（2）根據(jù)城市建設具體情況和配用電應用系統(tǒng)對不同區(qū)域的功能要求，充分考慮配網(wǎng)改造工程多、網(wǎng)架頻繁變動的特點，因地制宜，選擇合適的主導通信方式，采用光纖、無線公網(wǎng)相結(jié)合的原則組建。

（3）嚴格遵循“安全分區(qū)、網(wǎng)絡專用、橫向隔離、縱向認證”的原則，符合電力二次系統(tǒng)安全防護的相關要求，生產(chǎn)控制大區(qū)（I、II區(qū)）和管理信息大區(qū)業(yè)務（III、IV區(qū)）應實現(xiàn)物理隔離。

（4）配電自動化終端二遙節(jié)點采用無線公網(wǎng)方式實現(xiàn)通信。無線公網(wǎng)采用APN+虛擬專用數(shù)據(jù)網(wǎng)（VPDN）技術實現(xiàn)無線虛擬專有通道，通過認證服務器對接入終端進行身份認證和地址分配，在主站系統(tǒng)和公共網(wǎng)絡之間采用有線專線+通用路由封裝（GRE）等手段，運營商與公司傳輸數(shù)據(jù)時通過安全接入平臺接入公司內(nèi)部通信網(wǎng)絡。

（5）在建設通信接入網(wǎng)絡時，同期建成通信接入網(wǎng)設備網(wǎng)管，網(wǎng)管北向接口均應滿足TMS要求。

（6）終端通信接入網(wǎng)所采用的光纜應與配電網(wǎng)一次網(wǎng)架同步規(guī)劃、同步建設，或預留相應位置和管道，滿足配電自動化中、長期建設和業(yè)務發(fā)展需求。光纜芯數(shù)不少于24芯；架空線路，優(yōu)先采用在線路下方加掛全介質(zhì)自承式光纜（ADSS）光纜；對地下電纜，可沿溝（管、隧）道鋪設阻燃型管道光纜。對直埋電纜，可在電纜旁以符合電氣安全和地埋工藝要求的方式同時鋪設光纜，或采用光纖復合中壓電纜。

（7）終端通信接入網(wǎng)變電站側(cè)設備電源應優(yōu)先考慮站用通信電源；配電終端側(cè)通信設備電源應與配電終端電源一體化配置。

2.3 無錫配電通信網(wǎng)應用案例

2014年無錫供電公司在太湖新城建設投運了配電通信網(wǎng)，網(wǎng)絡以110 kV大壩變、金匱變、新明變、楊亭變、春雷變、商貿(mào)變電所為網(wǎng)絡匯接點，建設6個無錫配電通信子網(wǎng)，以工業(yè)以太網(wǎng)交換機和無線GPRS覆蓋197座站供配所、437座環(huán)網(wǎng)柜、261臺柱上開關，以滿足配電自動化二遙、三遙功能。其中光纖覆蓋節(jié)點為165個，公網(wǎng)無線GPRS覆蓋節(jié)點為730個 （如圖2、圖 3 所示）。

圖2 無錫配電通信光纖網(wǎng)絡

圖3 無錫配電通信網(wǎng)無線網(wǎng)絡

3 結(jié)束語

在配電通信網(wǎng)建設和規(guī)劃中，不能簡單復制骨干通信網(wǎng)規(guī)劃思路，要結(jié)合配電終端工作特點，重點研究無錢公網(wǎng)在配電通信網(wǎng)的應用前景，突破無線公網(wǎng)信息傳輸安全上的瓶頸，加大無線公網(wǎng)在配電網(wǎng)的應用，同時在確立EPON和工業(yè)以太網(wǎng)作為配電通信網(wǎng)傳輸設備的前提下，研討PTN通信技術在配電通信網(wǎng)的應用前景，以加快配電通信網(wǎng)建設步伐，更好地服務智能配電網(wǎng)的建設。

[1]雷維禮，馬立香，等.接入網(wǎng)技術[M].北京：清華大學出版社，2006：36-49.

[2]張中荃.接入網(wǎng)技術[M].3版.北京：人民郵電出版社，2013：123-126.

[3]秦 健，施金陽，孫 超.縣域配電網(wǎng)配電自動化系統(tǒng)的通信方案選擇[J].江蘇電機工程，2014，33（4）：44-47.

[4]韋惠民，李國民，等.移動通信技術[M].北京：人民郵電出版社，2006：92-98.