配网关于自动化系统通信方式及问题的探讨

　　摘要：配网自动化的优势不但体现在提高城区配电网的运行水平，优化网络结构和无功配置，降低电能损耗，更可以提高为用户眼务的质量 但配网自动化系统需要借助于有效的通信通道作为神经网络，联络为数众多的远方终端实现配电网及其设备正常运行千米事故状态下的监测、保护、控制 、负荷管理与 输电网络相比.配电网络拥有点多面广的远方终端，要实现信 息交换.通信系统的造价是相当昂贵的。因此，配网自动化通信系统是配网自动化系统中非常重要的环节，是配网自动化的神经系统在能满足配网自动化系统要求的时，采用造价最低的通信方式 ，成为电气没计人员面临的重要课题。

　　关键词： 配网,自动化系统,通信

　　一 配网自动化通信的要求

　　选择通信方式应当适合当地配电网具体情况。配网自动化的规模、复杂程度和A动化程度决定了对通信系统的要求，主要有 ：

　　1质量性

　　高可靠性的保护传输通道，确保继电保护装置的正确动作和快速切除，改善和提高继电保护动作性能，提高电力系统的稳定水平。

　　2.可靠性

　　通信系统是主站系统与配电网终端设备联接的纽带，主站与终端设备间的信息交互都是通过通信系统完成 ，为电网调度指挥提供高质量、高可靠性的话音通道，使电网调度员和电网运行人员能方便、准确、清晰地通过电话了解情况，下达调度命令，指挥运行操作和事故处理。因此必须有稳定可靠的通信系统，才能实现配电自动化的功能。

　　3.经济性

　　通信系统的投资不能太大，以免影响配电网自动化系统的总体经济效益。

　　4.寻址量大

　　通信系统要求寻址量大，不仅要满足 目前及未来数据传输的需要 ，还要考虑系统功能升级的要求。

　　5.双向通信

　　主站不仅要 向终端下发控制命令，还需接收终端上传的数据。如故障区段隔离和恢复正常区域供 电，要求远方FTU向主站上报故障信息，以确定故障区段，主站向 FTU发布控制命令。事实上，配网自动化系统中每一项功能的实现，均要求进行双向通信 ，通信系统必须具有双向通信的功能。

　　6.容易操作与维护

　　配电网 自动化系统的通信系统，包括传送、接收和网络系统都很复杂，设计时应充分考虑维护的便利性。

　　二、几种主要的通信方式及分析

　　1.通信方式

　　配电网常用的信道种类包括 ：光纤信道、微波信道、配电载波信道、无线信道和有线信道。

　　(1)光纤通信。光纤通信与其他通信比较有以下优点 ：光纤传输频带宽，通信容量大，传输损耗小，光电隔离，不受电磁干扰，组网方便、 灵活。在配电自动化中，可以利用已建成的变电站到主控中心的光纤网络进行数据传输，可以光纤以太网或光纤自愈环网来进行传输，这在许多地区都有成功的经验，是未来配网自动化数据通信的发展方向。

　　(2)配电载波。从目前的技术水平上看，典型的配 电载波机的传输率可达到 150-300bit/s，可满足双向通信的要求，对远方抄表和监测线路数据 比较经济。但对于停 电区数据如何用配电载波上传仍然是一个技术难题 ，有待进 一步研究。配电载波系统数据传输速率较低 ，容易受到干扰，由于反射使得配 电载波在馈线的某些部分存在盲点，其优点是技术相对简单。

　　(3)微波通道。电力系统微波在电力通信中发挥着重要作用，对于调度 自动化和变电站综合自动化数据的传输有重要意义，微波频率为 IGHz以上，属视距传输，传输容量大，稳定性能好，同时由于微波通信在电力系统运行多年，运行维护人员积累了丰富的经验。但是，微波为点对点传输，而配电系统点多面广，显然不适合应用。但值得一提的是一点多址小微波系统，它应用多址技术和统计复用技术，信道利用率高，稳定性好，适合于多点传输，

　　其缺点是路由选择 比较困难。

　　(4)无线通 信 ：无 线通信 方式有 ：AM、FM、PM、 GPRS等，也可以应用到配电系统 自动化的数据传输，但相对来讲，在数据通信速率、保密性上存在不足，目前主要作为有线通信的补充。

　　2.各种通信方式的比较各种通信方式性能的比较如表 I所示。

　　三，配网自动通信方式的设计

　　配网自动化系统的通信具有终端设备多，单台设备的数据量小 ，实时性要求不同的特点，因此应因地制宜，根据当地环境和经济条件确定合理的通信系统，同时要考虑调度自动化通信系统的建设。一般的，城区 10kV主干线路采用光缆通信，建成光缆主干网，用于配 电开关和主站问的实时通信 ;城区 10kV分支线路、变台监控、无功补偿等采用有线通信，就近接人光缆主干网，或采用其它通信方式。

　　1.系统通信设计的一般原则

　　(1)配电自动化通信系统应和配电自动化系统应用功能紧密结合，将多种通信方式进行合理搭配，以取得最佳的性能价格比，满足配电自动化系统的整体性能指标要求。

　　(2)配电自动化通信系统的设计应具有先进性、实用性、可靠性、可扩展性。

　　(3)主干通信网的设计应和配电自动化计算机网络系统相结合 ;拓扑结构应路径最短、涵盖配电终端范围最大，具有较好的扩展性 ;应具有较高的通信速率和较低的误码率。

　　(4)非主干通信网的设计应和配电自动化站端系统相结合，在满足配电自动化整体性能指标和通信可靠性的基础上适当提高通信速率。

　　2.信道具体层次的通信设计

　　配电系统 自动化的信道具体层次与整个系统密切相关，一般可分为 ：

　　(1)主站与子站之间。主站与子站之间的通信一般采用光纤、星型或环网结构，采用 SDH/PDH或 ATM 技术的光纤以太网方式，通过交换机 +以太 网/El转换器或ATM交换机两种方案连接，亦可采用音频电缆等介质连接。

　　(2)予站与配电终端问。配电终端 (单个或就近成组 )既需要与上级通信，相互之间也可能通信，上级可能是主站，也可能是设在变电站或监控中心的子站。通信介质地理位置远近可采用光纤以太网、自愈双环网或双绞线等。

　　(3)用户级。对抄表、设备监测 (如配电变压器监测、用电设备监测 )等设备，主要功能是监视及测量，实时性要求不高，与它边接的上一级一般是自己的主站或通过现场的终端设备 (DTU/FTU等 )转发，它们的通信宜选用有线音频、双绞线、电话线、配电载波等，一般距离较近时采用屏蔽双绞线不易架设时，也可采用低压配电载波。

　　(4)主站及子站内部。采用以太网方式 (主站推荐用双网，子站可用单网或双网 )，运行 TCP/IP协议。配电网常用的信道种类包括 ：配电载波信道、无线信道、光纤信道、

　　微波信道和有线信道。

　　此外，在具体的应用中，数据采集建议支持 GPRS公共无线数据通信方式，同时支持网络通信、GSM 短信相接合的通信方式。系统还应支持多采集服务器负载均衡、多线程并发的通信调度管理机制 ;支持灵活配置两个或多个通道互为备用，多通道根据任务繁重程度自动均衡负载。

　　四 总结

　　通信系统是整个配电自动化系统的重要组成部分，直接影响着整个配 电自动化系统的整体性能。通信系统应具有高稳定性、高可靠性、高速大容量、可扩展性强的通信网络，并具备在一定故障条件下的自动恢复功能。目前，我国配电网设备比较分散、地理情况变化多端、覆盖面广、用户众多，且易受用户增容以及城市建设等外界因素影响。 根据 目前的技术水平，尚没有一种通信技术能很好地满足配电自动化系统各层次的需要，往往采用混合的通信方案。 在今后的城网建设 中，应考虑将实时网 (如调度 自动化网 )和信息网隔离开来，以防止黑客侵入而造成巨大损失。

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