电力配电自动化系统中的通信系统

电力配电自动化系统中的通信系统

张春秋

(国网青海省电力公司海西供电公司青海德令哈市817000)

摘要：配电自动化系统的运行，需要依靠控制中心来传送命令，并传送至远方终端，同时再将远方设备所传来的数据，反馈至控制中心。配电网能够与点多、面广的远方终端实现信息交换，为了满足系统要求，电力企业必须充分重视配电自动化数据通信系统的建设，从而有效实现配电网的自动化、现代化、高效化。所以，本文对电力配电自动化系统中的通信系统进行探讨。

关键词：电力；配电自动化系统；通信系统

一、配电网自动化通信系统结构研究

1、配电网网络通信结构

常见的通信节点类型，一般包括通信主站、通信子站与通信终端这几个部分。通信网络结构则包括了骨干层与接入层。系统通信主站的主要作用在于，能够将子站的信息传送至配电网的自动化住宅系统，其中充当通信中继的就是通信子站，通过该子站可以实现对于接入层数据信息的几种处理分析，进而能够严格把握对于传输数据的检测。系统的通信终端与配电终端是相互连系的，而骨干层更是承担各通信子站与主站之间信息交流的重要媒介，而接入层则能够用于连接通信终端与各个子站。

2、配电网自动化通信系统

2.1系统载波通信

配电网自动化通信系统在实际的运用过程中，往往需要采用载波通信的方式，来实现系统信息的传送，其过程如图1所示。通过运用载波通信的方法，不仅能够有效保护继电器的运行，还可以作为电网内部电话调度的重要支持。在系统载波通信中，由于电网往往存在较大的电压或电流，因而需要使用耦合原件来连接载波通信设备与线路。

图1电力线载波通信示意图

电力线载波通信是在高频载波信号中携带传输信息，并通过电力线路传输。配电线路直接连接到每个用户和电器，具有无可比拟的优势，作为农村网络传输通道，这是最好的。

2.2系统光纤通信

配电网的自动化通信，通常会采用载体的方式来实现，即使用光纤进行信息的传递。而采用这种方式，其优点就在于：能够实现信息的远距离传输，同时还可以保证传输的速率，并排除来自外界的不良干扰，具有更高的准确性与传输可靠性。在实际传输过程中，还可以通过采用一组光纤、多组数据传输的方式，还可以确保数据之间不会发生互相的影响。当前的光纤通信传输容量，最大的情况下可达到10Gbit/s。

2.3微波通讯

微波通信采用的是“接力”模式，利用微波频率来携带信息。早期的微波通信是模拟的，在20世纪中期，数字微波通信应运而生，相关理论和技术在不断发展中已趋于成熟。微波通信不需要建立信道，还可以高速通信。但是，微波通信受空中信号的干扰比较严重，工程造价也比较高，因此微波通信应用比较窄。

2.4系统无线通信

无线电通信为配电网的自动化通信系统建设奠定了重要基础，该技术的主要优势在于成本低廉，且同意扩展。由于无线公网的运行不是依靠独立控制的，而是需要接受外部供给，所以，为了提高其通信效率，还需要加强通信网自身的稳定程度与安全性，并在系统故障的情况下能够及时发现和沟通，并加以解决。因此，这种通信方式更加适用于通信较为复杂的地区。

二、配电自动化通信系统应用设计

1、设计目标

电力企业在开展配电自动化数据通信系统应用设计工作之时，需要采取预备拓展、因地制宜的方式来实施通信系统建设。例如，我国有些城区能够利用光缆线路，当作该通信系统的基础，电力企业只需要为电网光缆配置好相应的配电开关以及其他设备就可以有效完成相应的通信系统建设。对于一些较为偏远的地区来讲，电力企业便可以采取电话线的形式来实施通信建设。

2、设计要点

电力企业的配电网通常是采用多元化的方式来建设数据通信系统，所以在开展通信系统建设工作之前，有关部门需要有效做好相应的统筹规划工作，进而使电力企业的通信系统既可以最大程度上利用好现有的资源，又能够根据城市未来的发展需要来实施即时拓展。电力企业配电网自动化建设的基础，是要让电力企业的中央集成系统可以全方位控制好主干线的通信网络系统。

3、设计方法

配电自动化通信系统设计根据系统的组成和分布特征，通信系统有很多种网络结构，一般采用分布式网络结构，主渠道和多层次的分支网络。通信系统分为两个层面：第一级是主网络到变电站RTU或二次主机。第二级是变电站RTU、分布仪、自动仪表读取设备。有些数据由于距离不适合集中转发终端，可直接传输至主机。

（1）主站与子站通信，需要良好的通信可靠性、较高的传输速度等，以便在主站和子站之间实现通信，如果子站数量较多，位置相对分散，因此主机与子站之间的通信采用光纤通信。

（2）子站与终端通信，该通信的要求包括数据量大，可靠性高，因此采用的是光纤自愈双环网方式。

（3）TTU通信部分（见图2），TTU数据通信所具备的特点在于，数据传输量较大、对于实时性的要求较低，且系统成本少，通常采用的是RS485电缆。

图2TTU通信部分

三、电力配电自动化系统通信系统建设实例

1、工程概况

某配电自动化工程建设中，实施区域内的4号、5号均出现于电缆线路上，对2座开闭所、8座环网柜的设置情况进行改造，通过10个配电站点，各自配置一套配电自动化终端DTU方式，从而实现“三遥”功能。而个配电自动化终端DTU又会利用自动化“三遥”信息，将信息传输到当地的供电公司主站系统中，为了有效提高系统的运行效率，加强维护管理，该供电公司需设置前置采集服务器与远程工作站。

2、配电自动化通信系统的建设

2.1骨干通信网建设方案

根据该配电网自动化工程的实际情况，运用SDH制式光缆进行通信，其铺设范围已覆盖了当地所有的35kV及以上的变电站，而该网络与供电公司主站间依然余留了155Mb/s的宽带。在本次的通行系统建设过程中，运用SDH光传输网，同时结合IPoverSDH技术体制，即可构建整个配电通信骨干网架构。而当前的通道要求工程的10个配电站点能够达到最大宽带要求，即300kb/s，而配电自动化主站间，则会占用SDH光传输网，和300kb/s的带宽。

2.2终端接入网建设方案

（1）确定终端接入网通信方式目前常见的配电通信终端接入网通信方式，主要是工业以太网技术、光纤专网、EPON技术、中压电力线载波以及无线公网等。光纤专网的投成本相对较高，但具有较高的安全性、可靠性。在该配电自动化工程中，对于4号、5号出线均采用了电缆线路，其长度达到5km，在铺设之前，需要预留用于沿线光缆的敷设管道，该方法所需要的工程造价也较为适中。由于该项工程的配电自动化终端，均是按照“三遥”功能进行设计的，因此采用光纤专网通信是最佳方式。

（2）终端接入网通信方案比选

构建光纤专网通信主要有两种技术，即工业以太网和E-PON技术，在充分考虑该工程配电网一次网架所具有的结构简单、容易成环等特点的情况下，结合该地现行实施的城市区域配电自动化系统通信电路运行经验，采用工业以太网技术进行接入，组建光纤自愈以太环网，以保护倒换时间，甚至达到毫秒级，交换功能灵活，更加便于业务的扩展。依据该一次网架的结构，该配电通信工程接入网，运用了组合拓扑结构的形式，其中包括链型、单环网、双环网等，其实际的资金投入差异较小，其区别主要在于双环网组网方案的落实，需要使用很多纤芯资源，且需要改造骨干节点设备。如果配电自动化业务通过不同的网络、接入点实现骨干网的接入，则具有更高的可靠性，因而推荐采用双环网结构接入网方案。

结束语

为了满足当前社会对于电力供应的要求，必须以保证电力系统供电稳定、高效作为基础，运用完整、高效的配电网自动化系统。配电网自动化通信系统的结构，必须结合电力工程建设的实际情况进行合理选择，从而达到提高电力配电自动化系统中信息传递速度的目的，确保整个电力系统能够运行顺利。

参考文献:

[1]蔡万升，汤辉，张军，等.基于EPON技术的配电自动化通信系统[J].电力系统通信，2010，31（12）：11～15.

[2]刘承成.配电自动化系统通信方式的研究[J].安徽电力，2009（1）：70～72.