淺談現(xiàn)階段配電網(wǎng)自動化通信組網(wǎng)技術

【摘要】隨著人們生產(chǎn)生活對于供電系統(tǒng)要求的不斷提高，配電網(wǎng)也向著自動化和智能化的方向發(fā)展，對配電網(wǎng)的通信方式也提出了更多的要求。因此配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)在進行通信方式的選擇時，要根據(jù)自身的實際情況進行，以保證所選擇的通信方式能夠最大程度的推動配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的發(fā)展與進步，實現(xiàn)經(jīng)濟效益的最大化。本文先對配電自動化通信系統(tǒng)的意義、結構進行了概述，并重點介紹目前配電自動化通信常用技術及其優(yōu)缺點。

【關鍵詞】現(xiàn)階段；配電網(wǎng)；自動化通信；組網(wǎng)技術

隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們生產(chǎn)生活的用電量急劇增加，對于電力系統(tǒng)的供電質量提出了更高的要求，尤其是在進入21世紀之后，進入到信息化與電氣化時代，對供電系統(tǒng)正常運行時的穩(wěn)定性和可靠性提出了更高的要求，原有的配電系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足新形勢的需求。經(jīng)過10多年的發(fā)展，目前我國配電網(wǎng)自動化通信中采取的方式主要包括：工業(yè)以太網(wǎng)、EPON技術、電力線載波通信、無線尋呼網(wǎng)、一點多址無線通信、衛(wèi)星通信、擴頻通信、有線電視電纜以及租用電話線等。

一、配電自動化通信系統(tǒng)的意義

根據(jù)中國電機工程學會城市供電專業(yè)委員會起草的《配電系統(tǒng)自動化規(guī)劃設計導則》中的定義，配電網(wǎng)中的自動化技術是利用現(xiàn)代電子、計算機、通信及網(wǎng)絡技術，將配電網(wǎng)在線數(shù)據(jù)和離線數(shù)據(jù)、電網(wǎng)結構和地理圖形進行信息集成，構成完整的自動化系統(tǒng)，實現(xiàn)配電網(wǎng)及其設備正常運行及事故狀態(tài)下的監(jiān)測、保護、控制、用電和配電管理的現(xiàn)代化技術。配電自動化系統(tǒng)的結構如下圖所示：

通信系統(tǒng)作為連接配電自動化主（子）站系統(tǒng)與終端系統(tǒng)的中介，承擔著數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹匾饔?，是配電自動化中重要的一環(huán)，也是自動化各系統(tǒng)中投資較大的一部分。通信是配電自動化的關鍵，也是配電自動化構成的核心。通信系統(tǒng)的好壞從很大程度上來說決定了配電自動化系統(tǒng)的優(yōu)劣。

二、配電自動化通信系統(tǒng)的結構

現(xiàn)有的配電自動化通信系統(tǒng)一般都根據(jù)當?shù)氐膶嶋H情況采用多種通信方式并存的混合模式，同時依據(jù)配電網(wǎng)規(guī)模的大小，與配電自動化系統(tǒng)的模式相適應的結構，通信系統(tǒng)的拓撲結構可以是點對點結構、星形結構及環(huán)狀結構等。

通信系統(tǒng)一般可以分為三個層次。

第一層次：為配電自動化主站至區(qū)域主站或二級子站之間，通信上為點對點或環(huán)形連接?，F(xiàn)有系統(tǒng)一般采用光纜，網(wǎng)絡交換機直接建立在光纖之上或經(jīng)光端機的以太網(wǎng)口，采用基于TCP/IP的局域網(wǎng)連接方式。

第二層次：為配電自動化二級子站與設備層FTU之間，通信物理路由采用星形或環(huán)形。

第三層次：為設備層FTU之間的連接及FTU與配變采集裝置TTU之間的通信連接。

三、配電自動化通信現(xiàn)階段常用技術

根據(jù)配電網(wǎng)自動化通信所使用的介質上的不同，通信方式可以分成兩種，即無線通信與有線通信，其中有線通信又可以分成光纖、電力載波、雙絞線以及電話撥號通信等多種方式；無線通信包括GSM數(shù)傳、CDMA、GSM短信以及3G通信等，能夠滿足配電網(wǎng)自動化發(fā)展的要求。3G是一種較為新興的技術，屬于無線通信發(fā)展的主流方向，但是目前還不成熟，存在著不足。配電網(wǎng)自動化通信都較為安全、可靠，且能夠實現(xiàn)經(jīng)濟運行。以下著重對現(xiàn)階段國內(nèi)常用的三種通信方式進行介紹。

1、工業(yè)以太網(wǎng)

工業(yè)以太網(wǎng)在應用的過程中顯得較為靈活，組網(wǎng)較為活潑，可以應用在各個場合之中。工業(yè)以太網(wǎng)包括很多的架構，例如星形、網(wǎng)狀以及總線等，不僅能夠保證數(shù)據(jù)資料傳輸?shù)男?，而且又能對冗余的網(wǎng)絡環(huán)境進行控制。但是在工業(yè)以太網(wǎng)中經(jīng)常使用核心層與接入層的組網(wǎng)架構形式，且核心層較為穩(wěn)定實現(xiàn)環(huán)形保護，提高了工業(yè)以太網(wǎng)中核心層網(wǎng)絡運行的可靠性，且不會隨著接入點的變化而發(fā)生變化，覆蓋面積較廣；而接入層卻是將配電房、柱上開關以及數(shù)據(jù)采集器等設備與通信網(wǎng)絡相連接，實現(xiàn)網(wǎng)絡中存在的耦合環(huán)、雙歸環(huán)以及相切環(huán)的劃分。核心層和接入層具備以下幾個優(yōu)勢：

⑴核心層簡潔穩(wěn)定，可靠性高，為通信網(wǎng)絡的規(guī)劃提供了便利。

⑵接入層的拓撲結構較為靈活，可以隨著電力光纜的不同敷設方式，進行最適合的規(guī)劃，并實現(xiàn)了耦合環(huán)、雙歸環(huán)以及相切環(huán)等之間的鏈接。

⑶接入層的通信網(wǎng)絡可進行后期的修改，網(wǎng)絡彈性較好；⑷接入層可以延伸到配網(wǎng)的接入點中，實現(xiàn)冗余保護時間在50ms以內(nèi)，大大增強了配電網(wǎng)自動化通信網(wǎng)絡的可靠性和穩(wěn)定性；⑸具備路由功能，為點對點通信方式的實現(xiàn)提供了便利。

2、EPON技術

EPON技術也具有良好的靈活性，且實現(xiàn)了通信網(wǎng)絡的點對多點的方式，EPON技術中的分光器既可以使用一級分光，也可以使用多級分光，還可以使用不同功率的分光方式進行，受到地形以及通信節(jié)點等方面因素的影響，且受到OLT與ONU以及設備維修等因素的限制。在EPON通信網(wǎng)絡中，增加分光器的數(shù)量，也就為工作人員的維修提供了難度，管理工作也較為復雜，也就增加了EPON技術中的損耗情況，對EPON的覆蓋范圍產(chǎn)生了極大的影響。

EPON技術在應用的過程中采用何種組網(wǎng)方式需要根據(jù)實際的情況進行確定，并對節(jié)點的數(shù)量、分光方式的級數(shù)等進行嚴格的控制。

3、電力線載波通信

電力線被用于配電網(wǎng)的自動化通信中，能夠大大節(jié)省電力系統(tǒng)中的資金成本投入，且已經(jīng)達到了商業(yè)化和實用化的階段。電力線載波通信要求要有足夠的信噪比，但是受到的噪聲和干擾極大，配電網(wǎng)自動化通信在傳輸?shù)倪^程中，出現(xiàn)了信號失真等一系列的問題。

通過對配電線路的利用，對電網(wǎng)的管理進行可規(guī)范和約束，能夠實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咚賯鬏?，隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和投入使用，電力線載波通信的發(fā)展將更為全面，可以為用戶提供更為全面的服務。

結語

綜上所述，配電自動化通信方式是配電自動化系統(tǒng)中極其重要的組成部分，通信系統(tǒng)的運行安全性和可靠性極大程度地影響著配電自動化的實用化水平，因此配電自動化系統(tǒng)要根據(jù)自身的實際情況來選擇較為合適的通信組網(wǎng)方式，才能夠推動配電自動化系統(tǒng)的快速發(fā)展，才能實現(xiàn)配電自動化系統(tǒng)的經(jīng)濟效益的最大化。

參考文獻

[1]李克文，高立克，吳麗芳，俞小勇.配電網(wǎng)自動化通信方式分析與選擇[J].廣西電力，2011（05）

[2]彭志榮.探討江門電力配電網(wǎng)自動化通信系統(tǒng)的建設思路[J].廣東電力，2009（08）