电网调度自动化系统对通信系统有哪些要求

电网调度自动化系统对通信系统有哪些要求

张立芹

（中原油田供电服务中心河南濮阳457001）

摘要：电力通信网承载着诸多重要的电力系统业务，其可靠性与电网安全、稳定、经济、优质运行密切相关。以电力系统调度自动化为例，初步指出了电力系统调度自动化业务对电力通信网传输性能的具体需求。通过电力系统调度自动化业务对电力通信网传输性能的需求分析，力求为电力通信网的优化以及可靠性的评估起到了有效的指导作用。

关键词：电力通信网；通信系统；电网安全

一、我国电网调度自动化主要功能和现状

电力调度自动化主站系统的主要功能包括SCADA（数据采集与控制系统），PAS（电力调度自动化系统高级应用软件）及DTS（调度员培训系统）。电网调度自动化是以数据采集和监控系统为基础，包括自主发电控制和经济调度运行、电网静态安全分析、调度员培训仿真以及配电网自动化等几部分在内的能量管理系统。它主要有四方面的作用：第一，对电力系统的安全监控作用。第二，提高系统的运行水平。第三，对经济运行参数进行辅助计算。第四，报表的自动打印工作。我国自主开发研制的SCADA/EMS得到了广泛的应用，并且这一技术运用的水平也在逐步提高。基于调度自动化技术的专职人员的培训模拟系统已经开发并且逐步也取得初步应用。然后，我们的TMR即电能量计量系统投入使用并且目前已经开始步入实用性阶段。与此同时，我们国家电力调度数据网络骨干网的建设也已经取得了实质性的进展，我们电力调度自动化系统的建设取得了初步成效，这也得益于调度生产管理系统在进一步提高调度机构现代化管理水平方面发挥了重要作用。通过调度自动化对电力通信传输性能的需求讨论研究，进一步分析电力通信网可靠性的重要性，对指导电力通信网规划、设计、建设、运维具有一定的现实意义。

二、电网自动化系统通信方式

1、电力线载波通信

利用架空电力线路的相导线作为信息传输的媒介。这是电力系统特有的一种通信方式，具有高度的可靠性和经济性，且与调度管理的分布基本一致，因此它是电力系统的基本通信方式之一，也是电力系统的主要通信方式，但这种通信方式，由于可用频谱的限制，不能满足全部需要。

2、微波中继通信

这种通信方式是在视距范围内以大气为媒介进行直线传播的一种通信方式。这种通信方式传输比较稳定可靠，通信容量大，噪声干扰小，通信质量高，宜作通信干线。其主要缺点是一次投资大，电路传输有衰减，远距离通信需要增设中继站，当地形复杂时，选站困难。

3、光纤通信

利用光波作为传输媒介，借助于光到纤维进行通信。光纤通信具有通信容量大、通信质量高、抗电磁干扰、抗核辐射、抗化学侵蚀，重量轻、节省有色金属等一系列优点。

三、通信方式的选择

由于配电自动化通信的特点以及配电自动化对通信系统的要求，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，本着可靠性高，投资少，充分利用现有电力线资源的原则。

1、主干网络。主干网络是指从配电主站到配电子站（当设立二级主站时，也包括从配电主站到二级主站）的通信网络,从配电主站到配电子站的通信可根据需要采用光纤局域网或光纤Modem方式，光缆采用电力专用光缆ADSS。

2、通信子网。通信子网是指配电自动化FTU及TTU配电子站之间的通信网络,主要考虑以下3种：光纤Modem方式；电力线载波通信方式；双绞线方式。

四、配电网通信自动化系统架构

对于通信自动化系统而言，其主体架构具体包括主站系统层、通信系统层与终端系统层三个层次。一般情况下，自动化系统主站会设置在变电站的调度中心，通过通信自动化网络系统，将配电网采集终端信息数据统一输送到自动化系统主站，然后再对其进行统一处理。与通信自动化系统类似，配电网自动化系统也分为三个层次，分别为骨干通信网、接入通信网与终端层。首先，接入层对相关信息数据进行预先处理，然后根据其权重大小筛选、上传，以免出现信息拥挤现象。在此过程中，骨干通信网可以有效实现配电网通信子站和配点网通信主站之间的实时通信，通常采用的是光纤通信技术手段；对于接入通信网而言，其作用是实现终端层到配电网各个通信子站的通信，可采用的技术手段有光纤通信技术、载波通信技术和无线通信技术等。

五、配电网通信自动化系统各层设计要点

1、核心层设计要点

经调查发现，国内部分供电局已经投入使用的通信网络主要包括MSTP光纤传输网、综合业务数据网和调度数据网，各通信子站实现了光纤全覆盖，因此，将大部分通信子站设在变电站。通过综合分析，核心层所承担的主要任务是配电网通信子站至主站的相关业务处理，通过MSTP光纤传输网络和相关技术来实现。在核心层通信组网过程中，利用MSTP光纤传输网传输业务信息和相关数据。通常来说，如果通信子站位置的MSTP存在空余端口，就可以对MSTP光传输与设备板卡进行利用，通过SDH或MSTP网络系统，将变电站配电网中的相关业务数据信息传送到电力调度中心。当调度中心的MSTP技术设备将业务落实以后，就可以通过对工业以太网的运用将相关数据信息传送到电网系动化主站系统中。

2、接入层设计要点

配电网络系统结构非常复杂，而且电气设备数量和支线比较多，具有终端分布广等特点；而无线通信覆盖范围广，具有组网灵活、架构方便、终端接入简单等优势。因此，配电网通信自动化系统的接入层建议选用无线专网通信模式，这样可以有效满足配电网相关业务处理的需求。在接入层通信组网过程中，其通信网络采用的是TD-LTE技术条件下的电力无线专网技术。该层为用户终端提供了有效的无线信号接入端口，用户终端层利用无线空中接口可实现与接入层基站的有效连接，接入层通过电力系统光纤通信专网建立与核心网络层的联系，实现无线资源管理和业务调度等功能。无线专网可采用两种方式来实现ULAN：第一，基于IP的连接方式，也就是不同的终端差异性IP网段；第二，基于MAC地址的连接方式。通过系列实践可以得知，对于每一个终端MAC地址来说，其都具有唯一性的特点，所以，要想有效划分ULAN，就可以利用终端MAC地址来进行。

3、终端层设计要点

在终端层通信自动化系统设计过程中，终端层和接入层之问利用无线专网进行连接通信，终端层的任务是对开关站、配电房和环网柜等配网节点相关设备进行信息数据采集和状态检测。配电网终端层的通信方式如图2所示。

终端层的设备需要安装CPE，安装的基本要求如下：CPE电源为24V，采用DC供电模式，由DTU提供，并且要保证停电时利用DTU蓄电池供电（CPE与DTU之问通过网线相连）。如果有现成的建筑结构可以利用，则CPE可以置于室内适当的位置，将天线安装在屋顶抱杆之上；如果没有现成的建筑结构可以利用，就要在环网柜周边再装一个落地3米的抱杆，并要将CPE放置在环网柜中，在抱杆上还要固定天线。通过实践可以知道，对于DTU供电功率来说，其会受到环网柜空间的影响，所以每一个配电网终端都要通过CPE接入。

结语

本文对调度自动化电力通信要求进行研究。目前来说，在我国电力通信网络越来越得到广泛的应用，通信系统和电力系统的联系也越来越密切。随着我国经济的发展，社会的不断进步，调度自动化技术越来越得到广泛的应用。如何合理有效的通过各项业务指标对电力通信网络科学的评估是我们应该关注的问题。

参考文献

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