關(guān)于配電網(wǎng)自動(dòng)化通信系統(tǒng)的分析與研究

王殿平

摘 要：受到我國(guó)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展推動(dòng)的影響，我國(guó)電力行業(yè)正在向智能化配電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)目標(biāo)發(fā)展，因此對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的要求不斷提高。本文圍繞配電網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化通信系統(tǒng)展開分析，目的是為系統(tǒng)的建設(shè)和實(shí)際應(yīng)用效果進(jìn)行深入的研究，為我國(guó)配電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和發(fā)展提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；自動(dòng)化通信系統(tǒng)；原則；構(gòu)建

引言：我國(guó)在高速發(fā)展和建設(shè)過(guò)程中，電力企業(yè)應(yīng)為各行業(yè)提供通信服務(wù)，根據(jù)通信服務(wù)要求保證各行業(yè)在配電網(wǎng)通信技術(shù)的支持下獲得新的發(fā)展動(dòng)力。因此建立電網(wǎng)自動(dòng)化通信系統(tǒng)，成為電力企業(yè)今后重點(diǎn)發(fā)展目標(biāo)。在建立配電自動(dòng)化系統(tǒng)中，其主要技術(shù)組成包括自動(dòng)控制技術(shù)、數(shù)據(jù)分析和儲(chǔ)存技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)以及電力應(yīng)用技術(shù)等。目前，我國(guó)科學(xué)技術(shù)發(fā)展和擴(kuò)大應(yīng)用范圍過(guò)程中，計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)成為推動(dòng)電網(wǎng)通信自動(dòng)化技術(shù)重要的組成基礎(chǔ)，而且為配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)提供各種服務(wù)，如電力能源服務(wù)、配電網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)以及經(jīng)濟(jì)效益增長(zhǎng)服務(wù)等。

1配電自動(dòng)化中通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體原則

配電自動(dòng)化通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體原則，一般有以下幾個(gè)方面組成：（一）為不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)內(nèi)容，應(yīng)充分利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)資源，使通信網(wǎng)絡(luò)傳輸速度和容量不斷提高，并按照自動(dòng)化電網(wǎng)通信技術(shù)發(fā)展要求，逐步提升設(shè)備的擴(kuò)展能力和管理控制能力；（二）為配置合理的通信網(wǎng)絡(luò)，通常使用統(tǒng)一的管理方式，防止通信網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)交叉問(wèn)題，保證每個(gè)階段的管理都產(chǎn)生統(tǒng)一的控制效果；（三）應(yīng)加大專業(yè)先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)的使用，一旦網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)出現(xiàn)運(yùn)行問(wèn)題，可以及時(shí)處理；（四）在經(jīng)濟(jì)發(fā)展不同地區(qū)建設(shè)適合的配電網(wǎng)絡(luò)，并在經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程應(yīng)不斷完善和優(yōu)化配電網(wǎng)絡(luò)；（五）在經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展過(guò)程中可以逐步提升通信系統(tǒng)自動(dòng)化建設(shè)速度，但是應(yīng)考慮后續(xù)的維修和保養(yǎng)需要的費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)綜合性、經(jīng)濟(jì)性較為明顯的設(shè)計(jì)原則效果。

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)

建立完善的通信自動(dòng)化系統(tǒng)，通常由主站系統(tǒng)、通信系統(tǒng)以及終端系統(tǒng)組成。在現(xiàn)階段通信自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行中，主站系統(tǒng)作為調(diào)度中心建立在變電站中，利用通信自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)信息，使配電網(wǎng)中的數(shù)據(jù)信息集中整理后最終進(jìn)入到終端系統(tǒng)中。而配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成也分為三個(gè)層次，包括骨干通信網(wǎng)絡(luò)、接入通信網(wǎng)絡(luò)以及終端網(wǎng)絡(luò)。將電網(wǎng)中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息做提前處理，然后將處理后的信息中重要的數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)先傳輸，在將數(shù)據(jù)信息傳輸過(guò)程中，數(shù)據(jù)在通過(guò)骨干通信網(wǎng)絡(luò)時(shí)，其網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)通信特點(diǎn)會(huì)將電網(wǎng)通信子站與配電網(wǎng)通信主站建立傳輸關(guān)系，一般利用光纖通信技術(shù)方法提升傳輸效率。在數(shù)據(jù)信息進(jìn)入到通信網(wǎng)絡(luò)時(shí)，利用光纖通信技術(shù)，或者載波通信技術(shù)以及無(wú)線通信技術(shù)等，可以快速實(shí)現(xiàn)在配電網(wǎng)中的每個(gè)子站建立通信關(guān)系的目的。

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)

我國(guó)目前電力企業(yè)在供電環(huán)節(jié)中，已經(jīng)應(yīng)用的通信網(wǎng)絡(luò)主要由綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)，或者調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)以及MSTP光纖傳輸網(wǎng)組成，并且在每個(gè)通信子站都以實(shí)現(xiàn)利用光纖傳輸數(shù)據(jù)信息，所以許多通信子站都將變電站作為建立中心。配電網(wǎng)通信自動(dòng)化系統(tǒng)核心層設(shè)計(jì)中，應(yīng)重點(diǎn)將子站與主站作為設(shè)計(jì)核心，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息在二者間快速傳輸?shù)男Ч?，通常采用MSTP光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，滿足數(shù)據(jù)傳輸效果的需求。而且在核心層通信組網(wǎng)中，已經(jīng)使用該技術(shù)進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)信息的交流和傳輸。在數(shù)據(jù)信息實(shí)際傳輸過(guò)程中，將通信子站產(chǎn)生的數(shù)據(jù)利用MSTP光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過(guò)空余端口即可完成與設(shè)備板卡建立使用關(guān)系，而且在SDH或MSTP網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)支持下，變電站配電網(wǎng)產(chǎn)生的工作內(nèi)容會(huì)及時(shí)進(jìn)入到電力調(diào)度中心。另外，在調(diào)度中心完成工作任務(wù)后，MSTP技術(shù)設(shè)備利用以太網(wǎng)將收集的數(shù)據(jù)信息，在第一時(shí)間轉(zhuǎn)運(yùn)到電網(wǎng)系統(tǒng)中的主站系統(tǒng)上。

2.2.2接入層設(shè)計(jì)要點(diǎn)

由于配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式具有多樣性特點(diǎn)，相應(yīng)的會(huì)增加電氣設(shè)備的使用數(shù)量和支線數(shù)量，使每個(gè)終端位置都能接受到主站發(fā)出的指令。另外，在無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)不斷擴(kuò)大應(yīng)用范圍過(guò)程中，使組網(wǎng)建設(shè)更加簡(jiǎn)單快速。所以，在接入層設(shè)計(jì)要點(diǎn)中，配電網(wǎng)通信自動(dòng)化系統(tǒng)一般會(huì)優(yōu)先選擇無(wú)線專網(wǎng)通信模式，目的是保證配電網(wǎng)處理和運(yùn)輸數(shù)據(jù)信息的要求。目前，接入層通信組網(wǎng)的建設(shè)一般使用TD-LTE技術(shù)，可以為電力無(wú)線專網(wǎng)提供技術(shù)服務(wù)，在該層產(chǎn)生的無(wú)線信號(hào)會(huì)在第一時(shí)間進(jìn)入到接入端口中，用戶可以在無(wú)線的條件下接受到無(wú)線信號(hào)，提升用戶的使用體驗(yàn)的同時(shí)，增加配電網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線資源管理和業(yè)務(wù)調(diào)度能力。

在當(dāng)前進(jìn)行無(wú)線專網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中，通常使用兩種方式達(dá)到ULAN建設(shè)要求：一，將IP作為連接基礎(chǔ)，在多種終端IP網(wǎng)段中建立傳輸關(guān)系；二，將MAC作為連接基礎(chǔ)。在經(jīng)過(guò)反復(fù)的實(shí)踐操作后得到的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)的每個(gè)MAC地址都呈現(xiàn)唯一性特質(zhì)，因此區(qū)別ULAN做好的方式，就是將MAC地址作為無(wú)線專網(wǎng)建立條件，一般會(huì)按照以下流程建設(shè)ULAN：流程一，將指定的物理端口與無(wú)線專網(wǎng)交換機(jī)建立對(duì)應(yīng)關(guān)系，使VPN網(wǎng)絡(luò)可以提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)；流程二，增加無(wú)線專網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備的使用，有效提升區(qū)分終端VLAN接入口效果，并在IP網(wǎng)絡(luò)與MAC地址進(jìn)行區(qū)分時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要選擇適合的設(shè)備；流程三，在建立電力VPN網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線專網(wǎng)ULAN網(wǎng)絡(luò)關(guān)系時(shí)，會(huì)增加配電網(wǎng)絡(luò)無(wú)線專網(wǎng)的傳輸效率。而且，在將數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)矫總€(gè)系統(tǒng)的同時(shí)，還應(yīng)采用縱向與橫向的安全隔離方法。

2.2.3終端層設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在終端層設(shè)計(jì)時(shí)，使用無(wú)線專網(wǎng)作為終端層與接入層的通信條件。終端層在配電網(wǎng)絡(luò)中的作用，主要承擔(dān)對(duì)開關(guān)站、配電房、環(huán)網(wǎng)柜等設(shè)備運(yùn)行使產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集和整理，同時(shí)檢測(cè)其運(yùn)行過(guò)程中的狀態(tài)。

在終端層使用的設(shè)備，通常由CPE設(shè)備作為結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，并在安裝過(guò)程中按照以下標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行：一，一般CPE使用電源為24V，供電模式為DC，主要有DTU支持設(shè)備運(yùn)行（一旦停電可以作為備用電源使用）。在實(shí)際安裝中，可以利用已建成的建筑選擇合適的位置安裝，并在屋頂抱桿上固定天線；二，通常在沒(méi)有可利用的建筑物條件下，一般在環(huán)網(wǎng)設(shè)備周圍增加一個(gè)3米高的抱桿，而且將CPE設(shè)備放置在環(huán)網(wǎng)設(shè)備中，另外將天線固定在抱桿上。根據(jù)實(shí)踐數(shù)據(jù)可知，一般受到DTU供電功率的影響，應(yīng)在配電網(wǎng)終端位置增加CPE接入口，防止環(huán)網(wǎng)柜空間發(fā)生變化。

結(jié)束語(yǔ)：

綜上所述，本文對(duì)配電網(wǎng)自動(dòng)化通信系統(tǒng)展開設(shè)計(jì)討論，使電能設(shè)備在通信技術(shù)建立合作關(guān)系，為電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)發(fā)展產(chǎn)生推動(dòng)作用，為我國(guó)配電網(wǎng)自動(dòng)化通信技術(shù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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