试析配电自动化系统中的通信系统设计

试析配电自动化系统中的通信系统设计

梁伟1陶中云1杜忠晓2董云齐2

（1.广西电网公司柳州供电局广西柳州545000；2.东方电子股份有限公司山东烟台264000）

摘要：随着我国经济的飞速发展，各个行业对于电力的需求也逐渐加大。与此同时，相关部门对于电力行业也提出了更高的要求，即要求电力部门要稳定、持续和高效的供电，保证生产、生活各个领域能够正常运行与发展。为了达到以上的要求，我们需要设计一套高效、完整的配电自动化系统。

关键词：配电自动化系统；通信系统；设计

配电自动化系统是一个综合信息管理平台，涉及到自动控制技术、数据通信技术、计算机技术、信息管理技术。配电自动化中的通信系统是配电自动化的重要组成部分，终端设备和主站之间的通信系统是实现远方控制、负荷转移、远方数据采集、故障定位与隔离等功能的基础。配电自动化系统通过通信系统将主站的控制命令准确地传递给众多的远程终端，并将远程终端的运行情况准确、及时地传递到控制中心，以便控制中心准确了解到运行设备的信息。近年来，我国大力推进智能电网的建设，其中“配电自动化”是关键性内容之一。

一、配电自动化系统对通信系统的要求

1.1可靠性

配电自动化的通信系统通常在室外进行安装，需要采集较多数据，容易受到外界因素的影响，包括温度的变化、外力造成的破坏等等。除此之外，通信系统还应具有很强的稳定性，在某些地区发生故障和停电时，可以保证信息能够抵抗住瞬间的强烈干扰继续传输出去。

1.2经济性

在配电网自动化系统的建设中，由于考虑到整体的成本以及经济效益等因素，因此在通信系统建设过程中应尽量减少投资，根据工程项目的特点来选择合适的布置方式以缩减费用。与此同时，还常以当地的主网资源来进行合理配置，以避免重复的投资。

1.3实时性

通信系统要想能够实时对配电网系统进行监测以及对各种数据进行监控传输，需要在正常的工作状态下，在很短的时间内可以更新主控系统和配电远方终端的数据。同时，当配电网络发生故障时，需要进行大量的数据传输，因此配电自动化系统必须要选择适合的通信方式，在设计过程中要考虑到发生故障时数据传输的效率，进而保证其及时准确的传输。

1.4易操作，维护方便

通信系统的组成设备种类繁琐，单一的通信系统是无法实现整个配电自动化功能的，因此通信系统需要多个设备模块组合在一起实现复杂的功能。而这就要求我们在设计的初期尽量考虑到各种因素，简化系统的布置，使用统一的通信协议，这样可以促使后期维护工作可以快速、简单地开展，同时可以扩大系统兼容性，为以后系统的扩展提供良好的基础。

1.5双向通信能力

为了实现远程的遥信和遥控等功能，配电自动化系统一般都要求具有双向的通信能力。在某一区域发生故障的时候，控制中心可以远程操控故障区域的设备，向其发送特定指令，使控制故障区域正常的部分恢复供电。

二、通信方式的类型与选择

为了实现系统的先进性、可行性、实用性和可扩展性，提高通信系统的效益，需要选择合理的通信方式。通信方式众多，如光纤通信，微波通信，卫星通信，移动通信等。其中光纤通信具有很多优点：传输容量大，可供利用的频带宽，信息容纳量大；光纤采用由绝缘材料制成，抗干扰能力好；传输衰耗极低，可以增加无中继传输的距离，有利于实现远程控制；除此之外还具有保密性好、尺寸小、便于敷设、串扰小、重量轻等优点。随着科技的不断发展，光纤通信的造价也不断下降，在配电自动化系统中选择光纤通信具有可行性。基于上述优点，目前配电自动化系统广泛采用光纤通信。

三、配电自动化系统中的通信系统设计

3.1整体要求

配电自动化通信系统的设计应与配网建设同步进行，满足整体要求，实现统筹规划、适度超前，综合考虑业务应用和通信技术的发展前景。为了实现配电自动化系统，在对电力系统的杆塔、排管、电缆沟道等现有通道资源进行建设和改造时，逐渐增加配网通信系统光纤覆盖率，根据配网通信系统规划发展要求合理布置光纤网络，将通信系统与配电网建设同步进行；在通信系统与配电网建设同步进行的过程中，要充分考虑供电环境、投资成本、地域、业务需求、建设周期等因素，合理地选择通信技术和组网方式，保证通信网络可靠性、安全性、可管理性和可扩展性；采用通信管理系统对各种设备、各种通信方式进行统一管理，提高通信系统管理的可靠性。

3.2组网方案

配电自动化系统主要是以配网出线变电站为中心，然后选择合理的通信方式，实现对终端的控制。配电自动化通信系统大多是在现有的骨干传输网建设的基础上进行建设，可以通过现有的四级骨干通信网设备的标准接口，实现信息的传输。目前我国已广泛采用光纤通信，光缆的布设是实现通信的关键。光缆布设过程应合理地利用现有的管线资源，实现站间的光纤多路由布放结构，兼顾终端站点的地貌情况以及电气接线结构，提高布线的经济性。电缆管道的建设及新建、改扩建线路时，应将光缆管路一同考虑，必要时可预留通信专用管孔。光缆的布设方式包括直埋、架空、沿沟（管、隧）道铺设，针对不同的布设方式，合理地选择光缆的类型。光分路器可以选择链形、星形等接入形式灵活组网。采用链形组网方式时，分光级数应低于八级，采用星形组网方式时，分光级数应低于三级。组网设计过程中，可以采用相交环、相切环等多种组网方式。在光纤无法覆盖的地方，可以采用光通信与载波技术结合的方案，载波将终端的信息收集起来传递给载波主站，然后再由光纤将信息从载波主站传递至主站。

3.3网络管理

采用综合网络管理对加强配电自动化通信系统的运维管理有着极其重要的作用，配电自动化通信系统采用多种通信技术体制，增加了管理的难度，因此需要采用综合网络管理方式。在设备网管的基础上，采用标准北向接口或协议，收集设备运行数据。通信系统采用省集中模式，服务器与数据库位于省级部署系统，市级部署采集系统，系统应满足实时运行情况统计、网络资源调配、信息监视、告警信息查询，同时还应配备GIS平台、配电自动化主站系统、生产管理系统等，以实现信息的交互。

3.4信息安防

配电通信系统的安全防护对整个电网系统至关重要，安全防护主要解决无线通信和有线通信的安全接入、安全传输、身份认证、终端自身安全、统一监控与审计、访问控制、数据过滤等问题，加强安全基础设施，提高安全管理。配电通讯系统的安全防护应满足相关规定，并作出一定的细化和补充，相关的规定主要包括电监安全[2006]34号、《电力二次系统安全防护规定》电监会第5号令。

结语

总之，通过配电自动化系统，人们可以实时的了解和掌握电网的运行状态，一旦有故障发生可以在第一时间内切断故障区域，恢复正常部分的供电，提高供电的服务质量。配电自动化的目标在于保障供电质量和提高供电企业的经济收益以及管理的水平，因此在未来必将普及与推广。

参考文献：

[1]娄为.载波技术在配电网自动化系统中的应用[J].电力自动化设备，2014.

[2]夏远福，汪道灼，黄民翔.101规约在馈线自动化系统中的应用[J].继电器，2012.

[3]雷闪耀，梁昭峰，朱启晨.IEC101/104规约在生态小水电一体化LCU中的应用[J].微计算机信息，2016.

作者简介：

梁伟（1969.02.15），性别：男；籍贯：广西邕宁；民族：汉；学历：本科；职称：工程师；职务：生产设备管理部主任；研究方向：配电自动化及继电保护技术。

本文受以下广西电网有限责任公司科技项目资助，

项目名称：配电自动化终端远方维护关键技术研究与应用

项目编号：040200KK52160003