配電自動(dòng)化通信技術(shù)研究

戴暉

摘 要：通信系統(tǒng)是配電自動(dòng)化系統(tǒng)的組成部分，是配電網(wǎng)絡(luò)調(diào)度中心完成對(duì)遠(yuǎn)處終端設(shè)備的數(shù)據(jù)傳送、收集以及從事操控的必需手段。把控制中心下達(dá)的任務(wù)命令轉(zhuǎn)發(fā)給各個(gè)執(zhí)行部門或者遠(yuǎn)處終端設(shè)備，把遠(yuǎn)處監(jiān)控單元所整理搜集來的各樣信息上傳給控制中心，進(jìn)而達(dá)到對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)穩(wěn)定工作以及對(duì)危險(xiǎn)事故時(shí)的監(jiān)控、保護(hù)、操控以及配電管理的自動(dòng)化。

關(guān)鍵詞：配電自動(dòng)化；通信技術(shù)；數(shù)據(jù)傳送

配電自動(dòng)化的特點(diǎn)是將計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、全自動(dòng)操控技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)以及信息的管理技術(shù)集于一身的綜合型信息管理系統(tǒng)。遠(yuǎn)處數(shù)據(jù)的搜集、遠(yuǎn)方操控、事故定位與分離、以及負(fù)荷移動(dòng)等諸多功能得以發(fā)揮，都嚴(yán)重依靠于遠(yuǎn)處終端設(shè)備與主站間的通信設(shè)施。配電自動(dòng)化系統(tǒng)的工作需要依靠有效且穩(wěn)定的通信技術(shù)。

1 通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案

配電網(wǎng)絡(luò)的終端數(shù)目眾多，網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成也較為復(fù)雜，然而其通信通道建設(shè)卻比薄弱。此外，配電自動(dòng)化的信息采集與遠(yuǎn)方控制對(duì)通信的具體要求各不相同。大體說來對(duì)于大多配電系統(tǒng)的通信設(shè)備都是暴露在室外，它們需要受到來自各種惡劣自然環(huán)境的威脅以及電磁的侵?jǐn)_，與此同時(shí)還必須充分考慮到方便日常的維護(hù)工作，因而需要保證充分的可靠性。

根據(jù)地理氣候條件，構(gòu)建無線寬帶專網(wǎng)、光纖通信網(wǎng)、中壓PLC載波、短距離無線通信共同交互耦合的通信網(wǎng)，是當(dāng)前較為有利的組網(wǎng)方案。多種通信方式共同交互耦合，符合電力通信專網(wǎng)的演進(jìn)策略。在建設(shè)初期，通信的業(yè)務(wù)量相對(duì)較小，覆蓋面大，而光纖的造價(jià)較高，全光纖網(wǎng)不滿足經(jīng)濟(jì)性組網(wǎng)需求，采用此種組網(wǎng)方案可在建設(shè)初期減少投資，同時(shí)便于日后通信業(yè)務(wù)量增加時(shí)的通信網(wǎng)絡(luò)改造升級(jí)。同時(shí)，現(xiàn)有的GPRS公網(wǎng)并不可靠，屬于非實(shí)時(shí)和安全性很低的網(wǎng)絡(luò)，難以滿足配電自動(dòng)化需求。而無線專網(wǎng)具有可靠性高、實(shí)現(xiàn)性和安全性高的特點(diǎn)，可滿足集抄業(yè)務(wù)安全性以及配電自動(dòng)化業(yè)務(wù)實(shí)時(shí)性的要求。在使用上，無線專網(wǎng)將逐步作為稀疏地區(qū)光纖通信盲點(diǎn)的補(bǔ)充，且進(jìn)一步將其作為光纖網(wǎng)絡(luò)的備份系統(tǒng)和應(yīng)急系統(tǒng)，從而提高電力通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性。

2 自動(dòng)化通信系統(tǒng)的主要功能及可行性分析

配電終端互相間的通信，就是指各FTU能夠?qū)崿F(xiàn)與所屬TTU互相間的通信。因?yàn)楦鱂TU與其所屬TTU距離比較小，電纜通信方式作為一種性價(jià)比很高的通信手段，具有高度的穩(wěn)定性，所以可在各FTU與所屬TTU間設(shè)立電纜，并應(yīng)用RS-485的通信方式。對(duì)于通信系統(tǒng)的介質(zhì)，應(yīng)選用具有屏蔽功能的普通通信電纜及雙絞線。各FTU將從所屬TTU收集到的信息、數(shù)據(jù)不予任何加工、處理，直接傳送到主站系統(tǒng)，統(tǒng)一由主站系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的加工、處理。相反，來自配電網(wǎng)中心主站的指令下達(dá)到對(duì)應(yīng)的FTU，經(jīng)過FTU的判斷，當(dāng)為FTU指令時(shí)，將由FTU作出回應(yīng)；經(jīng)過FTU的判斷，如果為TTU指令時(shí)，則FTU需要把指令傳送給TTU，這是應(yīng)由TTU作出回應(yīng)。原因是FTU不會(huì)對(duì)屬于TTU的指令做出任何回應(yīng)，因此，針對(duì)FTU及TTU的應(yīng)用類型不會(huì)受到任何限制。

到2010年，國(guó)內(nèi)供電企業(yè)基本已建成覆蓋全部變電站的光纖通信網(wǎng)。以此為基礎(chǔ)，以變電站為起點(diǎn)建設(shè)10kV線路段的電力通信網(wǎng)，即可完成配網(wǎng)段的電力專網(wǎng)。配電自動(dòng)化通信系統(tǒng)的可行性主要體現(xiàn)在技術(shù)方面，即光纖、PON技術(shù)已經(jīng)成熟，供應(yīng)廠商有華為、中興等知名企業(yè)，在電力行業(yè)中已有很多應(yīng)用實(shí)例，是國(guó)網(wǎng)公司電力光纖、配電自動(dòng)化、調(diào)度通信系統(tǒng)等項(xiàng)目的推薦技術(shù)。無線寬帶方面，國(guó)內(nèi)有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的Mcwill、LT800產(chǎn)品，也有Wimax等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，且已在少數(shù)省網(wǎng)公司的用電信息采集系統(tǒng)以及鐵路、機(jī)場(chǎng)等工業(yè)專網(wǎng)中有所應(yīng)用。

3 通信系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)規(guī)約

因?yàn)轲伨€自動(dòng)化系統(tǒng)中具有多個(gè)通信點(diǎn)，然而通信的數(shù)據(jù)信息量太少，所以這種在調(diào)度自動(dòng)化過程中選用相對(duì)較多的循環(huán)式CDT規(guī)約以及查詢式的POLLING花費(fèi)時(shí)間過長(zhǎng)的辦法并不適合實(shí)際問題的解決。當(dāng)前，世界電工委員會(huì)確定的IEC 870-5-101規(guī)約是目前來說較為適合配電自動(dòng)化系統(tǒng)的通信規(guī)約。

3.1 IEC 870-5-101規(guī)約用戶數(shù)據(jù)分類

在自動(dòng)化的配電系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)傳輸中，對(duì)于很多信息數(shù)據(jù)極為重要，必須立刻進(jìn)行傳輸，它們擁有很高的傳輸優(yōu)先性；而對(duì)于一些數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)膬?yōu)先性很低，可以進(jìn)行比較慢的傳輸。從以上原則的角度考慮，在實(shí)際配電自動(dòng)化系統(tǒng)中，為了確保優(yōu)先、迅速傳輸事故狀態(tài)數(shù)據(jù)信息以及迅速實(shí)現(xiàn)事故識(shí)別，并迅速完成事故狀態(tài)的隔離及恢復(fù)供電，把負(fù)荷開關(guān)的變更狀態(tài)及電力系統(tǒng)的事故信號(hào)等關(guān)鍵信息作為優(yōu)先數(shù)據(jù)信息來進(jìn)行解決；而電流、電壓以及功率等其它的測(cè)量量則作為二級(jí)的用戶數(shù)據(jù)信息來進(jìn)行解決；對(duì)于有關(guān)脈沖量及統(tǒng)計(jì)量都為視為慢數(shù)據(jù)信息來進(jìn)行處理。

3.2 通信系統(tǒng)規(guī)約程序流程

對(duì)于主站向終端發(fā)布的指令時(shí)有初始化、對(duì)時(shí)、總召喚、一級(jí)數(shù)據(jù)信息查詢、二級(jí)數(shù)據(jù)信息查詢、刀閘（或?yàn)殚_關(guān)）以及全站總復(fù)歸等等，而對(duì)于終端的回應(yīng)報(bào)文則有遙測(cè)量、遙信量以及確認(rèn)等。

通過初始化等相關(guān)步驟，主站方面就可針對(duì)終端進(jìn)行常規(guī)的報(bào)文詢問，此后將依據(jù)回答報(bào)文以及標(biāo)志位的不同，發(fā)射出不同的報(bào)文，以此得到所需要的數(shù)據(jù)信息。IEC 870-5-101規(guī)約在平衡傳輸過程中，詢問呼喚二級(jí)用戶信息數(shù)據(jù)變化以及定點(diǎn)呼喚每組返送的信息數(shù)據(jù)有沒有FT1.2幀長(zhǎng)樣式操控中的要求訪問位ACD-1。當(dāng)出現(xiàn)上述情況，主站則利用“請(qǐng)求一級(jí)用戶信息數(shù)據(jù)”來向終端實(shí)施請(qǐng)求。IEC 870-5-101規(guī)約處在非不平衡的傳輸過程中時(shí)，將會(huì)應(yīng)用快速-校對(duì)、驗(yàn)證-過程采集一級(jí)用戶的數(shù)據(jù)信息。具體的程序流程如下圖所示。

通信流程示意圖

4 配電自動(dòng)化通信技術(shù)優(yōu)勢(shì)

綜合運(yùn)用EPON、寬帶無線、PLC、WSN等技術(shù)率先建立基于復(fù)合通信的電力用電信息實(shí)時(shí)采集系統(tǒng)，建設(shè)跨業(yè)務(wù)“配用電一體化通信網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)”，開展配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)，可有效促進(jìn)電網(wǎng)安全、可靠、高效供電，提高服務(wù)水平。從技術(shù)與實(shí)踐兩方面研究電力通信網(wǎng)建設(shè)方式和運(yùn)維模式，對(duì)建設(shè)具備系統(tǒng)自愈、用戶互動(dòng)、高效運(yùn)行和分布式能源靈活接入等功能的智能電網(wǎng)具有決定性作用。

5 結(jié)束語(yǔ)

實(shí)際生活中的配電自動(dòng)化通信系統(tǒng)應(yīng)做到整體規(guī)劃、分析并結(jié)合實(shí)際、優(yōu)化設(shè)計(jì)方案以及實(shí)現(xiàn)信息資源的全面共享。在具體的設(shè)計(jì)方案問題上，應(yīng)以光纖來構(gòu)成通信網(wǎng)絡(luò)的主干線，利用雙纖通道保護(hù)環(huán)方式，以此形成區(qū)域光的自愈環(huán)。配電系統(tǒng)一方面可規(guī)范現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)信息采集等工作，另一方面又可便捷地實(shí)現(xiàn)與其他自動(dòng)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息的交換。

參考文獻(xiàn)

[1]劉健，倪建立，鄧永輝.配電自動(dòng)化[M].北京：中國(guó)水利水電出版社，1999.

[2]鄭力明，劉偉平，等.以太源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及其系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電信科學(xué)，2004，20（4）：8-11.

[3]馬軍.配網(wǎng)自動(dòng)化相關(guān)技術(shù)的研究[D].西安：西安理工大學(xué)，2004.endprint

摘 要：通信系統(tǒng)是配電自動(dòng)化系統(tǒng)的組成部分，是配電網(wǎng)絡(luò)調(diào)度中心完成對(duì)遠(yuǎn)處終端設(shè)備的數(shù)據(jù)傳送、收集以及從事操控的必需手段。把控制中心下達(dá)的任務(wù)命令轉(zhuǎn)發(fā)給各個(gè)執(zhí)行部門或者遠(yuǎn)處終端設(shè)備，把遠(yuǎn)處監(jiān)控單元所整理搜集來的各樣信息上傳給控制中心，進(jìn)而達(dá)到對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)穩(wěn)定工作以及對(duì)危險(xiǎn)事故時(shí)的監(jiān)控、保護(hù)、操控以及配電管理的自動(dòng)化。

關(guān)鍵詞：配電自動(dòng)化；通信技術(shù)；數(shù)據(jù)傳送

配電自動(dòng)化的特點(diǎn)是將計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、全自動(dòng)操控技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)以及信息的管理技術(shù)集于一身的綜合型信息管理系統(tǒng)。遠(yuǎn)處數(shù)據(jù)的搜集、遠(yuǎn)方操控、事故定位與分離、以及負(fù)荷移動(dòng)等諸多功能得以發(fā)揮，都嚴(yán)重依靠于遠(yuǎn)處終端設(shè)備與主站間的通信設(shè)施。配電自動(dòng)化系統(tǒng)的工作需要依靠有效且穩(wěn)定的通信技術(shù)。

1 通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案

配電網(wǎng)絡(luò)的終端數(shù)目眾多，網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成也較為復(fù)雜，然而其通信通道建設(shè)卻比薄弱。此外，配電自動(dòng)化的信息采集與遠(yuǎn)方控制對(duì)通信的具體要求各不相同。大體說來對(duì)于大多配電系統(tǒng)的通信設(shè)備都是暴露在室外，它們需要受到來自各種惡劣自然環(huán)境的威脅以及電磁的侵?jǐn)_，與此同時(shí)還必須充分考慮到方便日常的維護(hù)工作，因而需要保證充分的可靠性。

根據(jù)地理氣候條件，構(gòu)建無線寬帶專網(wǎng)、光纖通信網(wǎng)、中壓PLC載波、短距離無線通信共同交互耦合的通信網(wǎng)，是當(dāng)前較為有利的組網(wǎng)方案。多種通信方式共同交互耦合，符合電力通信專網(wǎng)的演進(jìn)策略。在建設(shè)初期，通信的業(yè)務(wù)量相對(duì)較小，覆蓋面大，而光纖的造價(jià)較高，全光纖網(wǎng)不滿足經(jīng)濟(jì)性組網(wǎng)需求，采用此種組網(wǎng)方案可在建設(shè)初期減少投資，同時(shí)便于日后通信業(yè)務(wù)量增加時(shí)的通信網(wǎng)絡(luò)改造升級(jí)。同時(shí)，現(xiàn)有的GPRS公網(wǎng)并不可靠，屬于非實(shí)時(shí)和安全性很低的網(wǎng)絡(luò)，難以滿足配電自動(dòng)化需求。而無線專網(wǎng)具有可靠性高、實(shí)現(xiàn)性和安全性高的特點(diǎn)，可滿足集抄業(yè)務(wù)安全性以及配電自動(dòng)化業(yè)務(wù)實(shí)時(shí)性的要求。在使用上，無線專網(wǎng)將逐步作為稀疏地區(qū)光纖通信盲點(diǎn)的補(bǔ)充，且進(jìn)一步將其作為光纖網(wǎng)絡(luò)的備份系統(tǒng)和應(yīng)急系統(tǒng)，從而提高電力通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性。

2 自動(dòng)化通信系統(tǒng)的主要功能及可行性分析

配電終端互相間的通信，就是指各FTU能夠?qū)崿F(xiàn)與所屬TTU互相間的通信。因?yàn)楦鱂TU與其所屬TTU距離比較小，電纜通信方式作為一種性價(jià)比很高的通信手段，具有高度的穩(wěn)定性，所以可在各FTU與所屬TTU間設(shè)立電纜，并應(yīng)用RS-485的通信方式。對(duì)于通信系統(tǒng)的介質(zhì)，應(yīng)選用具有屏蔽功能的普通通信電纜及雙絞線。各FTU將從所屬TTU收集到的信息、數(shù)據(jù)不予任何加工、處理，直接傳送到主站系統(tǒng)，統(tǒng)一由主站系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的加工、處理。相反，來自配電網(wǎng)中心主站的指令下達(dá)到對(duì)應(yīng)的FTU，經(jīng)過FTU的判斷，當(dāng)為FTU指令時(shí)，將由FTU作出回應(yīng)；經(jīng)過FTU的判斷，如果為TTU指令時(shí)，則FTU需要把指令傳送給TTU，這是應(yīng)由TTU作出回應(yīng)。原因是FTU不會(huì)對(duì)屬于TTU的指令做出任何回應(yīng)，因此，針對(duì)FTU及TTU的應(yīng)用類型不會(huì)受到任何限制。

到2010年，國(guó)內(nèi)供電企業(yè)基本已建成覆蓋全部變電站的光纖通信網(wǎng)。以此為基礎(chǔ)，以變電站為起點(diǎn)建設(shè)10kV線路段的電力通信網(wǎng)，即可完成配網(wǎng)段的電力專網(wǎng)。配電自動(dòng)化通信系統(tǒng)的可行性主要體現(xiàn)在技術(shù)方面，即光纖、PON技術(shù)已經(jīng)成熟，供應(yīng)廠商有華為、中興等知名企業(yè)，在電力行業(yè)中已有很多應(yīng)用實(shí)例，是國(guó)網(wǎng)公司電力光纖、配電自動(dòng)化、調(diào)度通信系統(tǒng)等項(xiàng)目的推薦技術(shù)。無線寬帶方面，國(guó)內(nèi)有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的Mcwill、LT800產(chǎn)品，也有Wimax等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，且已在少數(shù)省網(wǎng)公司的用電信息采集系統(tǒng)以及鐵路、機(jī)場(chǎng)等工業(yè)專網(wǎng)中有所應(yīng)用。

3 通信系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)規(guī)約

因?yàn)轲伨€自動(dòng)化系統(tǒng)中具有多個(gè)通信點(diǎn)，然而通信的數(shù)據(jù)信息量太少，所以這種在調(diào)度自動(dòng)化過程中選用相對(duì)較多的循環(huán)式CDT規(guī)約以及查詢式的POLLING花費(fèi)時(shí)間過長(zhǎng)的辦法并不適合實(shí)際問題的解決。當(dāng)前，世界電工委員會(huì)確定的IEC 870-5-101規(guī)約是目前來說較為適合配電自動(dòng)化系統(tǒng)的通信規(guī)約。

3.1 IEC 870-5-101規(guī)約用戶數(shù)據(jù)分類

在自動(dòng)化的配電系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)傳輸中，對(duì)于很多信息數(shù)據(jù)極為重要，必須立刻進(jìn)行傳輸，它們擁有很高的傳輸優(yōu)先性；而對(duì)于一些數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)膬?yōu)先性很低，可以進(jìn)行比較慢的傳輸。從以上原則的角度考慮，在實(shí)際配電自動(dòng)化系統(tǒng)中，為了確保優(yōu)先、迅速傳輸事故狀態(tài)數(shù)據(jù)信息以及迅速實(shí)現(xiàn)事故識(shí)別，并迅速完成事故狀態(tài)的隔離及恢復(fù)供電，把負(fù)荷開關(guān)的變更狀態(tài)及電力系統(tǒng)的事故信號(hào)等關(guān)鍵信息作為優(yōu)先數(shù)據(jù)信息來進(jìn)行解決；而電流、電壓以及功率等其它的測(cè)量量則作為二級(jí)的用戶數(shù)據(jù)信息來進(jìn)行解決；對(duì)于有關(guān)脈沖量及統(tǒng)計(jì)量都為視為慢數(shù)據(jù)信息來進(jìn)行處理。

3.2 通信系統(tǒng)規(guī)約程序流程

對(duì)于主站向終端發(fā)布的指令時(shí)有初始化、對(duì)時(shí)、總召喚、一級(jí)數(shù)據(jù)信息查詢、二級(jí)數(shù)據(jù)信息查詢、刀閘（或?yàn)殚_關(guān)）以及全站總復(fù)歸等等，而對(duì)于終端的回應(yīng)報(bào)文則有遙測(cè)量、遙信量以及確認(rèn)等。

通過初始化等相關(guān)步驟，主站方面就可針對(duì)終端進(jìn)行常規(guī)的報(bào)文詢問，此后將依據(jù)回答報(bào)文以及標(biāo)志位的不同，發(fā)射出不同的報(bào)文，以此得到所需要的數(shù)據(jù)信息。IEC 870-5-101規(guī)約在平衡傳輸過程中，詢問呼喚二級(jí)用戶信息數(shù)據(jù)變化以及定點(diǎn)呼喚每組返送的信息數(shù)據(jù)有沒有FT1.2幀長(zhǎng)樣式操控中的要求訪問位ACD-1。當(dāng)出現(xiàn)上述情況，主站則利用“請(qǐng)求一級(jí)用戶信息數(shù)據(jù)”來向終端實(shí)施請(qǐng)求。IEC 870-5-101規(guī)約處在非不平衡的傳輸過程中時(shí)，將會(huì)應(yīng)用快速-校對(duì)、驗(yàn)證-過程采集一級(jí)用戶的數(shù)據(jù)信息。具體的程序流程如下圖所示。

通信流程示意圖

4 配電自動(dòng)化通信技術(shù)優(yōu)勢(shì)

綜合運(yùn)用EPON、寬帶無線、PLC、WSN等技術(shù)率先建立基于復(fù)合通信的電力用電信息實(shí)時(shí)采集系統(tǒng)，建設(shè)跨業(yè)務(wù)“配用電一體化通信網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)”，開展配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)，可有效促進(jìn)電網(wǎng)安全、可靠、高效供電，提高服務(wù)水平。從技術(shù)與實(shí)踐兩方面研究電力通信網(wǎng)建設(shè)方式和運(yùn)維模式，對(duì)建設(shè)具備系統(tǒng)自愈、用戶互動(dòng)、高效運(yùn)行和分布式能源靈活接入等功能的智能電網(wǎng)具有決定性作用。

5 結(jié)束語(yǔ)

實(shí)際生活中的配電自動(dòng)化通信系統(tǒng)應(yīng)做到整體規(guī)劃、分析并結(jié)合實(shí)際、優(yōu)化設(shè)計(jì)方案以及實(shí)現(xiàn)信息資源的全面共享。在具體的設(shè)計(jì)方案問題上，應(yīng)以光纖來構(gòu)成通信網(wǎng)絡(luò)的主干線，利用雙纖通道保護(hù)環(huán)方式，以此形成區(qū)域光的自愈環(huán)。配電系統(tǒng)一方面可規(guī)范現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)信息采集等工作，另一方面又可便捷地實(shí)現(xiàn)與其他自動(dòng)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息的交換。

參考文獻(xiàn)

[1]劉健，倪建立，鄧永輝.配電自動(dòng)化[M].北京：中國(guó)水利水電出版社，1999.

[2]鄭力明，劉偉平，等.以太源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及其系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電信科學(xué)，2004，20（4）：8-11.

[3]馬軍.配網(wǎng)自動(dòng)化相關(guān)技術(shù)的研究[D].西安：西安理工大學(xué)，2004.endprint

摘 要：通信系統(tǒng)是配電自動(dòng)化系統(tǒng)的組成部分，是配電網(wǎng)絡(luò)調(diào)度中心完成對(duì)遠(yuǎn)處終端設(shè)備的數(shù)據(jù)傳送、收集以及從事操控的必需手段。把控制中心下達(dá)的任務(wù)命令轉(zhuǎn)發(fā)給各個(gè)執(zhí)行部門或者遠(yuǎn)處終端設(shè)備，把遠(yuǎn)處監(jiān)控單元所整理搜集來的各樣信息上傳給控制中心，進(jìn)而達(dá)到對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)穩(wěn)定工作以及對(duì)危險(xiǎn)事故時(shí)的監(jiān)控、保護(hù)、操控以及配電管理的自動(dòng)化。

關(guān)鍵詞：配電自動(dòng)化；通信技術(shù)；數(shù)據(jù)傳送

配電自動(dòng)化的特點(diǎn)是將計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、全自動(dòng)操控技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)以及信息的管理技術(shù)集于一身的綜合型信息管理系統(tǒng)。遠(yuǎn)處數(shù)據(jù)的搜集、遠(yuǎn)方操控、事故定位與分離、以及負(fù)荷移動(dòng)等諸多功能得以發(fā)揮，都嚴(yán)重依靠于遠(yuǎn)處終端設(shè)備與主站間的通信設(shè)施。配電自動(dòng)化系統(tǒng)的工作需要依靠有效且穩(wěn)定的通信技術(shù)。

1 通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案

配電網(wǎng)絡(luò)的終端數(shù)目眾多，網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成也較為復(fù)雜，然而其通信通道建設(shè)卻比薄弱。此外，配電自動(dòng)化的信息采集與遠(yuǎn)方控制對(duì)通信的具體要求各不相同。大體說來對(duì)于大多配電系統(tǒng)的通信設(shè)備都是暴露在室外，它們需要受到來自各種惡劣自然環(huán)境的威脅以及電磁的侵?jǐn)_，與此同時(shí)還必須充分考慮到方便日常的維護(hù)工作，因而需要保證充分的可靠性。

根據(jù)地理氣候條件，構(gòu)建無線寬帶專網(wǎng)、光纖通信網(wǎng)、中壓PLC載波、短距離無線通信共同交互耦合的通信網(wǎng)，是當(dāng)前較為有利的組網(wǎng)方案。多種通信方式共同交互耦合，符合電力通信專網(wǎng)的演進(jìn)策略。在建設(shè)初期，通信的業(yè)務(wù)量相對(duì)較小，覆蓋面大，而光纖的造價(jià)較高，全光纖網(wǎng)不滿足經(jīng)濟(jì)性組網(wǎng)需求，采用此種組網(wǎng)方案可在建設(shè)初期減少投資，同時(shí)便于日后通信業(yè)務(wù)量增加時(shí)的通信網(wǎng)絡(luò)改造升級(jí)。同時(shí)，現(xiàn)有的GPRS公網(wǎng)并不可靠，屬于非實(shí)時(shí)和安全性很低的網(wǎng)絡(luò)，難以滿足配電自動(dòng)化需求。而無線專網(wǎng)具有可靠性高、實(shí)現(xiàn)性和安全性高的特點(diǎn)，可滿足集抄業(yè)務(wù)安全性以及配電自動(dòng)化業(yè)務(wù)實(shí)時(shí)性的要求。在使用上，無線專網(wǎng)將逐步作為稀疏地區(qū)光纖通信盲點(diǎn)的補(bǔ)充，且進(jìn)一步將其作為光纖網(wǎng)絡(luò)的備份系統(tǒng)和應(yīng)急系統(tǒng)，從而提高電力通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性。

2 自動(dòng)化通信系統(tǒng)的主要功能及可行性分析

配電終端互相間的通信，就是指各FTU能夠?qū)崿F(xiàn)與所屬TTU互相間的通信。因?yàn)楦鱂TU與其所屬TTU距離比較小，電纜通信方式作為一種性價(jià)比很高的通信手段，具有高度的穩(wěn)定性，所以可在各FTU與所屬TTU間設(shè)立電纜，并應(yīng)用RS-485的通信方式。對(duì)于通信系統(tǒng)的介質(zhì)，應(yīng)選用具有屏蔽功能的普通通信電纜及雙絞線。各FTU將從所屬TTU收集到的信息、數(shù)據(jù)不予任何加工、處理，直接傳送到主站系統(tǒng)，統(tǒng)一由主站系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的加工、處理。相反，來自配電網(wǎng)中心主站的指令下達(dá)到對(duì)應(yīng)的FTU，經(jīng)過FTU的判斷，當(dāng)為FTU指令時(shí)，將由FTU作出回應(yīng)；經(jīng)過FTU的判斷，如果為TTU指令時(shí)，則FTU需要把指令傳送給TTU，這是應(yīng)由TTU作出回應(yīng)。原因是FTU不會(huì)對(duì)屬于TTU的指令做出任何回應(yīng)，因此，針對(duì)FTU及TTU的應(yīng)用類型不會(huì)受到任何限制。

到2010年，國(guó)內(nèi)供電企業(yè)基本已建成覆蓋全部變電站的光纖通信網(wǎng)。以此為基礎(chǔ)，以變電站為起點(diǎn)建設(shè)10kV線路段的電力通信網(wǎng)，即可完成配網(wǎng)段的電力專網(wǎng)。配電自動(dòng)化通信系統(tǒng)的可行性主要體現(xiàn)在技術(shù)方面，即光纖、PON技術(shù)已經(jīng)成熟，供應(yīng)廠商有華為、中興等知名企業(yè)，在電力行業(yè)中已有很多應(yīng)用實(shí)例，是國(guó)網(wǎng)公司電力光纖、配電自動(dòng)化、調(diào)度通信系統(tǒng)等項(xiàng)目的推薦技術(shù)。無線寬帶方面，國(guó)內(nèi)有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的Mcwill、LT800產(chǎn)品，也有Wimax等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，且已在少數(shù)省網(wǎng)公司的用電信息采集系統(tǒng)以及鐵路、機(jī)場(chǎng)等工業(yè)專網(wǎng)中有所應(yīng)用。

3 通信系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)規(guī)約

因?yàn)轲伨€自動(dòng)化系統(tǒng)中具有多個(gè)通信點(diǎn)，然而通信的數(shù)據(jù)信息量太少，所以這種在調(diào)度自動(dòng)化過程中選用相對(duì)較多的循環(huán)式CDT規(guī)約以及查詢式的POLLING花費(fèi)時(shí)間過長(zhǎng)的辦法并不適合實(shí)際問題的解決。當(dāng)前，世界電工委員會(huì)確定的IEC 870-5-101規(guī)約是目前來說較為適合配電自動(dòng)化系統(tǒng)的通信規(guī)約。

3.1 IEC 870-5-101規(guī)約用戶數(shù)據(jù)分類

在自動(dòng)化的配電系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)傳輸中，對(duì)于很多信息數(shù)據(jù)極為重要，必須立刻進(jìn)行傳輸，它們擁有很高的傳輸優(yōu)先性；而對(duì)于一些數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)膬?yōu)先性很低，可以進(jìn)行比較慢的傳輸。從以上原則的角度考慮，在實(shí)際配電自動(dòng)化系統(tǒng)中，為了確保優(yōu)先、迅速傳輸事故狀態(tài)數(shù)據(jù)信息以及迅速實(shí)現(xiàn)事故識(shí)別，并迅速完成事故狀態(tài)的隔離及恢復(fù)供電，把負(fù)荷開關(guān)的變更狀態(tài)及電力系統(tǒng)的事故信號(hào)等關(guān)鍵信息作為優(yōu)先數(shù)據(jù)信息來進(jìn)行解決；而電流、電壓以及功率等其它的測(cè)量量則作為二級(jí)的用戶數(shù)據(jù)信息來進(jìn)行解決；對(duì)于有關(guān)脈沖量及統(tǒng)計(jì)量都為視為慢數(shù)據(jù)信息來進(jìn)行處理。

3.2 通信系統(tǒng)規(guī)約程序流程

對(duì)于主站向終端發(fā)布的指令時(shí)有初始化、對(duì)時(shí)、總召喚、一級(jí)數(shù)據(jù)信息查詢、二級(jí)數(shù)據(jù)信息查詢、刀閘（或?yàn)殚_關(guān)）以及全站總復(fù)歸等等，而對(duì)于終端的回應(yīng)報(bào)文則有遙測(cè)量、遙信量以及確認(rèn)等。

通過初始化等相關(guān)步驟，主站方面就可針對(duì)終端進(jìn)行常規(guī)的報(bào)文詢問，此后將依據(jù)回答報(bào)文以及標(biāo)志位的不同，發(fā)射出不同的報(bào)文，以此得到所需要的數(shù)據(jù)信息。IEC 870-5-101規(guī)約在平衡傳輸過程中，詢問呼喚二級(jí)用戶信息數(shù)據(jù)變化以及定點(diǎn)呼喚每組返送的信息數(shù)據(jù)有沒有FT1.2幀長(zhǎng)樣式操控中的要求訪問位ACD-1。當(dāng)出現(xiàn)上述情況，主站則利用“請(qǐng)求一級(jí)用戶信息數(shù)據(jù)”來向終端實(shí)施請(qǐng)求。IEC 870-5-101規(guī)約處在非不平衡的傳輸過程中時(shí)，將會(huì)應(yīng)用快速-校對(duì)、驗(yàn)證-過程采集一級(jí)用戶的數(shù)據(jù)信息。具體的程序流程如下圖所示。

通信流程示意圖

4 配電自動(dòng)化通信技術(shù)優(yōu)勢(shì)

綜合運(yùn)用EPON、寬帶無線、PLC、WSN等技術(shù)率先建立基于復(fù)合通信的電力用電信息實(shí)時(shí)采集系統(tǒng)，建設(shè)跨業(yè)務(wù)“配用電一體化通信網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)”，開展配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)，可有效促進(jìn)電網(wǎng)安全、可靠、高效供電，提高服務(wù)水平。從技術(shù)與實(shí)踐兩方面研究電力通信網(wǎng)建設(shè)方式和運(yùn)維模式，對(duì)建設(shè)具備系統(tǒng)自愈、用戶互動(dòng)、高效運(yùn)行和分布式能源靈活接入等功能的智能電網(wǎng)具有決定性作用。

5 結(jié)束語(yǔ)

實(shí)際生活中的配電自動(dòng)化通信系統(tǒng)應(yīng)做到整體規(guī)劃、分析并結(jié)合實(shí)際、優(yōu)化設(shè)計(jì)方案以及實(shí)現(xiàn)信息資源的全面共享。在具體的設(shè)計(jì)方案問題上，應(yīng)以光纖來構(gòu)成通信網(wǎng)絡(luò)的主干線，利用雙纖通道保護(hù)環(huán)方式，以此形成區(qū)域光的自愈環(huán)。配電系統(tǒng)一方面可規(guī)范現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)信息采集等工作，另一方面又可便捷地實(shí)現(xiàn)與其他自動(dòng)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息的交換。

參考文獻(xiàn)

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[3]馬軍.配網(wǎng)自動(dòng)化相關(guān)技術(shù)的研究[D].西安：西安理工大學(xué)，2004.endprint