楊 洲

國(guó)網(wǎng)山東省電力公司海陽(yáng)市供電公司

配網(wǎng)自動(dòng)化通信系統(tǒng)的研究

楊 洲

國(guó)網(wǎng)山東省電力公司海陽(yáng)市供電公司

自動(dòng)化配電網(wǎng)的運(yùn)行調(diào)度離不開(kāi)離通信系統(tǒng)的支持，通信系統(tǒng)可以將配網(wǎng)中遙測(cè)、遙信等相關(guān)信息及時(shí)上報(bào)，讓配網(wǎng)調(diào)度人員對(duì)配網(wǎng)自動(dòng)化的具體的運(yùn)行情況進(jìn)行及的了解和掌握，為配網(wǎng)自動(dòng)化的維護(hù)工作提供方便，確保配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)可以安全、穩(wěn)定的運(yùn)行，推動(dòng)現(xiàn)代配網(wǎng)的自動(dòng)化發(fā)展。面對(duì)當(dāng)前時(shí)代快速發(fā)展的新形勢(shì)，為了讓配網(wǎng)自動(dòng)化能更好適現(xiàn)代化應(yīng)用的要求，為配網(wǎng)提供更優(yōu)質(zhì)量的服務(wù)，確保配網(wǎng)自動(dòng)化運(yùn)行的可靠性與安全性，提高配網(wǎng)自動(dòng)化的技術(shù)水平，就需要在配電網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化系統(tǒng)中構(gòu)建一個(gè)完善的通信系統(tǒng)。

配網(wǎng)工程；自動(dòng)化；通信系統(tǒng)

1 引言

在我國(guó)的配網(wǎng)自動(dòng)化工作過(guò)程中，通信系統(tǒng)的作用十分重要。如果沒(méi)有通信系統(tǒng)支持那么在配網(wǎng)自動(dòng)化調(diào)度運(yùn)行過(guò)程中，“遙測(cè)、遙信”等基本信息無(wú)法及時(shí)進(jìn)行上傳導(dǎo)致調(diào)度運(yùn)行工作人員無(wú)法及時(shí)掌握電網(wǎng)運(yùn)行情況，在實(shí)際的工作過(guò)程中就會(huì)給配網(wǎng)自動(dòng)化維護(hù)工作帶來(lái)較大不便，并且也會(huì)阻礙電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行和發(fā)展。在這種情況下，就需要采用一個(gè)可靠的通信系統(tǒng)，讓配電自動(dòng)化系統(tǒng)更加可靠和安全的運(yùn)行，為電網(wǎng)的安全運(yùn)行提供更好的技術(shù)支持、更加全面及完善的服務(wù)。

2 配網(wǎng)自動(dòng)化通信的要求

配網(wǎng)自動(dòng)化的通信方式應(yīng)當(dāng)適合當(dāng)?shù)嘏潆娋W(wǎng)具體情況。配網(wǎng)自動(dòng)化的規(guī)模、復(fù)雜程度和自動(dòng)化程度決定了對(duì)通信系統(tǒng)的要求，主要有：

2.1 可靠性

通信系統(tǒng)是主站系統(tǒng)與配電網(wǎng)終端設(shè)備聯(lián)接的紐帶，主站與終端設(shè)備間的信息交互都是通過(guò)通信系統(tǒng)完成，因此必須有穩(wěn)定可靠的通信系統(tǒng)，才能實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化的功能。

2.2 經(jīng)濟(jì)性

通信系統(tǒng)的投資不能太大，以免影響配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的總體經(jīng)濟(jì)效益。

2.3 尋址量大

通信系統(tǒng)要求尋址量大，不僅要滿足目前及未來(lái)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?，還要考慮系統(tǒng)功能升級(jí)的要求。

2.4 雙向通信

主站不僅要向終端下發(fā)控制命令，還需接收終端上傳的數(shù)據(jù)。如故障區(qū)段隔離和恢復(fù)正常區(qū)域供電，要求遠(yuǎn)方FTU向主站上報(bào)故障信息，以確定故障區(qū)段，主站向FTU發(fā)布控制命令。事實(shí)上，配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中每一項(xiàng)功能的實(shí)現(xiàn)，均要求進(jìn)行雙向通信，通信系統(tǒng)必須具有雙向通信的功能。

3 配電網(wǎng)通信系統(tǒng)方式

3.1 無(wú)線通信

需要租用網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，將站端采集到的數(shù)據(jù)傳至網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的后臺(tái)系統(tǒng)，再通過(guò)專線和配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)接入。這種通信方式具有投資少、見(jiàn)效快等優(yōu)點(diǎn)，但是無(wú)線通信往往受天氣、地形等的影響，信號(hào)不穩(wěn)定、安全性差，所以適用于“遙信、遙測(cè)”功能的使用。

3.2 電力線載波通信

是在站端將原始信息調(diào)制為高頻信號(hào)，并通過(guò)耦合器耦合至輸電線路，利用輸電線路作為傳輸媒介傳送到接收端，接收端通過(guò)耦合器將載波從強(qiáng)電電流中分離出來(lái)，然后解調(diào)出原始信息并傳送到接收端。該通信方式帶寬有限，基本上可以滿足“遙信、遙測(cè)”、或者僅是“遙信”功能的使用。

3.3 光纖通信

是以光波作為信息載體，以光導(dǎo)纖維作為傳輸介質(zhì)的通信方式。它具有傳輸速度快、可靠性高、組網(wǎng)方式靈活等優(yōu)點(diǎn)，但是成本較高。該通信方式可以滿足“遙信、遙測(cè)、遙控”功能。在通信系統(tǒng)的建設(shè)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐木唧w環(huán)境選擇不同的通信方式相結(jié)合的手段。應(yīng)首選光纖通信，如在主干通道、主站間、主站與配電終端間，無(wú)法鋪設(shè)光纖的地方及配電終端之間可以靈活選擇電力線載波和無(wú)線通信方式。

4 配網(wǎng)自動(dòng)化通信系統(tǒng)的運(yùn)用

4.1 主站與子站之間

主站與子站之間的通信一般采用光纖、星型或環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，采用SDH/PDH或ATM技術(shù)的光纖以太網(wǎng)方式，通過(guò)交換機(jī)+以太網(wǎng)/E1轉(zhuǎn)換器或ATM交換機(jī)兩種方案連接，亦可采用音頻電纜等介質(zhì)連接。

4.2 子站與配電終端間

配電終端(單個(gè)或就近成組)既需要與上級(jí)通信，相互之間也可能通信，上級(jí)可能是主站，也可能是設(shè)在變電站或監(jiān)控中心的子站。通信介質(zhì)地理位置遠(yuǎn)近可采用光纖以太網(wǎng)、自愈雙環(huán)網(wǎng)或雙絞線等。

4.3 用戶級(jí)

對(duì)抄表、設(shè)備監(jiān)測(cè)(如配電變壓器監(jiān)測(cè)、用電設(shè)備監(jiān)測(cè))等設(shè)備，主要功能是監(jiān)視及測(cè)量實(shí)時(shí)性要求不高，與它邊接的上一級(jí)一般是自己的主站或通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的終端設(shè)備(DTU/FTU等)轉(zhuǎn)發(fā)，它們通信宜選用有線音頻、雙絞線、電話線、配電載波等，一般距離較近時(shí)采用屏蔽雙絞線不易架設(shè)時(shí)，也采用低壓配電載波。

4.4 主站及子站內(nèi)部

采用以太網(wǎng)方式(主站推薦用雙網(wǎng)，子站可用單網(wǎng)或雙網(wǎng))，運(yùn)行TCP/IP協(xié)議。配電網(wǎng)常用的信道種類包括：配電載波信道、無(wú)線信道、光纖信道、微波信道和有線信道。

4.5 終端設(shè)備安裝

在配網(wǎng)自動(dòng)化與通信系統(tǒng)的終端設(shè)備安裝過(guò)程中，安裝人員需對(duì)配電房、開(kāi)關(guān)房以及其他相關(guān)的開(kāi)關(guān)柜等方面的規(guī)劃與建設(shè)進(jìn)行全面的考慮。由于終端設(shè)備的安裝環(huán)境相對(duì)復(fù)雜，因此，在配網(wǎng)自動(dòng)化通信設(shè)備的選擇和安裝前，安裝人員應(yīng)該先對(duì)該地區(qū)的地形環(huán)境和氣候條件進(jìn)行充分的了解，再依據(jù)實(shí)際情況采取合理的安裝方式。選擇電力行業(yè)所需的入網(wǎng)產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)該選用工業(yè)級(jí)別的產(chǎn)品，以確保的產(chǎn)品的質(zhì)量能夠達(dá)到相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，增加終端設(shè)備的使用年限。

4.6 通信模塊的設(shè)計(jì)

通信模板設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接影響著整個(gè)通信系統(tǒng)的建設(shè)質(zhì)量。因此，為了工作人員可以順利開(kāi)展終端設(shè)備的安裝工作，在對(duì)通信模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該選擇內(nèi)嵌安裝方式進(jìn)行安裝，如果通信系統(tǒng)需要使用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信，則應(yīng)該的先確定該區(qū)域內(nèi)是否有無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，并對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的覆蓋范圍進(jìn)行充分的考慮。

此外，在具體的應(yīng)用中，數(shù)據(jù)采集建議支持GPRS公共無(wú)線數(shù)據(jù)通信方式，同時(shí)支持網(wǎng)絡(luò)通信、GSM短信相接合的通信方式。系統(tǒng)還應(yīng)支持多采集服務(wù)器負(fù)載均衡、多線程并發(fā)的通信調(diào)度管理機(jī)制；支持靈活配置兩個(gè)或多個(gè)通道互為備用，多通道根據(jù)任務(wù)繁重程度自動(dòng)均衡負(fù)載。

[1]杜浩東.配網(wǎng)自動(dòng)化通信系統(tǒng)的研究[D].華南理工大學(xué)，2013.

[2]黃夢(mèng)婕.配網(wǎng)自動(dòng)化通信系統(tǒng)的研究[D].華南理工大學(xué)，2012.

[3]丁睿.配網(wǎng)自動(dòng)化光纖通信系統(tǒng)施工技術(shù)的研究[D].華北電力大學(xué)，2014.