通信自動(dòng)化系統(tǒng)在配電網(wǎng)中的分析與應(yīng)用

王大為

摘 要：智能電網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)依賴于高速、可靠的電力通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在信息資源共享的基礎(chǔ)上，通過用戶終端，在用戶之間、用戶與電網(wǎng)和電網(wǎng)之間建立網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)互動(dòng)關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)信息數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)、高速、準(zhǔn)確傳輸。對(duì)配電網(wǎng)通信自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)的要求進(jìn)行了介紹，并在此基礎(chǔ)上，就如何構(gòu)建配電網(wǎng)通信自動(dòng)化系統(tǒng)提出一些建議，以供參考。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；通信系統(tǒng)；自動(dòng)化；信息數(shù)據(jù)

中圖分類號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）20-0140-02

近年來，我國電力行業(yè)的配電網(wǎng)正逐步向智能化方向發(fā)展，配電網(wǎng)自動(dòng)化業(yè)務(wù)種類越來越多，且對(duì)配電網(wǎng)通信技術(shù)提出了更高的要求。在當(dāng)前形勢(shì)下，電力企業(yè)應(yīng)當(dāng)在全面分析各種通信技術(shù)特點(diǎn)、性能和技術(shù)要求的基礎(chǔ)上，合理選擇配電網(wǎng)通信自動(dòng)化技術(shù)，構(gòu)建配電網(wǎng)通信自動(dòng)化系統(tǒng)。

1 配電網(wǎng)通信自動(dòng)化系統(tǒng)的基本要求

在當(dāng)前時(shí)代背景下，配電網(wǎng)通信自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)滿足配電網(wǎng)的客觀發(fā)展要求，同時(shí)還要考慮未來的發(fā)展需求。由于配電網(wǎng)通信自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)建受配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)環(huán)境條件的限制，因此，配電網(wǎng)通信自動(dòng)化系統(tǒng)在建設(shè)過程中，應(yīng)當(dāng)充分考慮組網(wǎng)技術(shù)、傳輸介質(zhì)以及網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和相關(guān)設(shè)備的選型，應(yīng)當(dāng)與配電網(wǎng)系統(tǒng)的特點(diǎn)、建設(shè)規(guī)模、具體的業(yè)務(wù)要求和未來的發(fā)展要求相適應(yīng)。在此過程中，需要合理地利用現(xiàn)存的通信網(wǎng)絡(luò)資源，設(shè)計(jì)配電網(wǎng)通信自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。對(duì)于某一項(xiàng)目而言，如果無線專網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)既有生產(chǎn)控制大區(qū)終端，又有管理信息大區(qū)終端，但是根據(jù)無線系統(tǒng)自身的特點(diǎn)和性質(zhì)，難以在數(shù)據(jù)信息采集過程中對(duì)所采集到的相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行業(yè)務(wù)劃分時(shí)，本次組網(wǎng)應(yīng)當(dāng)采用將數(shù)據(jù)信息匯總到核心交換機(jī)之中，經(jīng)防火墻傳至配網(wǎng)自動(dòng)化和計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)中。

實(shí)踐中，為了實(shí)現(xiàn)用戶的增加、業(yè)務(wù)的擴(kuò)展，本文所研究和建設(shè)的配電網(wǎng)通信自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)有一定的冗余，并且要充分考慮經(jīng)濟(jì)性、合理性原則，采用現(xiàn)代化科學(xué)通信技術(shù)手段，提高數(shù)據(jù)信息的傳輸質(zhì)量和傳輸效率，同時(shí)，還可以有效節(jié)約資源，縮短項(xiàng)目的建設(shè)周期。配電網(wǎng)自動(dòng)化通信系統(tǒng)在建設(shè)過程中應(yīng)當(dāng)滿足配電網(wǎng)通信需求，要求具有較高的安全性和可靠性，并且具有速率高，帶寬、組網(wǎng)結(jié)構(gòu)科學(xué)，合理，覆蓋范圍廣，接入靈活等特點(diǎn)，確保擬建配電網(wǎng)系統(tǒng)的安全性、經(jīng)濟(jì)性和高效性。在組建通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)當(dāng)充分考慮以下三方面的問題：①充分利用接口組網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性條件，采取適合現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的組網(wǎng)方式；②盡可能多地利用現(xiàn)有資源和技術(shù)手段，確保該系統(tǒng)建設(shè)的節(jié)約性；③充分考慮配電網(wǎng)通信自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息采集、傳輸?shù)募皶r(shí)性，在各分區(qū)網(wǎng)絡(luò)之間采用劃分不同的通信方式來保證數(shù)據(jù)信息的安全性和可靠性。

2 配電網(wǎng)通信自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)建與實(shí)踐

2.1 配電網(wǎng)通信自動(dòng)化系統(tǒng)架構(gòu)

配電網(wǎng)通信自動(dòng)化系統(tǒng)的主體架構(gòu)包括三個(gè)層次，即主站系統(tǒng)層、通信系統(tǒng)層和終端系統(tǒng)層。通常情況下，在變電站調(diào)度中心設(shè)自動(dòng)化系統(tǒng)主站，經(jīng)通信自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，將配電網(wǎng)采集終端信息數(shù)據(jù)統(tǒng)一送至自動(dòng)化系統(tǒng)主站，然后對(duì)其進(jìn)行集中處理。配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)與通信自動(dòng)化系統(tǒng)非常相似，也分為三個(gè)主要層次，即骨干通信網(wǎng)（核心層）、接入通信網(wǎng)（接入層）和終端層。首先，接入層對(duì)相關(guān)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)先處理，然后根據(jù)其權(quán)重大小篩選、上傳，以免出現(xiàn)信息擁擠現(xiàn)象。在此過程中，骨干通信網(wǎng)可以有效實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)通信子站和配點(diǎn)網(wǎng)通信主站之間的實(shí)時(shí)通信，通常采用的是光纖通信技術(shù)手段；對(duì)于接入通信網(wǎng)而言，其作用是實(shí)現(xiàn)終端層到配電網(wǎng)各個(gè)通信子站的通信，可采用的技術(shù)手段有光纖通信技術(shù)、載波通信技術(shù)和無線通信技術(shù)等。圖1是一個(gè)較為典型的配電網(wǎng)通信自動(dòng)化系統(tǒng)拓?fù)鋱D。

2.2 配電網(wǎng)通信自動(dòng)化系統(tǒng)各層設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.2.1 核心層設(shè)計(jì)要點(diǎn)

經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)部分供電局已經(jīng)投入使用的通信網(wǎng)絡(luò)主要包括MSTP 光纖傳輸網(wǎng)、綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)和調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)，各通信子站實(shí)現(xiàn)了光纖全覆蓋，因此，將大部分通信子站設(shè)在變電站。通過綜合分析，核心層所承擔(dān)的主要任務(wù)是配電網(wǎng)通信子站至主站的相關(guān)業(yè)務(wù)處理，通過MSTP光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)和相關(guān)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。在核心層通信組網(wǎng)過程中，利用MSTP光纖傳輸網(wǎng)傳輸業(yè)務(wù)信息和相關(guān)數(shù)據(jù)。一般而言，當(dāng)通信子站位置的MSTP存在空余端口時(shí)，可利用MSTP光傳輸技術(shù)和設(shè)備板卡，將匯集于變電站配電網(wǎng)的相關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息，經(jīng)SDH或MSTP網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)送至電力調(diào)度中心；調(diào)度中心的MSTP技術(shù)設(shè)備將業(yè)務(wù)落地以后，利用工業(yè)以太網(wǎng)將相關(guān)數(shù)據(jù)信息傳至配電網(wǎng)自動(dòng)化主站系統(tǒng)中。

2.2.2 接入層設(shè)計(jì)要點(diǎn)

配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，而且電氣設(shè)備數(shù)量和支線比較多，具有終端分布廣等特點(diǎn)；而無線通信覆蓋范圍廣，具有組網(wǎng)靈活、架構(gòu)方便、終端接入簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)。因此，配電網(wǎng)通信自動(dòng)化系統(tǒng)的接入層建議選用無線專網(wǎng)通信模式，這樣可以有效滿足配電網(wǎng)相關(guān)業(yè)務(wù)處理的需求。在接入層通信組網(wǎng)過程中，其通信網(wǎng)絡(luò)采用的是TD-LTE技術(shù)條件下的電力無線專網(wǎng)技術(shù)。該層為用戶終端提供了有效的無線信號(hào)接入端口，用戶終端層利用無線空中接口可實(shí)現(xiàn)與接入層基站的有效連接，接入層通過電力系統(tǒng)光纖通信專網(wǎng)建立與核心網(wǎng)絡(luò)層的聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)無線資源管理和業(yè)務(wù)調(diào)度等功能。無線專網(wǎng)可采用兩種方式來實(shí)現(xiàn)VLAN：①基于IP的連接方式，即為不同的終端劃分差異性IP網(wǎng)段；②基于MAC地址的連接方式。

由實(shí)踐可知，由于每一個(gè)終端MAC地址都具有唯一性特點(diǎn)，因此，可根據(jù)終端MAC 地址來實(shí)現(xiàn)對(duì)VLAN的有效劃分。具體操作如下：①在無線專網(wǎng)交換機(jī)上指定準(zhǔn)確的物理接口，并且與VPN網(wǎng)絡(luò)一一對(duì)應(yīng)。②利用現(xiàn)代無線專網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備，對(duì)接入終端實(shí)施VLAN劃分，方式有兩種，即IP網(wǎng)段劃分和MAC地址綁定，具體根據(jù)實(shí)際情況來選擇。③將無線專網(wǎng)VLAN網(wǎng)和電力VPN網(wǎng)進(jìn)行有效的互通。由于配電網(wǎng)無線專網(wǎng)只是一種傳

輸通道，因此，數(shù)據(jù)信息需傳送至不同的系統(tǒng)以后，再進(jìn)行縱、橫向的安全隔離。

2.2.3 終端層設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在終端層通信自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，終端層和接入層之間利用無線專網(wǎng)進(jìn)行連接通信，終端層的任務(wù)是對(duì)開關(guān)站、配電房和環(huán)網(wǎng)柜等配網(wǎng)節(jié)點(diǎn)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行信息數(shù)據(jù)采集和狀態(tài)檢測(cè)。配電網(wǎng)終端層的通信方式如圖2所示。

對(duì)于終端層而言，該層設(shè)備需安裝CPE，基本要求如下：CPE電源為24 V，采用DC供電模式，由DTU提供，并且要保證停電時(shí)利用DTU蓄電池供電（CPE與DTU之間通過網(wǎng)線相連）。如果有現(xiàn)成的建筑結(jié)構(gòu)可以利用，則CPE可以置于室內(nèi)適當(dāng)?shù)奈恢?，將天線安裝在屋頂抱桿之上；如果沒有現(xiàn)成的建筑結(jié)構(gòu)可以利用，則在環(huán)網(wǎng)柜周圍加裝落地3 m左右的抱桿，并且將CPE置于環(huán)網(wǎng)柜中，將天線固定在抱桿之上。由實(shí)踐可知，由于DTU 供電功率會(huì)受到環(huán)網(wǎng)柜空間的限制，因此，每一個(gè)配電網(wǎng)終端都經(jīng)CPE接入。

3 結(jié)束語

通過對(duì)配電網(wǎng)通信自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)建與測(cè)試可以看出，現(xiàn)代化專網(wǎng)技術(shù)既可以滿足配電網(wǎng)通信自動(dòng)化的需求，又可以滿足配電網(wǎng)在未來發(fā)展中的業(yè)務(wù)要求，表現(xiàn)出移動(dòng)性、便捷性和靈活性等特點(diǎn)，應(yīng)用效果非常顯著。同時(shí)，筆者認(rèn)為，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)不斷地創(chuàng)新和改進(jìn)組網(wǎng)技術(shù)。只有這樣，才能保持與時(shí)俱進(jìn)，才能提高配電網(wǎng)通信自動(dòng)化系統(tǒng)的安全性和可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1]許雯旸.智能配電網(wǎng)與配電自動(dòng)化[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2011（34）.

[2]林永軍，施玉杰.配電網(wǎng)自動(dòng)化使用技術(shù)[M].北京：中國水力水電出版社，2008.

[3]閻陽.配網(wǎng)自動(dòng)化通信技術(shù)的研究[D].保定：華北電力大學(xué)，2011.

[4]張淦.配電網(wǎng)自動(dòng)化通信系統(tǒng)研究及應(yīng)用[D].鄭州：鄭州大學(xué)，2011.

〔編輯：劉曉芳〕

摘 要：智能電網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)依賴于高速、可靠的電力通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在信息資源共享的基礎(chǔ)上，通過用戶終端，在用戶之間、用戶與電網(wǎng)和電網(wǎng)之間建立網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)互動(dòng)關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)信息數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)、高速、準(zhǔn)確傳輸。對(duì)配電網(wǎng)通信自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)的要求進(jìn)行了介紹，并在此基礎(chǔ)上，就如何構(gòu)建配電網(wǎng)通信自動(dòng)化系統(tǒng)提出一些建議，以供參考。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；通信系統(tǒng)；自動(dòng)化；信息數(shù)據(jù)

中圖分類號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）20-0140-02

近年來，我國電力行業(yè)的配電網(wǎng)正逐步向智能化方向發(fā)展，配電網(wǎng)自動(dòng)化業(yè)務(wù)種類越來越多，且對(duì)配電網(wǎng)通信技術(shù)提出了更高的要求。在當(dāng)前形勢(shì)下，電力企業(yè)應(yīng)當(dāng)在全面分析各種通信技術(shù)特點(diǎn)、性能和技術(shù)要求的基礎(chǔ)上，合理選擇配電網(wǎng)通信自動(dòng)化技術(shù)，構(gòu)建配電網(wǎng)通信自動(dòng)化系統(tǒng)。

1 配電網(wǎng)通信自動(dòng)化系統(tǒng)的基本要求

在當(dāng)前時(shí)代背景下，配電網(wǎng)通信自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)滿足配電網(wǎng)的客觀發(fā)展要求，同時(shí)還要考慮未來的發(fā)展需求。由于配電網(wǎng)通信自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)建受配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)環(huán)境條件的限制，因此，配電網(wǎng)通信自動(dòng)化系統(tǒng)在建設(shè)過程中，應(yīng)當(dāng)充分考慮組網(wǎng)技術(shù)、傳輸介質(zhì)以及網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和相關(guān)設(shè)備的選型，應(yīng)當(dāng)與配電網(wǎng)系統(tǒng)的特點(diǎn)、建設(shè)規(guī)模、具體的業(yè)務(wù)要求和未來的發(fā)展要求相適應(yīng)。在此過程中，需要合理地利用現(xiàn)存的通信網(wǎng)絡(luò)資源，設(shè)計(jì)配電網(wǎng)通信自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。對(duì)于某一項(xiàng)目而言，如果無線專網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)既有生產(chǎn)控制大區(qū)終端，又有管理信息大區(qū)終端，但是根據(jù)無線系統(tǒng)自身的特點(diǎn)和性質(zhì)，難以在數(shù)據(jù)信息采集過程中對(duì)所采集到的相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行業(yè)務(wù)劃分時(shí)，本次組網(wǎng)應(yīng)當(dāng)采用將數(shù)據(jù)信息匯總到核心交換機(jī)之中，經(jīng)防火墻傳至配網(wǎng)自動(dòng)化和計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)中。

實(shí)踐中，為了實(shí)現(xiàn)用戶的增加、業(yè)務(wù)的擴(kuò)展，本文所研究和建設(shè)的配電網(wǎng)通信自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)有一定的冗余，并且要充分考慮經(jīng)濟(jì)性、合理性原則，采用現(xiàn)代化科學(xué)通信技術(shù)手段，提高數(shù)據(jù)信息的傳輸質(zhì)量和傳輸效率，同時(shí)，還可以有效節(jié)約資源，縮短項(xiàng)目的建設(shè)周期。配電網(wǎng)自動(dòng)化通信系統(tǒng)在建設(shè)過程中應(yīng)當(dāng)滿足配電網(wǎng)通信需求，要求具有較高的安全性和可靠性，并且具有速率高，帶寬、組網(wǎng)結(jié)構(gòu)科學(xué)，合理，覆蓋范圍廣，接入靈活等特點(diǎn)，確保擬建配電網(wǎng)系統(tǒng)的安全性、經(jīng)濟(jì)性和高效性。在組建通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)當(dāng)充分考慮以下三方面的問題：①充分利用接口組網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性條件，采取適合現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的組網(wǎng)方式；②盡可能多地利用現(xiàn)有資源和技術(shù)手段，確保該系統(tǒng)建設(shè)的節(jié)約性；③充分考慮配電網(wǎng)通信自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息采集、傳輸?shù)募皶r(shí)性，在各分區(qū)網(wǎng)絡(luò)之間采用劃分不同的通信方式來保證數(shù)據(jù)信息的安全性和可靠性。

2 配電網(wǎng)通信自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)建與實(shí)踐

2.1 配電網(wǎng)通信自動(dòng)化系統(tǒng)架構(gòu)

配電網(wǎng)通信自動(dòng)化系統(tǒng)的主體架構(gòu)包括三個(gè)層次，即主站系統(tǒng)層、通信系統(tǒng)層和終端系統(tǒng)層。通常情況下，在變電站調(diào)度中心設(shè)自動(dòng)化系統(tǒng)主站，經(jīng)通信自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，將配電網(wǎng)采集終端信息數(shù)據(jù)統(tǒng)一送至自動(dòng)化系統(tǒng)主站，然后對(duì)其進(jìn)行集中處理。配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)與通信自動(dòng)化系統(tǒng)非常相似，也分為三個(gè)主要層次，即骨干通信網(wǎng)（核心層）、接入通信網(wǎng)（接入層）和終端層。首先，接入層對(duì)相關(guān)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)先處理，然后根據(jù)其權(quán)重大小篩選、上傳，以免出現(xiàn)信息擁擠現(xiàn)象。在此過程中，骨干通信網(wǎng)可以有效實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)通信子站和配點(diǎn)網(wǎng)通信主站之間的實(shí)時(shí)通信，通常采用的是光纖通信技術(shù)手段；對(duì)于接入通信網(wǎng)而言，其作用是實(shí)現(xiàn)終端層到配電網(wǎng)各個(gè)通信子站的通信，可采用的技術(shù)手段有光纖通信技術(shù)、載波通信技術(shù)和無線通信技術(shù)等。圖1是一個(gè)較為典型的配電網(wǎng)通信自動(dòng)化系統(tǒng)拓?fù)鋱D。

2.2 配電網(wǎng)通信自動(dòng)化系統(tǒng)各層設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.2.1 核心層設(shè)計(jì)要點(diǎn)

經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)部分供電局已經(jīng)投入使用的通信網(wǎng)絡(luò)主要包括MSTP 光纖傳輸網(wǎng)、綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)和調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)，各通信子站實(shí)現(xiàn)了光纖全覆蓋，因此，將大部分通信子站設(shè)在變電站。通過綜合分析，核心層所承擔(dān)的主要任務(wù)是配電網(wǎng)通信子站至主站的相關(guān)業(yè)務(wù)處理，通過MSTP光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)和相關(guān)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。在核心層通信組網(wǎng)過程中，利用MSTP光纖傳輸網(wǎng)傳輸業(yè)務(wù)信息和相關(guān)數(shù)據(jù)。一般而言，當(dāng)通信子站位置的MSTP存在空余端口時(shí)，可利用MSTP光傳輸技術(shù)和設(shè)備板卡，將匯集于變電站配電網(wǎng)的相關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息，經(jīng)SDH或MSTP網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)送至電力調(diào)度中心；調(diào)度中心的MSTP技術(shù)設(shè)備將業(yè)務(wù)落地以后，利用工業(yè)以太網(wǎng)將相關(guān)數(shù)據(jù)信息傳至配電網(wǎng)自動(dòng)化主站系統(tǒng)中。

2.2.2 接入層設(shè)計(jì)要點(diǎn)

配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，而且電氣設(shè)備數(shù)量和支線比較多，具有終端分布廣等特點(diǎn)；而無線通信覆蓋范圍廣，具有組網(wǎng)靈活、架構(gòu)方便、終端接入簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)。因此，配電網(wǎng)通信自動(dòng)化系統(tǒng)的接入層建議選用無線專網(wǎng)通信模式，這樣可以有效滿足配電網(wǎng)相關(guān)業(yè)務(wù)處理的需求。在接入層通信組網(wǎng)過程中，其通信網(wǎng)絡(luò)采用的是TD-LTE技術(shù)條件下的電力無線專網(wǎng)技術(shù)。該層為用戶終端提供了有效的無線信號(hào)接入端口，用戶終端層利用無線空中接口可實(shí)現(xiàn)與接入層基站的有效連接，接入層通過電力系統(tǒng)光纖通信專網(wǎng)建立與核心網(wǎng)絡(luò)層的聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)無線資源管理和業(yè)務(wù)調(diào)度等功能。無線專網(wǎng)可采用兩種方式來實(shí)現(xiàn)VLAN：①基于IP的連接方式，即為不同的終端劃分差異性IP網(wǎng)段；②基于MAC地址的連接方式。

由實(shí)踐可知，由于每一個(gè)終端MAC地址都具有唯一性特點(diǎn)，因此，可根據(jù)終端MAC 地址來實(shí)現(xiàn)對(duì)VLAN的有效劃分。具體操作如下：①在無線專網(wǎng)交換機(jī)上指定準(zhǔn)確的物理接口，并且與VPN網(wǎng)絡(luò)一一對(duì)應(yīng)。②利用現(xiàn)代無線專網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備，對(duì)接入終端實(shí)施VLAN劃分，方式有兩種，即IP網(wǎng)段劃分和MAC地址綁定，具體根據(jù)實(shí)際情況來選擇。③將無線專網(wǎng)VLAN網(wǎng)和電力VPN網(wǎng)進(jìn)行有效的互通。由于配電網(wǎng)無線專網(wǎng)只是一種傳

輸通道，因此，數(shù)據(jù)信息需傳送至不同的系統(tǒng)以后，再進(jìn)行縱、橫向的安全隔離。

2.2.3 終端層設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在終端層通信自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，終端層和接入層之間利用無線專網(wǎng)進(jìn)行連接通信，終端層的任務(wù)是對(duì)開關(guān)站、配電房和環(huán)網(wǎng)柜等配網(wǎng)節(jié)點(diǎn)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行信息數(shù)據(jù)采集和狀態(tài)檢測(cè)。配電網(wǎng)終端層的通信方式如圖2所示。

對(duì)于終端層而言，該層設(shè)備需安裝CPE，基本要求如下：CPE電源為24 V，采用DC供電模式，由DTU提供，并且要保證停電時(shí)利用DTU蓄電池供電（CPE與DTU之間通過網(wǎng)線相連）。如果有現(xiàn)成的建筑結(jié)構(gòu)可以利用，則CPE可以置于室內(nèi)適當(dāng)?shù)奈恢茫瑢⑻炀€安裝在屋頂抱桿之上；如果沒有現(xiàn)成的建筑結(jié)構(gòu)可以利用，則在環(huán)網(wǎng)柜周圍加裝落地3 m左右的抱桿，并且將CPE置于環(huán)網(wǎng)柜中，將天線固定在抱桿之上。由實(shí)踐可知，由于DTU 供電功率會(huì)受到環(huán)網(wǎng)柜空間的限制，因此，每一個(gè)配電網(wǎng)終端都經(jīng)CPE接入。

3 結(jié)束語

通過對(duì)配電網(wǎng)通信自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)建與測(cè)試可以看出，現(xiàn)代化專網(wǎng)技術(shù)既可以滿足配電網(wǎng)通信自動(dòng)化的需求，又可以滿足配電網(wǎng)在未來發(fā)展中的業(yè)務(wù)要求，表現(xiàn)出移動(dòng)性、便捷性和靈活性等特點(diǎn)，應(yīng)用效果非常顯著。同時(shí)，筆者認(rèn)為，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)不斷地創(chuàng)新和改進(jìn)組網(wǎng)技術(shù)。只有這樣，才能保持與時(shí)俱進(jìn)，才能提高配電網(wǎng)通信自動(dòng)化系統(tǒng)的安全性和可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1]許雯旸.智能配電網(wǎng)與配電自動(dòng)化[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2011（34）.

[2]林永軍，施玉杰.配電網(wǎng)自動(dòng)化使用技術(shù)[M].北京：中國水力水電出版社，2008.

[3]閻陽.配網(wǎng)自動(dòng)化通信技術(shù)的研究[D].保定：華北電力大學(xué)，2011.

[4]張淦.配電網(wǎng)自動(dòng)化通信系統(tǒng)研究及應(yīng)用[D].鄭州：鄭州大學(xué)，2011.

〔編輯：劉曉芳〕

摘 要：智能電網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)依賴于高速、可靠的電力通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在信息資源共享的基礎(chǔ)上，通過用戶終端，在用戶之間、用戶與電網(wǎng)和電網(wǎng)之間建立網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)互動(dòng)關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)信息數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)、高速、準(zhǔn)確傳輸。對(duì)配電網(wǎng)通信自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)的要求進(jìn)行了介紹，并在此基礎(chǔ)上，就如何構(gòu)建配電網(wǎng)通信自動(dòng)化系統(tǒng)提出一些建議，以供參考。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；通信系統(tǒng)；自動(dòng)化；信息數(shù)據(jù)

中圖分類號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）20-0140-02

近年來，我國電力行業(yè)的配電網(wǎng)正逐步向智能化方向發(fā)展，配電網(wǎng)自動(dòng)化業(yè)務(wù)種類越來越多，且對(duì)配電網(wǎng)通信技術(shù)提出了更高的要求。在當(dāng)前形勢(shì)下，電力企業(yè)應(yīng)當(dāng)在全面分析各種通信技術(shù)特點(diǎn)、性能和技術(shù)要求的基礎(chǔ)上，合理選擇配電網(wǎng)通信自動(dòng)化技術(shù)，構(gòu)建配電網(wǎng)通信自動(dòng)化系統(tǒng)。

1 配電網(wǎng)通信自動(dòng)化系統(tǒng)的基本要求

在當(dāng)前時(shí)代背景下，配電網(wǎng)通信自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)滿足配電網(wǎng)的客觀發(fā)展要求，同時(shí)還要考慮未來的發(fā)展需求。由于配電網(wǎng)通信自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)建受配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)環(huán)境條件的限制，因此，配電網(wǎng)通信自動(dòng)化系統(tǒng)在建設(shè)過程中，應(yīng)當(dāng)充分考慮組網(wǎng)技術(shù)、傳輸介質(zhì)以及網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和相關(guān)設(shè)備的選型，應(yīng)當(dāng)與配電網(wǎng)系統(tǒng)的特點(diǎn)、建設(shè)規(guī)模、具體的業(yè)務(wù)要求和未來的發(fā)展要求相適應(yīng)。在此過程中，需要合理地利用現(xiàn)存的通信網(wǎng)絡(luò)資源，設(shè)計(jì)配電網(wǎng)通信自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。對(duì)于某一項(xiàng)目而言，如果無線專網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)既有生產(chǎn)控制大區(qū)終端，又有管理信息大區(qū)終端，但是根據(jù)無線系統(tǒng)自身的特點(diǎn)和性質(zhì)，難以在數(shù)據(jù)信息采集過程中對(duì)所采集到的相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行業(yè)務(wù)劃分時(shí)，本次組網(wǎng)應(yīng)當(dāng)采用將數(shù)據(jù)信息匯總到核心交換機(jī)之中，經(jīng)防火墻傳至配網(wǎng)自動(dòng)化和計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)中。

實(shí)踐中，為了實(shí)現(xiàn)用戶的增加、業(yè)務(wù)的擴(kuò)展，本文所研究和建設(shè)的配電網(wǎng)通信自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)有一定的冗余，并且要充分考慮經(jīng)濟(jì)性、合理性原則，采用現(xiàn)代化科學(xué)通信技術(shù)手段，提高數(shù)據(jù)信息的傳輸質(zhì)量和傳輸效率，同時(shí)，還可以有效節(jié)約資源，縮短項(xiàng)目的建設(shè)周期。配電網(wǎng)自動(dòng)化通信系統(tǒng)在建設(shè)過程中應(yīng)當(dāng)滿足配電網(wǎng)通信需求，要求具有較高的安全性和可靠性，并且具有速率高，帶寬、組網(wǎng)結(jié)構(gòu)科學(xué)，合理，覆蓋范圍廣，接入靈活等特點(diǎn)，確保擬建配電網(wǎng)系統(tǒng)的安全性、經(jīng)濟(jì)性和高效性。在組建通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)當(dāng)充分考慮以下三方面的問題：①充分利用接口組網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性條件，采取適合現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的組網(wǎng)方式；②盡可能多地利用現(xiàn)有資源和技術(shù)手段，確保該系統(tǒng)建設(shè)的節(jié)約性；③充分考慮配電網(wǎng)通信自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息采集、傳輸?shù)募皶r(shí)性，在各分區(qū)網(wǎng)絡(luò)之間采用劃分不同的通信方式來保證數(shù)據(jù)信息的安全性和可靠性。

2 配電網(wǎng)通信自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)建與實(shí)踐

2.1 配電網(wǎng)通信自動(dòng)化系統(tǒng)架構(gòu)

配電網(wǎng)通信自動(dòng)化系統(tǒng)的主體架構(gòu)包括三個(gè)層次，即主站系統(tǒng)層、通信系統(tǒng)層和終端系統(tǒng)層。通常情況下，在變電站調(diào)度中心設(shè)自動(dòng)化系統(tǒng)主站，經(jīng)通信自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，將配電網(wǎng)采集終端信息數(shù)據(jù)統(tǒng)一送至自動(dòng)化系統(tǒng)主站，然后對(duì)其進(jìn)行集中處理。配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)與通信自動(dòng)化系統(tǒng)非常相似，也分為三個(gè)主要層次，即骨干通信網(wǎng)（核心層）、接入通信網(wǎng)（接入層）和終端層。首先，接入層對(duì)相關(guān)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)先處理，然后根據(jù)其權(quán)重大小篩選、上傳，以免出現(xiàn)信息擁擠現(xiàn)象。在此過程中，骨干通信網(wǎng)可以有效實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)通信子站和配點(diǎn)網(wǎng)通信主站之間的實(shí)時(shí)通信，通常采用的是光纖通信技術(shù)手段；對(duì)于接入通信網(wǎng)而言，其作用是實(shí)現(xiàn)終端層到配電網(wǎng)各個(gè)通信子站的通信，可采用的技術(shù)手段有光纖通信技術(shù)、載波通信技術(shù)和無線通信技術(shù)等。圖1是一個(gè)較為典型的配電網(wǎng)通信自動(dòng)化系統(tǒng)拓?fù)鋱D。

2.2 配電網(wǎng)通信自動(dòng)化系統(tǒng)各層設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.2.1 核心層設(shè)計(jì)要點(diǎn)

經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)部分供電局已經(jīng)投入使用的通信網(wǎng)絡(luò)主要包括MSTP 光纖傳輸網(wǎng)、綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)和調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)，各通信子站實(shí)現(xiàn)了光纖全覆蓋，因此，將大部分通信子站設(shè)在變電站。通過綜合分析，核心層所承擔(dān)的主要任務(wù)是配電網(wǎng)通信子站至主站的相關(guān)業(yè)務(wù)處理，通過MSTP光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)和相關(guān)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。在核心層通信組網(wǎng)過程中，利用MSTP光纖傳輸網(wǎng)傳輸業(yè)務(wù)信息和相關(guān)數(shù)據(jù)。一般而言，當(dāng)通信子站位置的MSTP存在空余端口時(shí)，可利用MSTP光傳輸技術(shù)和設(shè)備板卡，將匯集于變電站配電網(wǎng)的相關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息，經(jīng)SDH或MSTP網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)送至電力調(diào)度中心；調(diào)度中心的MSTP技術(shù)設(shè)備將業(yè)務(wù)落地以后，利用工業(yè)以太網(wǎng)將相關(guān)數(shù)據(jù)信息傳至配電網(wǎng)自動(dòng)化主站系統(tǒng)中。

2.2.2 接入層設(shè)計(jì)要點(diǎn)

配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，而且電氣設(shè)備數(shù)量和支線比較多，具有終端分布廣等特點(diǎn)；而無線通信覆蓋范圍廣，具有組網(wǎng)靈活、架構(gòu)方便、終端接入簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)。因此，配電網(wǎng)通信自動(dòng)化系統(tǒng)的接入層建議選用無線專網(wǎng)通信模式，這樣可以有效滿足配電網(wǎng)相關(guān)業(yè)務(wù)處理的需求。在接入層通信組網(wǎng)過程中，其通信網(wǎng)絡(luò)采用的是TD-LTE技術(shù)條件下的電力無線專網(wǎng)技術(shù)。該層為用戶終端提供了有效的無線信號(hào)接入端口，用戶終端層利用無線空中接口可實(shí)現(xiàn)與接入層基站的有效連接，接入層通過電力系統(tǒng)光纖通信專網(wǎng)建立與核心網(wǎng)絡(luò)層的聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)無線資源管理和業(yè)務(wù)調(diào)度等功能。無線專網(wǎng)可采用兩種方式來實(shí)現(xiàn)VLAN：①基于IP的連接方式，即為不同的終端劃分差異性IP網(wǎng)段；②基于MAC地址的連接方式。

由實(shí)踐可知，由于每一個(gè)終端MAC地址都具有唯一性特點(diǎn)，因此，可根據(jù)終端MAC 地址來實(shí)現(xiàn)對(duì)VLAN的有效劃分。具體操作如下：①在無線專網(wǎng)交換機(jī)上指定準(zhǔn)確的物理接口，并且與VPN網(wǎng)絡(luò)一一對(duì)應(yīng)。②利用現(xiàn)代無線專網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備，對(duì)接入終端實(shí)施VLAN劃分，方式有兩種，即IP網(wǎng)段劃分和MAC地址綁定，具體根據(jù)實(shí)際情況來選擇。③將無線專網(wǎng)VLAN網(wǎng)和電力VPN網(wǎng)進(jìn)行有效的互通。由于配電網(wǎng)無線專網(wǎng)只是一種傳

輸通道，因此，數(shù)據(jù)信息需傳送至不同的系統(tǒng)以后，再進(jìn)行縱、橫向的安全隔離。

2.2.3 終端層設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在終端層通信自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，終端層和接入層之間利用無線專網(wǎng)進(jìn)行連接通信，終端層的任務(wù)是對(duì)開關(guān)站、配電房和環(huán)網(wǎng)柜等配網(wǎng)節(jié)點(diǎn)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行信息數(shù)據(jù)采集和狀態(tài)檢測(cè)。配電網(wǎng)終端層的通信方式如圖2所示。

對(duì)于終端層而言，該層設(shè)備需安裝CPE，基本要求如下：CPE電源為24 V，采用DC供電模式，由DTU提供，并且要保證停電時(shí)利用DTU蓄電池供電（CPE與DTU之間通過網(wǎng)線相連）。如果有現(xiàn)成的建筑結(jié)構(gòu)可以利用，則CPE可以置于室內(nèi)適當(dāng)?shù)奈恢?，將天線安裝在屋頂抱桿之上；如果沒有現(xiàn)成的建筑結(jié)構(gòu)可以利用，則在環(huán)網(wǎng)柜周圍加裝落地3 m左右的抱桿，并且將CPE置于環(huán)網(wǎng)柜中，將天線固定在抱桿之上。由實(shí)踐可知，由于DTU 供電功率會(huì)受到環(huán)網(wǎng)柜空間的限制，因此，每一個(gè)配電網(wǎng)終端都經(jīng)CPE接入。

3 結(jié)束語

通過對(duì)配電網(wǎng)通信自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)建與測(cè)試可以看出，現(xiàn)代化專網(wǎng)技術(shù)既可以滿足配電網(wǎng)通信自動(dòng)化的需求，又可以滿足配電網(wǎng)在未來發(fā)展中的業(yè)務(wù)要求，表現(xiàn)出移動(dòng)性、便捷性和靈活性等特點(diǎn)，應(yīng)用效果非常顯著。同時(shí)，筆者認(rèn)為，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)不斷地創(chuàng)新和改進(jìn)組網(wǎng)技術(shù)。只有這樣，才能保持與時(shí)俱進(jìn)，才能提高配電網(wǎng)通信自動(dòng)化系統(tǒng)的安全性和可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1]許雯旸.智能配電網(wǎng)與配電自動(dòng)化[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2011（34）.

[2]林永軍，施玉杰.配電網(wǎng)自動(dòng)化使用技術(shù)[M].北京：中國水力水電出版社，2008.

[3]閻陽.配網(wǎng)自動(dòng)化通信技術(shù)的研究[D].保定：華北電力大學(xué)，2011.

[4]張淦.配電網(wǎng)自動(dòng)化通信系統(tǒng)研究及應(yīng)用[D].鄭州：鄭州大學(xué)，2011.

〔編輯：劉曉芳〕