配電自動化和通信系統(tǒng)的建設(shè)分析

魏驍勇

摘 要：本文從配電自動化和通信系統(tǒng)出發(fā)，先對配電自動化系統(tǒng)的相關(guān)特點和建設(shè)現(xiàn)狀進行介紹和分析，隨后從配網(wǎng)自動化和通信系統(tǒng)的建設(shè)要求、規(guī)劃建設(shè)和優(yōu)選配網(wǎng)等方面總結(jié)建設(shè)注意事項，希望為推進配電自動化、通信系統(tǒng)高效建設(shè)做出貢獻。

關(guān)鍵詞：配電自動化;配網(wǎng)通信;電網(wǎng)建設(shè)

配電自動化系統(tǒng)普遍的定義為“通過計算機技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電力電子技術(shù)以及自動控制理論將配電網(wǎng)設(shè)備在離線數(shù)據(jù)、用戶數(shù)據(jù)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和地理圖形等信息進行繼承，構(gòu)成完整的綜合自動化系統(tǒng)，以實現(xiàn)配電網(wǎng)絡(luò)及終端設(shè)備正常運行，并且在事故狀態(tài)下可以監(jiān)控、保護、恢復(fù)以及綜合管理的現(xiàn)代化系統(tǒng)?！?/p>

一、配電自動化系統(tǒng)通信特點

1、節(jié)點數(shù)量多

配電自動化系統(tǒng)包含了龐大數(shù)量的節(jié)點，涉及到變電所、重合器等。此外，全部節(jié)點設(shè)備均設(shè)有相應(yīng)的監(jiān)控設(shè)施，并且配置了數(shù)據(jù)通信設(shè)備，并且相互間緊密結(jié)合。所以系統(tǒng)通信具有著監(jiān)控的廣泛全面、多維度的特點。

2、傳輸距離短

該系統(tǒng)不同節(jié)點間的傳輸距離較短，利用主干、分支兩種網(wǎng)絡(luò)相融合的形式實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，該方式與短距離傳輸較為契合。系統(tǒng)在通信數(shù)據(jù)量上也較小，設(shè)備數(shù)據(jù)承載量較低，系統(tǒng)信道數(shù)據(jù)量偏低，所以能產(chǎn)生高效實施監(jiān)控而且誤差低。因短距離的傳輸同時也發(fā)展出了優(yōu)秀的實時控制功能，如自動故障隔離、負荷自動控制等。

二、配電自動化通信系統(tǒng)建設(shè)現(xiàn)狀及分析

1、配電自動化和通信系統(tǒng)的建設(shè)現(xiàn)狀

隨著我國21世紀經(jīng)濟蓬勃發(fā)展，現(xiàn)階段我國國內(nèi)配網(wǎng)自動化研究已處于領(lǐng)先地位，目前的配電網(wǎng)使用的通信系統(tǒng)，已經(jīng)實現(xiàn)了配電網(wǎng)變電站和開閉所中的遠方采集終端的互聯(lián)，通過特定通信通道傳給主站自動化系統(tǒng)控制，先進的饋線自動化模式極大縮短了故障處理時間、優(yōu)化精簡了舊時代的復(fù)雜系統(tǒng)架構(gòu)，與此同時還引入了準實時數(shù)據(jù)平臺，開展了潮流監(jiān)控以及大數(shù)據(jù)分析的研究。國內(nèi)在配電網(wǎng)自動化方面的建設(shè)經(jīng)過局部、集中和綜合自動化三個過程，當前相關(guān)工作涉及的是兩個方面：首先，將實時監(jiān)控、高效控制進行融合的信息傳輸通道構(gòu)建完善。其次，則是針對不同的新型智能終端進行研發(fā)，并盡可能高效地投入現(xiàn)場應(yīng)用?，F(xiàn)階段配網(wǎng)自動化已有的研究成果，有包括負荷管理、配網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)以及遠程抄表技術(shù)等。

通信技術(shù)對于配電自動化來說極為關(guān)鍵，后者的系統(tǒng)功能也因通信技術(shù)的持續(xù)進步而發(fā)展迅速?，F(xiàn)階段，配網(wǎng)通信系統(tǒng)方式主要包括了載波通信、光纖通信、無線電通信等形式。通信技術(shù)一般需要以相應(yīng)配電情況為導(dǎo)向選取。首先，光纖通信較為主流，該方式有著較強的可靠性和強大的容量和帶寬。電網(wǎng)通信系統(tǒng)相應(yīng)的主干網(wǎng)主要通過搭建的好的骨干網(wǎng)絡(luò)進行通信。其次，載波通信作為電網(wǎng)獨特的通信形式，其系統(tǒng)建設(shè)、運行成本相較于其他形式來說較低。但如果電力線路存在故障也可能導(dǎo)致通信鏈路中斷，很難確保通信可靠。最后，無線電通信不論是組網(wǎng)還是使用方面均較為靈活和方便，并且該形式有著極為廣泛的覆蓋范圍。

2、配電自動化和通信系統(tǒng)現(xiàn)存問題探析

現(xiàn)階段，雖然部分地區(qū)擁有能夠?qū)崿F(xiàn)自動化調(diào)度的主站系統(tǒng)，但卻并未配套設(shè)置相應(yīng)的自動化模塊，并且也沒有設(shè)置配網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通信通道，導(dǎo)致后期培養(yǎng)如果出現(xiàn)數(shù)量龐大的數(shù)據(jù)接入很難滿足業(yè)務(wù)需求。此外，部分信息系統(tǒng)也仍舊利用私有形式的交互協(xié)議，很難滿足當前的數(shù)據(jù)交換訴求。相對主網(wǎng)而言，配網(wǎng)設(shè)備的自動化還需進一步加強，也因配網(wǎng)的廣泛性質(zhì)，高事故幾率、大量的維護工作無可避免，為了滿足人民日益增長的用電需求，自動化和通信系統(tǒng)的建立顯得尤為重要。

部分配網(wǎng)自動化系統(tǒng)并未采用主流的、先進的通信技術(shù)，不能確保全部設(shè)備均接入相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)當中。這些設(shè)備即便接入網(wǎng)絡(luò)，通信穩(wěn)定性也并不理想。再者，如果出現(xiàn)各種災(zāi)害，電力網(wǎng)絡(luò)可能會產(chǎn)生更多的通信數(shù)據(jù)，由于通信條件限制這些數(shù)據(jù)無法實時進行傳輸，甚至可能出現(xiàn)系統(tǒng)崩潰的狀況，高能效的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備又價格高昂。最后，系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)沒有較強的安全性。當前配電網(wǎng)多數(shù)終端可能利用的還是公網(wǎng)，通過運營商服務(wù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。同時諸如GPRS/CDMA等網(wǎng)絡(luò)必須支撐起龐大數(shù)量的數(shù)據(jù)傳輸，其傳輸過程并不安全。

三、 配電自動化通信系統(tǒng)建設(shè)注意事項

1、配電自動化對通信系統(tǒng)的要求

配電自動化系統(tǒng)有著規(guī)模大、設(shè)備多、節(jié)點多以及范圍廣等諸多特點，因此數(shù)據(jù)傳輸必須要以相應(yīng)的通信網(wǎng)絡(luò)為支撐。因此，系統(tǒng)要求便需要結(jié)合配電網(wǎng)絡(luò)相應(yīng)的規(guī)模來制定。首先，需要保證通信系統(tǒng)足夠可靠。配電系統(tǒng)通常需要在戶外進行安裝，同時系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)多是在較為惡劣的環(huán)境下，因此需要提升該系統(tǒng)的抗干擾能力，保證出現(xiàn)斷電或者是存在故障時也能夠?qū)崿F(xiàn)通信。其次，提升系統(tǒng)的經(jīng)濟性。配電系統(tǒng)建設(shè)不僅需要考慮可靠性，還應(yīng)關(guān)注經(jīng)濟效益，切忌存在重復(fù)建設(shè)或者是投資過大等問題。此外，系統(tǒng)建設(shè)還應(yīng)考慮操作和維護的問題。由于有著較多、較為復(fù)雜的系統(tǒng)節(jié)點，很難堅持單一化的通信方式，必須融合多種方式提升傳輸?shù)挠行?。考慮到這種復(fù)雜性，通信系統(tǒng)在設(shè)計層面應(yīng)盡量簡單，為后續(xù)維護、操作等提供便利。最后，還應(yīng)提升雙向通信的能力。系統(tǒng)借助雙向通信的功能可以做到遠程地測量、控制。即便部分設(shè)備存在故障，主站中心也可結(jié)合具體情況進行控制，隔離存有故障的區(qū)域，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

2、堅持規(guī)劃建設(shè)原則

通信系統(tǒng)規(guī)劃建設(shè)相關(guān)原則如下：首先，需要考慮現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)資源進行合理組網(wǎng)，有效降低新配電、通信系統(tǒng)的投入。其次，不同終端對應(yīng)的通信接口可能不同，因此選取接口時應(yīng)結(jié)合組網(wǎng)的經(jīng)濟性進行。另外，還應(yīng)針對無線通信的相關(guān)特點著重考慮，以實際情況為導(dǎo)向選取最佳的無線通信。最后，還可通過分區(qū)形式來劃分通信網(wǎng)絡(luò)，分別實行對應(yīng)的VLAN方案，確保通信安全。

3、優(yōu)選配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的通信結(jié)構(gòu)

通信方式需要結(jié)合重要程度來選取通信方式。比如，如果系統(tǒng)運行需要以數(shù)據(jù)準確為核心要求，那么便可利用光纖通信的形式。而監(jiān)控設(shè)備一般需要定時數(shù)據(jù)采集，對于準確性的要求較低，此時便可選取無線擴頻通信等形式。其次，還應(yīng)結(jié)合速率與容量來選取配套的通信形式。比如，控制中心及其下屬中心間需要展開數(shù)據(jù)通信，二者作為通信主干，便應(yīng)選取有著較大容量和較快速度的通信方式。最后，還應(yīng)結(jié)合環(huán)網(wǎng)與系統(tǒng)實用性等來選擇通信形式。

四、總結(jié)

在時代發(fā)展至如今新老交替的關(guān)鍵時刻，配電自動化系統(tǒng)與其通信系統(tǒng)的建設(shè)技術(shù)提高，將能有效的對傳統(tǒng)配電網(wǎng)運行管理效率起引導(dǎo)作用。

參考文獻：

[1]韓國政，徐丙垠.IP網(wǎng)絡(luò)在配電自動化中的應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)自動化，2011，35（7）：57-60，69.