白濤

（國網(wǎng)河北電力公司，河北石家莊 050021）

配網(wǎng)自動化通信技術(shù)的研究

白濤

（國網(wǎng)河北電力公司，河北石家莊 050021）

通信是配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的重要組成部分，是配網(wǎng)控制中心實現(xiàn)對遠(yuǎn)方終端的數(shù)據(jù)信息傳輸、采集和進(jìn)行控制的必要手段，對配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的構(gòu)成和功能的實現(xiàn)起著十分重要的作用。本文通過分析配網(wǎng)自動化業(yè)務(wù)對通信的需求，光纖、載波、無線等通信技術(shù)應(yīng)用于配網(wǎng)通信的優(yōu)缺點，闡述了無線專網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于配網(wǎng)自動化通信的優(yōu)勢，提出了配網(wǎng)自動化通信網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)體制規(guī)劃建議。

配網(wǎng)自動化 配網(wǎng)通信 無線專網(wǎng)

智能電網(wǎng)的建設(shè)以“信息化、自動化、互動化”為特征，覆蓋發(fā)電、輸電、變電、配電、電、調(diào)度等環(huán)節(jié)為實現(xiàn)智能電網(wǎng)的配電自動化，必須利用經(jīng)濟合理、先進(jìn)成熟的通信技術(shù)，建設(shè)好10kV配網(wǎng)通信，支持智能電網(wǎng)各類業(yè)務(wù)的靈活接入。

1 配網(wǎng)自動化業(yè)務(wù)需求分析

配網(wǎng)自動化業(yè)務(wù)主要包括配電自動化和計量自動化業(yè)務(wù)，覆蓋開關(guān)站、環(huán)網(wǎng)柜、柱上開關(guān)、公用/專用配網(wǎng)變壓器、配電線路、220/ 380kV、低壓抄表集中器等，主要業(yè)務(wù)特性及通信需求如下：

1.1 配電自動化業(yè)務(wù)

業(yè)務(wù)點范圍：所有配網(wǎng)節(jié)點設(shè)備遙信信息的采集；部分配網(wǎng)節(jié)點（如重要開關(guān)）設(shè)備的遙測、遙控采集和控制。

業(yè)務(wù)采集范圍：按照對配電自動化系統(tǒng)功能影響的重要程度，遙信、遙測和遙控要采集的信息分重要信息量和次要信息，裝置流量約1k。

業(yè)務(wù)特性及通信需求：遙信、遙測業(yè)務(wù)通信時延＜2s；遙控業(yè)務(wù)通信時延＜1s；通信可靠性要求為99%以上。

1.2 計量自動化業(yè)務(wù)

計量自動化業(yè)務(wù)以實現(xiàn)變電站、電廠、專變大客戶、配變、低壓客戶供用電數(shù)據(jù)采集與管理的一體化應(yīng)用為目標(biāo)，在功能上實現(xiàn)負(fù)荷管理與負(fù)荷控制、廠站電能量數(shù)據(jù)自動采集、配變監(jiān)測、低壓抄表等業(yè)務(wù)管理。

1.3 配網(wǎng)自動化業(yè)務(wù)通信需求小結(jié)

安全性要求高：業(yè)務(wù)必須滿足《電力二次系統(tǒng)安全防護(hù)總體方案》的要求，電力二次系統(tǒng)安全防護(hù)工作應(yīng)堅持安全分區(qū)、網(wǎng)絡(luò)專用、橫向隔離、縱向認(rèn)證的原則。可靠性要求高：通信設(shè)備應(yīng)具備工業(yè)級可靠性，配網(wǎng)自動化的通信系統(tǒng)是在戶外運行的，容易導(dǎo)致材料老化，

故要求能經(jīng)受起惡劣氣候的考驗，同時能經(jīng)受噪音、電磁、雷電等的干擾，保持穩(wěn)定運行。

配網(wǎng)自動化節(jié)點數(shù)量十分龐大，信息點非常多且分散，覆蓋范圍很廣?，F(xiàn)階段配網(wǎng)自動化業(yè)務(wù)通信需求緊迫，在滿足業(yè)務(wù)高可靠性、安全性要求的同時，迅速實現(xiàn)配網(wǎng)自動化節(jié)點的廣泛覆蓋是配網(wǎng)通信最迫切需要解決的問題。

2 配網(wǎng)通信技術(shù)分析

現(xiàn)有配網(wǎng)通信的覆蓋規(guī)模、技術(shù)管理模式均不能滿足“十二五”智能電網(wǎng)配網(wǎng)自動化業(yè)務(wù)的通信需求，如何選擇合適的通信技術(shù)建設(shè)通信網(wǎng)絡(luò)是配網(wǎng)通信目前的重點任務(wù)，以下從配網(wǎng)通信的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、技術(shù)體制、投資等方面分析無線寬帶專網(wǎng)在配網(wǎng)通信中應(yīng)用的必要性和優(yōu)勢。常用的配網(wǎng)通信技術(shù)包括光纖通信、中壓電力線載波、無線公網(wǎng)、無線寬帶專網(wǎng)等，以下分析這些通信技術(shù)應(yīng)用于配網(wǎng)通信建設(shè)的優(yōu)缺點：

（1）光纖通信技術(shù)。光纖通信是電力通信網(wǎng)的主流技術(shù)，具有安全性、可靠性高、傳輸容量大、帶寬高、傳輸距離長、抗電磁干擾性強、絕緣性能好等優(yōu)勢"然而由于受到配電網(wǎng)網(wǎng)架分布廣散雜多特征的影響。

（2）中壓電力載波通信。中壓電力線載波通信是將信號按一定方式調(diào)制后，利用相應(yīng)的耦合設(shè)備注入中壓配電線傳輸，是電力系統(tǒng)特有的通信方式，其優(yōu)點是可以利用現(xiàn)有的配電線路傳輸?shù)诫娋W(wǎng)關(guān)心的任何測控點，不需另鋪專用通信線路，具有投資較低、安全性高等優(yōu)勢。但受限于其技術(shù)體制的影響，多年來載波技術(shù)并沒在在配網(wǎng)通信中大規(guī)模的應(yīng)用。

（3）基于無線公網(wǎng)的 GPRS/CDMA。無線公網(wǎng)對用戶的數(shù)量沒有限制，用戶無需建網(wǎng)和維護(hù)，具有建設(shè)周期短、業(yè)務(wù)開展快、初期網(wǎng)絡(luò)成本低等特點，但是電力系統(tǒng)業(yè)務(wù)并非公網(wǎng)運營商的核心業(yè)務(wù)和重點保障對象，無論從寬帶安全性還是網(wǎng)絡(luò)覆蓋角度考慮，都不會為電力行業(yè)進(jìn)行特殊的針對性保障，無線公網(wǎng)絡(luò)適用于間斷的、突發(fā)性的或頻繁的少量的數(shù)據(jù)傳輸，及對通信速率、時延、中斷率、安全性等要求不嚴(yán)格的場景，無法滿足智能配網(wǎng)自動化高安全、高可靠的需求。

（4）基于無線寬帶技術(shù)的無線專網(wǎng)?；跓o線寬帶技術(shù)的無線專網(wǎng)具備覆蓋面廣、施工難度低、實施周期短、組網(wǎng)靈活等特點，同時由于專網(wǎng)專用，其業(yè)務(wù)質(zhì)量、寬帶保證、安全隔離和覆蓋范圍都能很好地滿足配網(wǎng)自動化業(yè)務(wù)需求，其主要的優(yōu)勢有：①帶寬容量大，能滿足配網(wǎng)自動化業(yè)務(wù)寬帶化發(fā)展需求。②安全性高，無線寬帶技術(shù)在解決通信系統(tǒng)面臨的中斷、篡改、竊聽、偽造和抵賴等5類安全威脅的問題上，已在通信系統(tǒng)的認(rèn)證性、機密性、完整性、可用性和不可否認(rèn)性幾個方面具備很成熟的標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)和加密算法。③施工容易，不涉及對線路的停電改造，施工周期短，可迅速實現(xiàn)大范圍節(jié)點覆蓋。

3 配網(wǎng)通信技術(shù)規(guī)劃建議

根據(jù)上述技術(shù)和投資分析，作為應(yīng)用于配網(wǎng)的通信網(wǎng)絡(luò)，業(yè)務(wù)對其安全性、可靠性等都有較嚴(yán)格要求，而且配用電業(yè)務(wù)有向?qū)拵Щ杆侔l(fā)展的趨勢，不適合采用無線公網(wǎng)承載；而采用光纖通信、中壓載波等技術(shù)無法在短時間內(nèi)實現(xiàn)大范圍覆蓋。因此，為實現(xiàn)配網(wǎng)自動化，建設(shè)專網(wǎng)專用、可定制安全策略的、可自主管理的電力無線寬帶專網(wǎng)是很有必要的。以下是對配網(wǎng)通信技術(shù)規(guī)劃的建議：1、對于老城區(qū)業(yè)務(wù)點，以無線寬帶專網(wǎng)為主。2、對于新接入的具高可靠、高安全要求的控制類業(yè)務(wù)點，以光纖通信技術(shù)為主，無線寬帶專網(wǎng)為輔。3、對于大量的、分散的、以監(jiān)測為主的業(yè)務(wù)節(jié)點：以無線寬帶專網(wǎng)為主，公網(wǎng)通信技術(shù)作為補充。

4 結(jié)語

無線寬帶專網(wǎng)可以為電網(wǎng)公司提供先進(jìn)的無線寬帶接入技術(shù)，可實現(xiàn)配電網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的廣泛接入，提供各種無線信息化應(yīng)用，為電網(wǎng)公司提供更便捷的服務(wù)，全面提升電力行業(yè)的競爭力。如今智能電網(wǎng)時代即將到來，電力無線寬帶專網(wǎng)作為智能配網(wǎng)通信的有效解決方案，不僅能支撐智能電網(wǎng)的各種需求，還具有良好的成本優(yōu)勢，節(jié)省通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的投資，因此，建設(shè)電力無線寬帶專網(wǎng)具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

［1］陳暉.GPRS通信技術(shù)在配電網(wǎng)自動化監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用［D］.山東大學(xué)，2006.

［2］楊奇遜.配電網(wǎng)自動化及其實現(xiàn)［J］.電力自動化設(shè)備，2001，21（1）：1-5 .

［3］丁道齊.中國電力通信必須適應(yīng)電力市場發(fā)展的需要［J］.電力系統(tǒng)通信，2003（5）：1-7.

［4］徐丙垠，李天友.智能配電網(wǎng)與配電自動化［J］.電力系統(tǒng)自動化，2009，33（17）.

白濤（1983—），男，河北石家莊人，碩士研究生，工程師，主要從事企業(yè)信息通信技術(shù)運維工作。