基于配網(wǎng)自動(dòng)化通信系統(tǒng)的研究

[摘要]盡管在以前20幾年配電網(wǎng)經(jīng)歷了長(zhǎng)期的發(fā)展，隨著經(jīng)濟(jì)水平的持續(xù)發(fā)展，電力的需求愈來愈多，在需求量非常大的狀況下依然顯得有些不足。為了使城市配網(wǎng)更加智能化，就需要建設(shè)一個(gè)相對(duì)優(yōu)秀的高效的配網(wǎng)自動(dòng)化體系。本文就配網(wǎng)自動(dòng)化發(fā)展的現(xiàn)狀開始研究分析，以便提升配網(wǎng)自動(dòng)化通信系統(tǒng)的工作效率。

[關(guān)鍵詞]配網(wǎng)；通信；自動(dòng)化；傳輸方式

1、配網(wǎng)自動(dòng)化現(xiàn)狀分析

配網(wǎng)自動(dòng)化的概念早在國(guó)外70年代就已經(jīng)提出了，經(jīng)歷了二十多年的發(fā)展，到了二十世紀(jì)九十年代時(shí)，配網(wǎng)自動(dòng)化體系的規(guī)劃、建設(shè)、設(shè)計(jì)、管理等方面已經(jīng)基本組成了結(jié)合變電所自動(dòng)化、電容器組調(diào)節(jié)控制、饋線分段開關(guān)測(cè)控、客戶負(fù)荷控制和遠(yuǎn)程抄表等體系為一體的配電管理系統(tǒng)，比如歐洲的法國(guó)、亞洲的韓國(guó)、日本等國(guó)家都經(jīng)過本國(guó)的本身需求完成了配網(wǎng)的自動(dòng)化，并且得到了特別好的成效。

中國(guó)的配網(wǎng)自動(dòng)化開始于二十世紀(jì)九十年代，比國(guó)外落后了20多年，到現(xiàn)在為止始終都在對(duì)配電網(wǎng)自動(dòng)化實(shí)施持續(xù)的研究和探索，期間也對(duì)配電網(wǎng)GlS、配電網(wǎng)DA、配電網(wǎng)SCADA等做過試點(diǎn)和分析，得到了某些寶貴的經(jīng)驗(yàn)，而由于被一次設(shè)備和通訊技術(shù)條件所限制，并沒有得到真正的成功。中國(guó)大部分配網(wǎng)自動(dòng)化工程在真正的進(jìn)行經(jīng)過里關(guān)鍵經(jīng)過試點(diǎn)的形式實(shí)施，大批量的進(jìn)行依舊沒有實(shí)施。因?yàn)榕渚W(wǎng)一次設(shè)備和通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步，讓這些年來實(shí)施的配電網(wǎng)自動(dòng)化部分工程運(yùn)用研究特別成功，給配電網(wǎng)自動(dòng)化的規(guī)劃建設(shè)予以了優(yōu)良的鋪墊。

2、基于無線公網(wǎng)的GPRS/CDMA

無線公網(wǎng)對(duì)用戶的數(shù)量沒有約束，用戶不用建網(wǎng)與維護(hù)，具備建設(shè)周期短、開展業(yè)務(wù)快、初期網(wǎng)絡(luò)成本低等特征。但是電力體系業(yè)務(wù)并不是公網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商的重點(diǎn)業(yè)務(wù)與重要保障對(duì)象，不管從寬帶、00S、安全性還是網(wǎng)絡(luò)覆蓋方面思考，都不會(huì)為電力行業(yè)實(shí)施特殊的針對(duì)性保證，無線公網(wǎng)絡(luò)對(duì)間斷的、突發(fā)性的或頻繁的、部分的數(shù)據(jù)傳輸適用，及對(duì)通信速率、時(shí)延、中斷率、安全性等不嚴(yán)格要求的場(chǎng)景，不可以讓智能配網(wǎng)自動(dòng)化高安全、高可靠的要求得到滿足。其局限性關(guān)鍵展現(xiàn)在：①不完善的安全保證體制。公網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸加密技術(shù)面向全部業(yè)務(wù)，其寬松的驗(yàn)證規(guī)則將準(zhǔn)許攻擊者建設(shè)一個(gè)假的蜂窩基站，并監(jiān)聽來往用戶的信息輸送；同時(shí)在民用建筑上建設(shè)無線公網(wǎng)的基站，輸送、供電、防盜、防雷等抗毀性方法比較較差，導(dǎo)致設(shè)備故障率高，影響業(yè)務(wù)通信。②網(wǎng)絡(luò)通道不可控。由于無線公網(wǎng)服務(wù)于民眾，網(wǎng)絡(luò)通道受政府機(jī)構(gòu)、軍隊(duì)等單位臨時(shí)規(guī)定的影響較大，區(qū)域GPRS網(wǎng)絡(luò)臨時(shí)被關(guān)閉時(shí)有發(fā)生，造成片區(qū)低壓集抄業(yè)務(wù)所有都中斷。③終端在線率和通信成功率低。因?yàn)楣W(wǎng)的話音與數(shù)據(jù)都應(yīng)用一樣的網(wǎng)絡(luò)資源，而且是一個(gè)語音優(yōu)先的體系，因此假如小區(qū)負(fù)載非常高，GPRS數(shù)據(jù)用戶獲得的空中資源就愈少；并且在GPRS業(yè)務(wù)傳輸經(jīng)過中，像臨時(shí)業(yè)務(wù)時(shí)隙被語音用戶搶占，就即時(shí)中斷業(yè)務(wù)。

3、基于無線數(shù)字電臺(tái)的傳輸方式

無線數(shù)字電臺(tái)是憑借DSP技術(shù)與無線電技術(shù)完成的高性能專業(yè)數(shù)據(jù)傳輸電臺(tái)。它使用了數(shù)字信號(hào)處理、數(shù)字調(diào)制解調(diào)等技術(shù)，具備前向改正、均衡軟判決等作用，能夠輸送遙測(cè)遙控?cái)?shù)據(jù)、數(shù)字化語音、動(dòng)態(tài)圖像等業(yè)務(wù)。目前，數(shù)字電臺(tái)能達(dá)19.2kbps的傳輸速率，小于10ms的收發(fā)轉(zhuǎn)換時(shí)間，并且很多數(shù)字電臺(tái)供應(yīng)透明Rs232接口，方便和FTU與TrU實(shí)施連接。

通常數(shù)字電臺(tái)的標(biāo)稱覆蓋區(qū)域是30-50km，思考到城市中建筑物遮蔽與干擾等原因，現(xiàn)實(shí)的覆蓋區(qū)域會(huì)小非常多。因此能夠經(jīng)過增加中繼站來使無線網(wǎng)絡(luò)延伸。但是，因?yàn)殡娋W(wǎng)的大部分地市局都完成了關(guān)鍵變電站間的光纖環(huán)網(wǎng)連接，故能夠使用改進(jìn)型方案。就是在變電站建設(shè)無線數(shù)字電臺(tái)的主站，接收四周的配電終端的信息，轉(zhuǎn)化后經(jīng)過ZM、以太網(wǎng)或光纖傳回中心站的配電SCADA主機(jī)。這樣既處理了無線電臺(tái)掩蓋區(qū)域的瓶頸，使由于無線電中繼形成的干擾與延時(shí)減少了，也充分運(yùn)用了電力部門已有的通信資源，一舉多得。

4、配網(wǎng)自動(dòng)化運(yùn)行的應(yīng)用

4.1運(yùn)用同步數(shù)字體系系統(tǒng)

時(shí)分站一般根據(jù)變電站的基礎(chǔ)實(shí)施建設(shè)，同時(shí)光纖同步數(shù)字系統(tǒng)已經(jīng)在變電站同局端間創(chuàng)建了，能夠運(yùn)用串口辦法實(shí)施工作。無源光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的開關(guān)站端口數(shù)量相對(duì)多，而且數(shù)據(jù)能偶股直接由每一個(gè)串口傳遞，再運(yùn)到分站后，分別隔離，經(jīng)過同步數(shù)字系統(tǒng)的2兆端口實(shí)施輸送，最后到達(dá)主站。

4.2配網(wǎng)骨干通信網(wǎng)

對(duì)于骨干的通信網(wǎng)來說，其關(guān)鍵負(fù)責(zé)主站同配網(wǎng)的信息交互，在主站體系中具備相對(duì)高的功能。在間隔配網(wǎng)、通信網(wǎng)期間，需要同通信網(wǎng)的規(guī)劃和發(fā)展相和諧，經(jīng)過目前可靠、成熟的通信環(huán)網(wǎng)，同時(shí)憑借同步數(shù)字系統(tǒng)光纖通信網(wǎng)，確保信息穩(wěn)定、可靠的傳遞。

4.3加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的安全性和可靠性

在重要層，內(nèi)部包括的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備具有相對(duì)大的承載能力，需要解決的信息、傳遞的數(shù)據(jù)量相對(duì)高，因此，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的安全性和可靠性要求比較強(qiáng)。所以，在選擇設(shè)備期間，要確保設(shè)備的質(zhì)量，通常對(duì)重要元件，特別是設(shè)備關(guān)鍵元件，比如：電源、主板等，一般運(yùn)用熱插拔的方式實(shí)施保證，同時(shí)保存好備份。

4.4網(wǎng)絡(luò)的安全性和處理性

分布方式的體系構(gòu)造能夠?qū)?shù)據(jù)實(shí)施分散處理，茌解決期間，把程序優(yōu)化，從而極大程度加強(qiáng)體系的穩(wěn)定性；分布方式的轉(zhuǎn)發(fā)大部分被運(yùn)用在端口密度相對(duì)高的狀況，而且不會(huì)對(duì)單接口的運(yùn)行速率導(dǎo)致影響。

結(jié)語：

配電網(wǎng)中的通信技術(shù)一開始就受到業(yè)內(nèi)人士的關(guān)注，并實(shí)施了很多積極的探索與研究，從最初的引進(jìn)國(guó)外相同的產(chǎn)品，到消化吸收并可以自主研制，在現(xiàn)在的配電自動(dòng)化體系中已有愈來愈多的國(guó)產(chǎn)通信終端進(jìn)入市場(chǎng)。所以，要完成配網(wǎng)自動(dòng)化一定要處理好通信的問題，就要選取可靠的通信體系，這樣才可以確保配電自動(dòng)化體系的正常運(yùn)行。