配電自動化的多種通信方式

【摘 要】通信系統(tǒng)的建設(shè)是配電自動化系統(tǒng)的關(guān)鍵之一。配電自動化系統(tǒng)需要借助于有效的通信手段。將控制中心的控制命令準(zhǔn)確地傳送到為數(shù)眾多的遠(yuǎn)方終端，并且將反映遠(yuǎn)方設(shè)備運(yùn)行情況的數(shù)據(jù)信息收集到控制中心。和輸電網(wǎng)自動化不同，配電自動化系統(tǒng)要和在數(shù)量上多得多的遠(yuǎn)方終端通信，因此如何降低通信系統(tǒng)的造價，而且還要滿足配電自動化系統(tǒng)的要求、成為設(shè)計(jì)人員面臨的重要問題。

1.前言

隨著通信技術(shù)的發(fā)展，目前可選用的通信手段很多，根據(jù)所實(shí)施的配電自動化系統(tǒng)的具體情況、選用恰當(dāng)?shù)耐ㄐ欧绞剑仨殞Ω鞣N通信技術(shù)的長處和不足有一個較全面的了解。

從目前的技術(shù)水平看，沒有任何—種單—的通信手段能夠全面滿足各種規(guī)模的配電自動化的需要，因此多種通信方式在配電網(wǎng)中的混合使用就難于避免。

配電自動化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)是一個典型的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。它基本由數(shù)據(jù)終端設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備和數(shù)據(jù)傳輸信道組成，如圖1所示。

2、各種通信方式的比較

2.1 有線通信方式

(1)光纖通信：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)的通信手段。光纖通信主要特點(diǎn)是抗電磁干擾能力強(qiáng)、傳輸速率高、傳輸容量大、頻帶寬、傳輸損耗小等?？勺鳛檎Z言、數(shù)據(jù)和圖像的傳輸。光纖的種類有：地線復(fù)合光纜(OPGW)，即架空地線內(nèi)含光纖；地線纏繞光纜(GWWOP)，是用專用機(jī)械把光纜纏繞在架空地線上；無金屬自承式光纜(ADSS)，可以提供數(shù)量大的纖維芯數(shù)，安裝費(fèi)用比OPGW低，一般不需停電施工，還能避免雷擊。按制造工藝、使用材料、工作波長等差別，光纖可有多種分類方式，但在實(shí)際與光端設(shè)備配套應(yīng)用中通常分為兩大類，即單模光纖和多模光纖；(2)配電線載波通信：它是以6～10kV配電線路為傳輸通道，采用移頻鍵控(FSK)和調(diào)頻技術(shù)相結(jié)合的調(diào)制方式，應(yīng)用先進(jìn)的DSP數(shù)字信號處理技術(shù)和集成電路技術(shù)來實(shí)現(xiàn)數(shù)話同傳的通信方式。具有通道可靠性高、投資少、見效快，最大優(yōu)點(diǎn)是電通到哪里通信就能到哪里。配電線載波方式近幾年在我國配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)中已有大量應(yīng)用，我國已推出具有國際先進(jìn)水平的網(wǎng)絡(luò)化數(shù)字載波系統(tǒng)NDLC，從理論上突破了現(xiàn)有的電力線擴(kuò)頻配電載波的局限性，采用專用的耦合方式，具有足夠的可靠性；(3)現(xiàn)場總線通信技術(shù)：同一區(qū)域內(nèi)部各個智能模塊之間的通信(如級聯(lián)方式的各FTU之間的通信)，以及區(qū)域智能設(shè)備之間的通信(如站間FTU之間的通信、FTU和TTU之間的通信等)多選用現(xiàn)場總線?，F(xiàn)場總線也被稱為開放式、數(shù)字式、多點(diǎn)通信的底層控制網(wǎng)絡(luò)，傳輸媒介主要采用雙絞線。配電自動化系統(tǒng)中，CAN－BUS是較常用的一種現(xiàn)場總線通信方式；(4)撥號通信：利用公共電話線進(jìn)行的撥號通信，易于雙向通信。但由于非自己控制，需要撥號，某些功能受到一定的限制，且租金較貴，成本高；(5)音頻通信：是城市電網(wǎng)較經(jīng)濟(jì)和適用的方法，通信線的布置及各通信端的連接，無特殊要求，造價較低，容易實(shí)施。但容易受環(huán)境的影響，尤其是與高壓配電線路同桿架設(shè)時受強(qiáng)電磁場的干擾。

2.2 無線通信方式

無線通信方式具有覆蓋面廣、施工相對容易、施工周期短等特點(diǎn)，能夠和停電區(qū)域通信。

(1)高速智能數(shù)傳電臺：通信速率高，頻點(diǎn)可復(fù)制，支持X.25協(xié)議，具有路由選擇功能和主動上報功能，適合配電自動化系統(tǒng)，常采用800MHz信道；(2)一點(diǎn)多址微波通信：是利用特有的設(shè)備，并采用某300M～3000GHz的頻段進(jìn)行通信，因微波傳輸受氣候、地理環(huán)境等的影響較大。因此，在本系統(tǒng)沒有微波通信的前提下，一般不予考慮；(3)無線擴(kuò)頻通信，具有抗干擾能力強(qiáng)、系統(tǒng)誤碼率低、建設(shè)方便、投資少等特點(diǎn)，在配網(wǎng)自動化系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。主要用于實(shí)現(xiàn)配電子站至主站的通信，還可用于10kV開閉所、小區(qū)變與配電主站的通信；(4)衛(wèi)星通信是利用位于同步軌道的通信衛(wèi)星作為中繼站來轉(zhuǎn)發(fā)或反射無線電波信號，在地面間進(jìn)行通信。在配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)中，采用衛(wèi)星通信方式，是利用GPS全球定位系統(tǒng)來統(tǒng)一系統(tǒng)時間，提高SOE站間分辨率指標(biāo)。衛(wèi)星通信有很多優(yōu)點(diǎn)，但信道的租用費(fèi)用相當(dāng)昂貴，使用受到限制。

3、通信方式的選擇

縣級配電自動化通信方式的選擇中，應(yīng)注意先進(jìn)性、實(shí)用性、可行性、可擴(kuò)展性。應(yīng)充分利用現(xiàn)有電網(wǎng)的通信條件，滿足可靠性、目前傳輸速率的要求，設(shè)計(jì)上留有足夠的帶寬，以滿足今后發(fā)展的需要，通信方式應(yīng)不受停電的影響，一般應(yīng)滿足雙向通信的要求。對于新建電網(wǎng)經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)性比較，要考慮一次投資和維護(hù)使用費(fèi)用，參考技術(shù)較成熟的方案。

例如，某縣級電力綜合自動化系統(tǒng)由調(diào)度主站系統(tǒng)和4個35kV變電所、一個110kV變電所、城區(qū)配電自動化系統(tǒng)及通信系統(tǒng)組成。系統(tǒng)要求和局MIS／用電營業(yè)系統(tǒng)、地調(diào)等通信。

配電網(wǎng)絡(luò)終端的FTU、TTU和子站的通信采用屏蔽雙絞線，以降低工程造價和提高線路損壞后的修復(fù)能力。配電子站與縣調(diào)主站以及縣調(diào)主站與局MIS／用電營業(yè)系統(tǒng)的通信采用超五類雙絞電纜?？h調(diào)與110kV變電所之間的通信采用光纖通道，配有PDH光端機(jī)，通過110kVPDH微波接口和地調(diào)通信。各變電所之間通信采用電力電纜載波通信。

例如，某配電網(wǎng)自動化工程，使用的通信介質(zhì)為光纖、屏蔽雙絞線，包含主站、子站、FTU以及電量集抄系統(tǒng)的配電系統(tǒng)，其通信方式的選擇如下：

主站與子站之間，可選用單模光纜，實(shí)施配電網(wǎng)自動化的電力局，大多在調(diào)度中心與變電所之間已建立單模光纖通信網(wǎng)絡(luò)，配電自動化系統(tǒng)主站與子站之間的通信可以借用這個通道，以節(jié)省再次鋪設(shè)通信線路的投資，而且主站與子站之間的通信距離相對較遠(yuǎn)，中間又沒有中級裝置，單模光纖的傳輸距離，完全可滿足要求。 子站與FTU之間，使用多模光纖。主、子站間通信網(wǎng)絡(luò)采用光纖作為通信介質(zhì)，可靠性高，出現(xiàn)故障的可能性低。目前光纜的價格及光收發(fā)器的價格也可以接受。使用自愈雙網(wǎng)絡(luò)，可以保證通信網(wǎng)絡(luò)故障時不至于導(dǎo)致整個網(wǎng)絡(luò)通信的崩潰。

總之，在配電自動化中，通信技術(shù)起著至關(guān)重要的作用，是保證各層面內(nèi)部許多功能實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。而配電網(wǎng)通信系統(tǒng)的特點(diǎn)為通信點(diǎn)多、位置分散、覆蓋面廣。因此，配電網(wǎng)的通信方式應(yīng)采用綜合通信方式。對于市中心、市區(qū)繁華地段，因其負(fù)荷密集、可采用環(huán)網(wǎng)光纖通信方式的。市區(qū)、市郊可以采用無線方式。

參考文獻(xiàn)

[1]侯麗華，蔣彬.配電自動化的多種通信方式[J].長春工程學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版) 2000年01期

[2]徐丙垠.饋線自動化技術(shù)[J].電網(wǎng)技術(shù)，1998年03期