配網(wǎng)自動(dòng)化通信系統(tǒng)的研究

楊 洲

國網(wǎng)山東省電力公司海陽市供電公司

配網(wǎng)自動(dòng)化通信系統(tǒng)的研究

楊 洲

國網(wǎng)山東省電力公司海陽市供電公司

自動(dòng)化配電網(wǎng)的運(yùn)行調(diào)度離不開離通信系統(tǒng)的支持，通信系統(tǒng)可以將配網(wǎng)中遙測、遙信等相關(guān)信息及時(shí)上報(bào)，讓配網(wǎng)調(diào)度人員對配網(wǎng)自動(dòng)化的具體的運(yùn)行情況進(jìn)行及的了解和掌握，為配網(wǎng)自動(dòng)化的維護(hù)工作提供方便，確保配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)可以安全、穩(wěn)定的運(yùn)行，推動(dòng)現(xiàn)代配網(wǎng)的自動(dòng)化發(fā)展。面對當(dāng)前時(shí)代快速發(fā)展的新形勢，為了讓配網(wǎng)自動(dòng)化能更好適現(xiàn)代化應(yīng)用的要求，為配網(wǎng)提供更優(yōu)質(zhì)量的服務(wù)，確保配網(wǎng)自動(dòng)化運(yùn)行的可靠性與安全性，提高配網(wǎng)自動(dòng)化的技術(shù)水平，就需要在配電網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化系統(tǒng)中構(gòu)建一個(gè)完善的通信系統(tǒng)。

配網(wǎng)工程；自動(dòng)化；通信系統(tǒng)

1 引言

在我國的配網(wǎng)自動(dòng)化工作過程中，通信系統(tǒng)的作用十分重要。如果沒有通信系統(tǒng)支持那么在配網(wǎng)自動(dòng)化調(diào)度運(yùn)行過程中，“遙測、遙信”等基本信息無法及時(shí)進(jìn)行上傳導(dǎo)致調(diào)度運(yùn)行工作人員無法及時(shí)掌握電網(wǎng)運(yùn)行情況，在實(shí)際的工作過程中就會(huì)給配網(wǎng)自動(dòng)化維護(hù)工作帶來較大不便，并且也會(huì)阻礙電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行和發(fā)展。在這種情況下，就需要采用一個(gè)可靠的通信系統(tǒng)，讓配電自動(dòng)化系統(tǒng)更加可靠和安全的運(yùn)行，為電網(wǎng)的安全運(yùn)行提供更好的技術(shù)支持、更加全面及完善的服務(wù)。

2 配網(wǎng)自動(dòng)化通信的要求

配網(wǎng)自動(dòng)化的通信方式應(yīng)當(dāng)適合當(dāng)?shù)嘏潆娋W(wǎng)具體情況。配網(wǎng)自動(dòng)化的規(guī)模、復(fù)雜程度和自動(dòng)化程度決定了對通信系統(tǒng)的要求，主要有：

2.1 可靠性

通信系統(tǒng)是主站系統(tǒng)與配電網(wǎng)終端設(shè)備聯(lián)接的紐帶，主站與終端設(shè)備間的信息交互都是通過通信系統(tǒng)完成，因此必須有穩(wěn)定可靠的通信系統(tǒng)，才能實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化的功能。

2.2 經(jīng)濟(jì)性

通信系統(tǒng)的投資不能太大，以免影響配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的總體經(jīng)濟(jì)效益。

2.3 尋址量大

通信系統(tǒng)要求尋址量大，不僅要滿足目前及未來數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?，還要考慮系統(tǒng)功能升級的要求。

2.4 雙向通信

主站不僅要向終端下發(fā)控制命令，還需接收終端上傳的數(shù)據(jù)。如故障區(qū)段隔離和恢復(fù)正常區(qū)域供電，要求遠(yuǎn)方FTU向主站上報(bào)故障信息，以確定故障區(qū)段，主站向FTU發(fā)布控制命令。事實(shí)上，配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中每一項(xiàng)功能的實(shí)現(xiàn)，均要求進(jìn)行雙向通信，通信系統(tǒng)必須具有雙向通信的功能。

3 配電網(wǎng)通信系統(tǒng)方式

3.1 無線通信

需要租用網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商的無線網(wǎng)絡(luò)，將站端采集到的數(shù)據(jù)傳至網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商的后臺(tái)系統(tǒng)，再通過專線和配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)接入。這種通信方式具有投資少、見效快等優(yōu)點(diǎn)，但是無線通信往往受天氣、地形等的影響，信號不穩(wěn)定、安全性差，所以適用于“遙信、遙測”功能的使用。

3.2 電力線載波通信

是在站端將原始信息調(diào)制為高頻信號，并通過耦合器耦合至輸電線路，利用輸電線路作為傳輸媒介傳送到接收端，接收端通過耦合器將載波從強(qiáng)電電流中分離出來，然后解調(diào)出原始信息并傳送到接收端。該通信方式帶寬有限，基本上可以滿足“遙信、遙測”、或者僅是“遙信”功能的使用。

3.3 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)的通信方式。它具有傳輸速度快、可靠性高、組網(wǎng)方式靈活等優(yōu)點(diǎn)，但是成本較高。該通信方式可以滿足“遙信、遙測、遙控”功能。在通信系統(tǒng)的建設(shè)過程中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐木唧w環(huán)境選擇不同的通信方式相結(jié)合的手段。應(yīng)首選光纖通信，如在主干通道、主站間、主站與配電終端間，無法鋪設(shè)光纖的地方及配電終端之間可以靈活選擇電力線載波和無線通信方式。

4 配網(wǎng)自動(dòng)化通信系統(tǒng)的運(yùn)用

4.1 主站與子站之間

主站與子站之間的通信一般采用光纖、星型或環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，采用SDH/PDH或ATM技術(shù)的光纖以太網(wǎng)方式，通過交換機(jī)+以太網(wǎng)/E1轉(zhuǎn)換器或ATM交換機(jī)兩種方案連接，亦可采用音頻電纜等介質(zhì)連接。

4.2 子站與配電終端間

配電終端(單個(gè)或就近成組)既需要與上級通信，相互之間也可能通信，上級可能是主站，也可能是設(shè)在變電站或監(jiān)控中心的子站。通信介質(zhì)地理位置遠(yuǎn)近可采用光纖以太網(wǎng)、自愈雙環(huán)網(wǎng)或雙絞線等。

4.3 用戶級

對抄表、設(shè)備監(jiān)測(如配電變壓器監(jiān)測、用電設(shè)備監(jiān)測)等設(shè)備，主要功能是監(jiān)視及測量實(shí)時(shí)性要求不高，與它邊接的上一級一般是自己的主站或通過現(xiàn)場的終端設(shè)備(DTU/FTU等)轉(zhuǎn)發(fā)，它們通信宜選用有線音頻、雙絞線、電話線、配電載波等，一般距離較近時(shí)采用屏蔽雙絞線不易架設(shè)時(shí)，也采用低壓配電載波。

4.4 主站及子站內(nèi)部

采用以太網(wǎng)方式(主站推薦用雙網(wǎng)，子站可用單網(wǎng)或雙網(wǎng))，運(yùn)行TCP/IP協(xié)議。配電網(wǎng)常用的信道種類包括：配電載波信道、無線信道、光纖信道、微波信道和有線信道。

4.5 終端設(shè)備安裝

在配網(wǎng)自動(dòng)化與通信系統(tǒng)的終端設(shè)備安裝過程中，安裝人員需對配電房、開關(guān)房以及其他相關(guān)的開關(guān)柜等方面的規(guī)劃與建設(shè)進(jìn)行全面的考慮。由于終端設(shè)備的安裝環(huán)境相對復(fù)雜，因此，在配網(wǎng)自動(dòng)化通信設(shè)備的選擇和安裝前，安裝人員應(yīng)該先對該地區(qū)的地形環(huán)境和氣候條件進(jìn)行充分的了解，再依據(jù)實(shí)際情況采取合理的安裝方式。選擇電力行業(yè)所需的入網(wǎng)產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)該選用工業(yè)級別的產(chǎn)品，以確保的產(chǎn)品的質(zhì)量能夠達(dá)到相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，增加終端設(shè)備的使用年限。

4.6 通信模塊的設(shè)計(jì)

通信模板設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接影響著整個(gè)通信系統(tǒng)的建設(shè)質(zhì)量。因此，為了工作人員可以順利開展終端設(shè)備的安裝工作，在對通信模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該選擇內(nèi)嵌安裝方式進(jìn)行安裝，如果通信系統(tǒng)需要使用無線網(wǎng)絡(luò)通信，則應(yīng)該的先確定該區(qū)域內(nèi)是否有無線網(wǎng)絡(luò)信號，并對無線網(wǎng)絡(luò)信號的覆蓋范圍進(jìn)行充分的考慮。

此外，在具體的應(yīng)用中，數(shù)據(jù)采集建議支持GPRS公共無線數(shù)據(jù)通信方式，同時(shí)支持網(wǎng)絡(luò)通信、GSM短信相接合的通信方式。系統(tǒng)還應(yīng)支持多采集服務(wù)器負(fù)載均衡、多線程并發(fā)的通信調(diào)度管理機(jī)制；支持靈活配置兩個(gè)或多個(gè)通道互為備用，多通道根據(jù)任務(wù)繁重程度自動(dòng)均衡負(fù)載。

[1]杜浩東.配網(wǎng)自動(dòng)化通信系統(tǒng)的研究[D].華南理工大學(xué)，2013.

[2]黃夢婕.配網(wǎng)自動(dòng)化通信系統(tǒng)的研究[D].華南理工大學(xué)，2012.

[3]丁睿.配網(wǎng)自動(dòng)化光纖通信系統(tǒng)施工技術(shù)的研究[D].華北電力大學(xué)，2014.