中国电力教育 ２Ｏ１Ｏ年管理论丛与技术研究专于ｌｒ 配网自动化系统通信问题研究 吴坎章 （１．河北保定供电公司，河北保定王咏梅 ０７１００３ ） ０７１０００；２．华北电力大学控制科学与工程学院，河北保定摘要：通信技术是配网自动化系统实现的关键，也是配网自动化的核心。当前，通信问题已经成了制约配网自动化 发展的瓶颈。本文根据配网自动化对通信系统的要求，对实际现行配网自动化各种通信技术进行了分析，对配电系统自动 化的信道具体层次的通信进行了设计。 关键词：配网自动化；通信方式；层次结构 配网自动化通信系统是配网自动化系统中非常重要的 配电载波信道、无线信道和有线信道。环节，是配网自动化的神经系统。配电网运行数据的采集、 （：１）光纤通信。光纤通信与其他通信比较有以下优点： 配电网运行状态的改变、配电网的优化均通过通信系统。 光纤传输频带宽，通信容量大，传输损耗小，光电隔离，不 实现配电网自动化的关键在于通信。本文在研究各种通信 受电磁干扰，组网方便、 灵活。在配电自动化中，可以利用 方式的基础上，对不同电网层次选择不同的通信方式，既 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 满足网络的要求又尽可能地节约开支。 一 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。 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 要求，主要有： （２）配电载波。从目前的技术水平上看，典型的配电 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 一动化的规模、复杂程度和Ａ动化程度决定了对通信系统的 载波机的传输率可达到１５０－３００ｂｉｔ／ｓ，可满足双向通信的 １．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 须有稳定可靠的通信系统，才能实现配电自动化的功能。 ２．经济性 统的总体经济效益。 ３．寻址量大 步研究。配电载波系统数据传输速率较低，容易受到干扰， 站与终端设备间的信息交互都是通过通信系统完成，因此必 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 通信系统的投资不能太大，以免影响配电网自动化系 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 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 通信系统要求寻址量大，不仅要满足目前及未来数据 多年，运行维护人员积累了丰富的经验。但是，微波为点 传输的需要，还要考虑系统功能升级的要求。 ４．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 复用技术，信道利用率高，稳定性好，适合于多点传输， 的数据。如故障区段隔离和恢复正常区域供电，要求远方 其缺点是路由选择比较困难。ＦＴＵ向主站上报故障信息，以确定故障区段，主站向ＦＴＵ （４）无线通信：无线通信方式有：ＡＭ、ＦＭ、ＰＭ、 发布控制命令。事实上，配网自动化系统中每一项功能的 ＧＰＲＳ等，也可以应用到配电系统自动化的数据传输，但 实现，均要求进行双向通信，通信系统必须具有双向通信 相对来讲，在数据通信速率、保密性上存在不足，目前主 的功能。 ５．容易操作与维护 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。 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 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 配电网常用的信道种类包括：光纤信道、微波信道、 据当地环境和经济条件确定合理的通信系统，同时要考虑 ＋作者简介：吴坎章，男，河北省保定市供电公司营销部，助理工程师。 配网自动化系统通信问题研究 表１通信方式比较 造价 光缆 高 用电设备监测）等设备，主要功能是监视及测量，实时性要 覆盖 难 安装 难 维护 难 组网 难 可靠 好 速率 高 求不高，与它边接的上一级一般是自己的主站或通过现场 载波 ＵＨＦ 中 高 由 难 中 难 中 难 中 差 易 难 低 中 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 扩频 电话线 专线 ＣＡＴＶ 短信 ＧＰＲＳ 高 低 高 高 低 低 难 中 由 中 易 易 难 中 中 中 易 易 难 中 中 中 易 易 中 中 好 好 中 中 难 中 中 难 易 易 由 低 低 出 低 由 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 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、 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。 参考文献： ［１】戴新文．配网自动化中两种常用通信方式选型探讨［Ｊ］．福建 电力与电工，２００７，（１）：３６－３８． 【２】黄振洲．电力系统配网自动化的技术分析［Ｊ Ｊ．电力建 设，２００８，（８）：１０５－１０６． 【３】周兴凤．配网自动化的结构和实现技术［Ｊ】．贵州电力技 术，２００８，（４）：１１－１３． ［４】丘刚，高沁翔．载波通信在配网自动化工程中的应用【Ｊ】．浙江 电力，２００７，（６）：５８—６０． ［５】苏琳，吕永东，刘颂菊，陈建民．配网自动化系统利用ＧＰＲＳ技 术通信探讨【Ｊ】．山东电力技术，２００８，（４）：６３—６５．