劉騰飛，葉叢林，朱建磊，李建華

（石家莊科林電氣股份有限公司，河北 石家莊050222)

2018 年國家能源部發(fā)布DL/T 1910—2018《配電網(wǎng)分布式饋線自動化技術(shù)規(guī)范》，由于分布式配電自動化系統(tǒng)智能程度高，判別和隔離故障快，主站應(yīng)用直觀便捷，各地電力系統(tǒng)均加緊部署不同類型的分布式配電自動化系統(tǒng)。不論是速動型分布式系統(tǒng)還是緩動型分布式系統(tǒng)均需遠(yuǎn)距離布置通信線路保證現(xiàn)場每臺設(shè)備可靠的相互通信。如果能通過高速率、低延時的5G通信技術(shù)替代有線通信，既可節(jié)省成本又可以實現(xiàn)便捷高效，但是無線通信的抗干擾能力又值研究，否則會影響分布式配電自動化系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。

1 分布式配電自動化系統(tǒng)

分布式配電自動化系統(tǒng)近年來以便捷高效的應(yīng)用方式受到多方青睞，在DL/T 1910—2018《配電網(wǎng)分布式饋線自動化技術(shù)規(guī)范》中規(guī)定：分布式配電自動化分為速動型分布式饋線自動化和緩動型分布式饋線自動化。速動型分布式饋線自動化，應(yīng)用于配電線路分?jǐn)嚅_關(guān)、聯(lián)絡(luò)開關(guān)為斷路器的線路上，配電終端通過高速通信網(wǎng)絡(luò)，與同一供電環(huán)路內(nèi)配電終端實現(xiàn)信息交互，當(dāng)線路發(fā)生故障，在變電站出口斷路器保護(hù)動作前實現(xiàn)快速故障定位、隔離，實現(xiàn)非故障區(qū)域的恢復(fù)供電。緩動型分布式饋線自動化，應(yīng)用于配電線路分段開關(guān)、聯(lián)絡(luò)開關(guān)為負(fù)荷開關(guān)線路上，同一供電環(huán)路內(nèi)的配電終端實現(xiàn)信息交互，當(dāng)線路上發(fā)生故障，在變電站出口斷路器保護(hù)動作故障切除后，實現(xiàn)故障定位、隔離和非故障區(qū)域的恢復(fù)供電。

然而，不論是哪種分布式系統(tǒng)，同一環(huán)路內(nèi)的配電終端高速通信要求是系統(tǒng)運(yùn)行的基本條件，在分布式配電自動化系統(tǒng)中需要滿足終端間和終端與主站間實時性和穩(wěn)定性要求。根據(jù)DL/T 1910—2018《配電網(wǎng)分布式饋線自動化技術(shù)規(guī)范》規(guī)定：速動型的分布式饋線自動化系統(tǒng)，終端間和終端與主站間的對等通信延時小于20 ms，故障上游側(cè)開關(guān)隔離完成時間≤150 ms，遙信上送主站時間小于3 s；緩動型分布饋線自動化系統(tǒng)時間相對比較寬松，標(biāo)準(zhǔn)要求對等通信故障信息交互報文延時時間要求小于1 s，故障上游側(cè)開關(guān)隔離時間≤10 s，遙信上送主站時間小于3 s。

以目前5G通信技術(shù)理論高速率、低延時的傳輸優(yōu)勢完全可以滿足以上通信延時和動作隔離延時要求（5G 理論端對端通信延時＜1 ms）。但實際應(yīng)用過程中，錯綜復(fù)雜的運(yùn)行環(huán)境導(dǎo)致5G通信質(zhì)量會收到很大程度影響。

2 無線通信衛(wèi)星與5G基站互擾

我國各地廣泛應(yīng)用的C波段無線通信衛(wèi)星接收基站垂直極化和水平極化的下行頻率為3625～4200 MHz，而5G通信頻率同樣覆蓋3000～5000 MHz，由于近幾年5G 通信的全面部署，導(dǎo)致各地?zé)o線通信衛(wèi)星與5G 通信基站的無線相互干擾頻繁，工信部在2019年發(fā)布了第五代移動通信基站與衛(wèi)星地球站等無線臺干擾協(xié)調(diào)管理辦法進(jìn)一步規(guī)范管理兩者的應(yīng)用方式。目前兩者相互干擾的解決方式多是以保證衛(wèi)星通信質(zhì)量為主，在衛(wèi)星基站增加干擾濾波器或者調(diào)整5G通信頻率避開無線通信衛(wèi)星的使用頻率，暫時不考慮5G 基站通信的被干擾情況。這就導(dǎo)致使用5G通信模式的分布式配電自動化系統(tǒng)低通信延時的要求在被復(fù)雜的同頻段干擾中無法得到滿足，5G基站與衛(wèi)星通信相互干擾示意圖如圖1所示。

圖1 5G基站與衛(wèi)星通信相互干擾示意圖

3 各種便攜式5G干擾儀的通信干擾

由于目前5G技術(shù)的全面普及推廣，隨之產(chǎn)生了用于屏蔽5G信號的屏蔽器材，其主要應(yīng)用在可疑爆炸品排爆、無人機(jī)管制、大型考試現(xiàn)場通信限制等方面。一般便攜式的干擾屏蔽器材干擾距離有限，主要用于局部地區(qū)的短暫屏蔽效果。

但是基于5G通信的分布式配電自動化系統(tǒng)在實際現(xiàn)場應(yīng)用過程中，很容易受到上述便攜式干擾器材的干擾，例如學(xué)校周邊的分布式配電自動化系統(tǒng)在考試中，屏蔽器材開啟后周邊的配電終端無線通信信號一定程度上會降低通信效率，從而短暫影響分布式配電系統(tǒng)的實時通信性能。

4 面向5G通信的分布式配電系統(tǒng)的應(yīng)用

除以上列舉的對現(xiàn)場運(yùn)行的5G系統(tǒng)干擾因素以外，還有如設(shè)備內(nèi)及周邊的高頻輻射干擾等情況均會影響5G信號的正常傳輸。

應(yīng)用5G通信的分布式配電自動化系統(tǒng)在線路正常運(yùn)行過程中短暫的通信延時不會影響整個系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運(yùn)行，但在發(fā)生系統(tǒng)故障時，例如某地線路發(fā)生金屬性單相接地故障，需要系統(tǒng)內(nèi)的關(guān)聯(lián)設(shè)備短時間內(nèi)發(fā)布廣播報文，同步故障信息并判定故障點(diǎn)，在短時間內(nèi)切除故障線路區(qū)間。此時若有不確定的通信延時問題可能導(dǎo)致系統(tǒng)故障區(qū)間誤判或裝置拒動可能。

配電自動化系統(tǒng)首先應(yīng)保證動作可靠性和及時性，但是不能因為5G目前面臨的諸多干擾因素便否定其在分布式配電自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用，由于分布式配電自動化系統(tǒng)地域覆蓋面廣，相互間通信頻次要求高，通過5G通信向配電自動化主站實時上送各地分布式終端的三遙信息也很必要，既不用遠(yuǎn)距離拉通信線纜也節(jié)省了通信交換機(jī)，節(jié)省很多成本。

同時上述提到的通信干擾導(dǎo)致的故障判別及時性問題需要終端廠家思考在發(fā)生故障時出現(xiàn)分布式系統(tǒng)內(nèi)某些終端通信異?；颥F(xiàn)場開關(guān)拒動等情況下的故障判別冗余邏輯，如在上述金屬性單相接地后，負(fù)責(zé)切斷本段線路的的配電終端如在判別故障時通信異常無法接收和發(fā)送分布式內(nèi)廣播報文導(dǎo)致不能正常跳閘，此時就地分布式判別邏輯應(yīng)根據(jù)實際情況對故障判定間隔擴(kuò)大一級，由通信故障終端上一級終端負(fù)責(zé)跳閘切斷故障線路，防止故障進(jìn)一步影響變電站出口。

5 結(jié)束語

隨著5G通信技術(shù)以高速率、低延時的傳輸優(yōu)勢迅速推廣和應(yīng)用，許多智能分布式配電自動化系統(tǒng)也開始著手致力于用5G 技術(shù)替代分布式有線通信，節(jié)省系統(tǒng)成本。但是由于5G技術(shù)依然無法避免無線通信諸多因素的相互干擾，可能會在實際應(yīng)用過程出現(xiàn)的短時通信延時或中斷影響分布式配電自動化系統(tǒng)的三遙傳輸和故障判別，需要研發(fā)機(jī)構(gòu)對應(yīng)用5G通信的智能分布式配電自動化系統(tǒng)制定相關(guān)的冗余邏輯判斷，在分布式系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生接地故障且有終端通信異常時，系統(tǒng)需根據(jù)開關(guān)跳閘情況及時通知下一級終端故障跳閘，切斷故障線路。