配电自动化的通信系统和方式
分布式配电自动化系统的构成与通信方案
分布式配电自动化系统的构成与通信方案分布式配电自动化系统是一种基于分散的智能设备、通信网络和计算中心的现代化电力配电系统。
该系统具有较高的自动化程度、较高的可靠性和较快的响应速度，可以为用户提供更加优质的电力服务。
本文将就分布式配电自动化系统的构成与通信方案进行详细的讨论。
一、分布式配电自动化系统的构成1. 智能设备分布式配电自动化系统中的智能设备是系统的核心，包括智能电表、智能开关、智能变压器等。
这些智能设备可以实现自主的进程控制、自我诊断、故障定位和数据采集。
智能设备具备较高的智能化水平，能够较好地应对复杂的实际场景。
2. 通信网络分布式配电自动化系统需要保证智能设备之间的信息交流和数据传输。
因此，该系统需要具备高效稳定的通信网络。
通信网络一般分为局域网和广域网两种。
局域网通常使用以太网等通信协议，用于局部信息交换；广域网则可以采用现代化的通信协议，如TD-LTE等。
3. 计算中心分布式配电自动化系统需要对智能设备采集、处理的信息进行中央管理和控制。
因此，该系统需要建立计算中心，用于收集并分析处理智能设备采集到的数据。
计算中心可以采用云计算等技术，实现海量数据的处理和存储，以提高运行效率和数据安全性。
二、分布式配电自动化系统的通信方案1. 通信模式分布式配电自动化系统的通信模式可以采用集中式和分散式两种。
集中式通信方式一般采用串口和网口方式，通信速率较慢；分散式通信方式一般采用无线网络方式，信息交流和数据传输较快。
目前，分散式通信方式已经成为分布式配电自动化系统的主要通信方式。
2. 通信协议分布式配电自动化系统的通信协议可以采用Modbus、IEC61850、DNP3等协议。
Modbus协议是一种通信协议，广泛应用于工业自动化领域，支持较多的设备类型；IEC61850协议是基于国际标准的一种通信协议，支持分布式控制结构；DNP3协议是一种分布式网络协议，适用于分布式控制应用场合。
3. 通信安全分布式配电自动化系统需具备较高的安全性，防止黑客攻击和数据泄露。
配电自动化通信网设计架构探究
配电自动化通信网设计架构探究
配电自动化通信网是指将配电设备与通信系统结合，通过无线或有线网络连接，实现对供电系统进行监测、控制、保护等功能的网络系统。
该系统的设计架构需要考虑通信协议、数据传输方式、信息安全、系统稳定性等多个因素。
1. 通信协议
通信协议是配电自动化通信网设计的核心问题，通信协议的选择决定了系统的数据交换方式、传输速率以及通信方式。
常见的通信协议有Modbus、Profibus、IEC61850等。
Modbus协议适用于小型系统，具有简单实用的特点，而IEC61850协议则用于大型系统且功能更加复杂。
2. 数据传输方式
现代配电自动化通信网的数据传输方式主要有两种，即有线通信和无线通信。
有线通信使用以太网、RS485、RS232等接口传输数据，稳定性高，但是需要敷设电缆。
无线通信通过无线网络将数据传输到中心控制室，避免了电缆布线的成本和风险，但是受制于信号覆盖区域和抗干扰性较差。
3. 信息安全
配电自动化通信网所需交换的数据包括实时测量数据、设备运行状态、故障报警等敏感信息，因此信息的安全性至关重要。
采用加密技术、身份认证等方式确保通信信息不被破解或劫持，同时进行防病毒和网络安全防护等措施。
4. 系统稳定性
配电自动化通信网设计架构需要考虑系统的稳定性，减少故障率，并能够在异常情况下保证系统运行。
在设计时要考虑设备的兼容性、可靠性、抗干扰性等因素，同时应预留充足的容错机制，提供一定的冗余和备份，以确保系统的连续性和可靠性。
配电自动化系统中的通信系统分析
配电自动化系统中的通信系统分析文章以配电自动化系统中的通信系统分析为题展开论述。
首先，阐述了配电自动化对通信系统的可靠性、经济性、实时性等要求。
然后，对比了几种常见的配电自动化通信方式。
最后，基于以上讨论，提出选择通信方式的几点建设性意见。
希望作为研究配电自动化系统的参考资料。
标签：配电；自动化；系统；通信；分析；研究配电自动化系统在运行的过程中，利用控制中心传送命令，并将其传送到远方终端。
同时，将远方设备传来的数据反馈到控制中心当中。
区别于输电网自动化，配电网可以与点多、面广的远方终端进行信息交换。
所以，为了满足系统的要求，必须降低系统工程造价。
当前，这一问题引起了设计人员的广泛关注。
1 配电自动化对通信系统的要求配电自动化系统具有规模大、终端数量多的特点。
基于此，对通信网的安全性、可靠性要求很高。
通常情况下，配电网的规模与实际水平不同，也会使配电网自动化系统在通信系统中存在不同的要求。
首先，提高通信系统的可靠性。
配电网自动化通信系统一般被安装在户外，导致配电网采集的收据容易受到天气、环境的影响。
同时，由于设备、人为因素等原因，系统经常会发生故障或者停电的状况。
针对以上现象，要求通信系统具有良好的安全性。
其次，配电网自动化必须操作简单，维护方便。
配电自动化通信系统结构复杂、规模大。
针对以上特点，如果采用单一的信息系统，显然不能满足所有功能的发挥。
因此在系统设计上，应该尽可能简化通信系统的使用与维护。
实践证明，选择标准化的通信协议后，有效的提高了系统的兼容性。
最后，通信系统还要求有一定的实时性。
通信系统应该对各个监测点的数据进行实时采集，然后按照要求发送统计报表。
同时，为了避免系统出现运营方面的故障，需要及时对故障方面的数据进行记录，只有这样才能提高对配电网的监控力度，从而提高供电的质量。
2 配电自动化中通信方式的比较随着科学技术的不断发展，通信技术的方式越来越多。
下面根据自动化系统的具体情况，分析每一种通信方面的应用特点，并对其进行比较。
配电自动化的通信系统
配电自动化的通信系统1. 引言在现代化的电力系统中，配电自动化是一个重要的组成部分。
配电自动化的目标是利用先进的技术和系统来提高电力系统的可靠性、稳定性和效率。
其中，通信系统起着至关重要的作用，不仅可以实现设备之间的数据传输和控制，还可以提供对整个电力系统的监控和管理。
本文将介绍配电自动化中常用的通信系统。
2. 通信系统的基本原理配电自动化的通信系统主要由以下几个组成部分构成：2.1 通信设备通信设备是实现数据传输和控制的关键组件。
它包括传感器、测量仪器、通信终端设备等。
传感器负责采集电力系统中各种参数，如电压、电流、温度等，并将其转换为数字信号。
测量仪器用于对这些参数进行测量和计算。
通信终端设备则负责将数据传输到远程监控中心或其他设备。
2.2 通信协议通信协议是实现设备之间数据传输和控制的规则和约定。
常用的通信协议包括Modbus、DNP3、IEC 61850等。
这些协议定义了数据的格式、传输方式、错误检测等，以确保数据的可靠性和安全性。
2.3 通信网络通信网络是连接通信设备和控制中心的基础设施。
通信网络可以采用有线或无线的方式进行传输。
常见的通信网络包括以太网、专用线路、无线网络等。
通信网络需要具备高带宽、低延迟、高可靠性的特点，以满足配电自动化对数据传输的要求。
3. 配电自动化的通信系统应用配电自动化的通信系统可以应用于多个方面，包括设备监测与控制、故障检测与诊断、能源管理等。
3.1 设备监测与控制通信系统可以实时监测设备的工作状态和参数，如电流、电压、温度等。
当设备发生异常或超过设定阈值时，通信系统可以发出警报并采取相应的控制措施，以防止设备的进一步损坏或事故的发生。
3.2 故障检测与诊断通信系统可以通过监测和分析电力系统的数据，自动检测故障并进行诊断。
一旦发现故障，通信系统可以通过发送警报或控制策略来实现快速的故障隔离和恢复，减少故障对系统运行的影响。
3.3 能源管理通信系统可以实时监测和管理电力系统的能源使用情况。
配电自动化通信系统概述
配电自动化通信系统概述摘要配电自动化通信为配电点自动化系统提供了一种可靠性强并且灵活的通信方式。
配电自动化系统的通信网络是一个典型的数据通信系统。
本文在介绍了配电自动化通信系统的构成和通信方式，还有配电自动化对通信系统的要求和配电自动化通信系统的特点和缺点。
关键词：配电自动化通信通信方式数据设备正文配电自动化通信系统的建设是配电自动化系统的关键之一。
配电自动化系统需要记住于有效的通信手段，将控制中心的控制命令准确地传送到位为数众多的远方终端，并且将反映远方设备运行情况的数据信息收集到控制中心。
配电自动化系统的通信网络是一个典型的数据通信系统。
它基本有数据终端设备（DTE），数据传输设备（DCE）和数据传输信道组成。
其中常见的数据终端设备（DTE）有配电自动化SCADA 系统、RTU、馈线RTU（FTU）、变台RTU（TTU）、区域工作站、抄秒集中器和抄表终端等；常见的数据传输设备（DCE）有调制解调器、复接分接器、数传电台、载波机和光端机等。
按数据传输媒介的不同，数据传输信道可分为有线信道和无线信道两类；按数据传输形式的不同，数据传输信道可分为模拟信道和数字信道两类。
随着通信技术的发展，目前可选用的通信手段很多。
比如：配电线载波、低压配电线载波、工频控制、脉动控制、电话专线、拨号电话、现场总线、CATV通道、多模光缆、RS—485、单模光缆、无线扩频、卫星、调频广播、调福广播、多址微波、VHF电台、UHF电台等。
1）载波通信：安装在不同地方两台电话机用导线直接连接，音频电流通过传输线从发送端送往接收点就能实现最简单的音频通信，这种通信方式简单，但一对线路只能传送一路电话。
2）电力线载波通信：利用电力线路实现载波通信。
电力线路主要输送强大的50Hz的电流，要在电力线上实现电话通信，就要求电力线上能同时传输一路300—3400Hz的话音信号，电力线上50Hz的电流强大，其谐波对微弱的话音信号的干扰严重，因此常把话音信号搬移到高频频段成为高频信号，以避开50Hz谐波的干扰，然后在电力线上传输。
配电自动化系统组成
配电自动化系统组成配电自动化系统是指利用先进的电气设备、通信设备和控制系统，对配电网络进行自动化管理和控制的系统。
它通过实时监测、远程操作和智能决策，提高配电网络的可靠性、安全性和运行效率，为用户提供可靠的电力供应。
配电自动化系统由以下几个主要组成部分构成：1. 电力监控与测量装置：用于实时监测和测量配电网络的电压、电流、功率因数等参数。
这些装置通常包括电能表、电压互感器、电流互感器等。
2. 通信设备：用于实现配电自动化系统各个组成部分之间的数据传输和通信。
通信设备可以采用有线或无线通信方式，包括以太网、无线局域网、光纤通信等。
3. 远动终端单元（RTU）：负责将电力监控与测量装置采集到的数据传输给上级控制中心，并接收来自上级控制中心的指令，控制配电设备的运行。
RTU通常包括数据采集单元、通信接口、数据处理单元等。
4. 上级控制中心：负责对配电网络进行监控、管理和控制。
上级控制中心通常配备有人机界面（HMI）、数据库、数据分析与处理系统等。
运行人员可以通过上级控制中心实时监测配电网络的运行状态，并进行远程操作和决策。
5. 配电设备：包括变压器、断路器、隔离开关、负荷开关等。
这些设备通过与RTU或上级控制中心的通信接口，实现远程监控和控制。
6. 配电自动化软件：用于实现配电自动化系统的功能。
软件可以包括监控软件、控制软件、数据分析软件等。
通过软件，运行人员可以对配电网络进行实时监控、故障诊断、负荷管理等操作。
以上是配电自动化系统的主要组成部分。
通过这些组成部分的协同工作，配电自动化系统可以实现对配电网络的全面监控和智能控制，提高电力供应的可靠性和效率，降低运维成本，为用户提供更加可靠和高效的电力服务。
2.配电网自动化通信系统
调制解调
调制
解调
通信方向
全双工：双方 可同时进行数 据接收和发送 半双工：双放 都可以进行数 据接收和发送， 但不能同时进 行 单工：一方到 另一方的装在制造或过程区域的现场装置与控制 室内的自动装置之间的数字式、串行、多点通信 的数据总线 。
以太网
定义：当前广泛使 用，采用共享总线 型传输媒体方式的 局域网。 特点：传输速率 高、安全可靠、接 线容易、传输物理 介质广、统一标准、 TCP/IP技术、低 成本高性能。
2.1配电自动化通信系统的层次
控制中心层
主 站 级 通 信
区域集结层
现场设备层
用户级 通信
主站或子站各计 算机之间通信
现场设备级通信
级连方式 总线方式
2.2配电网自动化对通信系统的要求
可靠型→高 效能费用比→高 配电通信实时性→强 停电或故障时通信能力→强 使用和维护性→方便 可扩充性→高
无线通信
定义： Wireless Communication是利用电磁波信号 可以在自由空间中传播的特性进行信息交换 包括： 的一种通信方式，近些年信息通信领域中， 特点： 发展最快、应用最广的就是无线通信技术。 在移动中实现的无线通信又通称为移动通信， 人们把二者合称为无线移动通信，与有线通 信相对。 调幅广播(AM)、调频广播(FM)、无线寻呼 网、甚高频通信(VHF)、特高频通信(UHF)、 无线扩频通信、微波通信、卫星通信。 结构简单、架设方便、价格便宜、覆盖面广、 不需传输线、可以双向通信、有能力和停电 的区域进行通信
2.4配电网自动化的多种通信方式
通信方式简介
通信方式 传输媒介 屏蔽双绞线 高压配电线 低压配电线 光缆 公用电话网 自由空间 自由空间 自由空间 自由空间 主要应用范围 各FTU间或与TTU间通信，FTU、TTU与配电子站间 通信，分散电能采集、设备内部通信等 通信主干道 低压用户抄表 配电子站到配电控制中心，配电开闭所到配电控制中 心，FTU、TTU与配电子站间通信等 远方抄袭与远方维护，TTU到配电子站间通信 FTU、TTU与配电子站间通信等。 配电子站到配电控制中心，配电开闭所到配电控中心 35kV变电站到县级电网综合自动化控制中心，配电 子站到配电控制中心 有较高的可靠性，但投资较高，使用受限
配电自动化系统中通信方式的选择
56
内蒙古石油化工 2012 年第 6 期
X
F- T 合 成 催 化 剂 破 碎 原 因 分 析 及 解 决 办 法
马国清
( 内蒙古伊泰煤制油有限责任公司, 内 蒙古 准格尔旗 100300)
摘 要: F - T 合成是煤间接液化制取液体燃料的核心环节, 生产中 F - T 铁系催化剂破碎, 直接影 响生产的稳定性。本文主要分析了催化剂破碎原因、破碎后的影响及避免催化剂破碎的方法。
低压 配电线 配电 线 配电 线
5 0～3 00b p s
5 0～3 00b p s 10～3 0b p s 50～6 0b p s
< 10km
台区内 较短 较短
利
用 电话专线
公用 电话网
公
共 拨号电话 设
公用 电话网
施 ISDN、 ATM 、 公 用 电 话 网 或 其他 数 据
DDN、Internet 等 通道
X 收稿日期: 2012- 01- 11
的方式也逐步得以应用, 有的地方在负荷控制系统 或城市照明监控系统采用了该通信方式, 运行情况 良好; 电话线和 CAT V 的方式因为涉及其他单位系 统, 目前尚未得到大量应用; 扩频通信利用电力线进 行传输, 抗干扰能力强, 误码率低, 具有较好的应用 前景。 2 结束语
在实际的配网自动化通信系统中, 需要构建一 个成本低、收效高的双向通信系统。由于配电网自动 化系统所要完成的功能太多, 采用单一的通信系统 来满足所有的功能需要是不现实, 也是不经济的。 在电力系统中较常用的通信方式还有一点多址数字 微波、数传电台、无线扩频、专线电缆、邮电本地网、 载波、扩频载 波等, 在配电网自动 化通信系统中, 要应用多种通信方式, 根据综合的经济技术指标, 选取其中最优的组合。
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配电自动化的通信系统
1 配电自动化通信系统的层次结构 2 配电自动化的通信系统的组成及作用 3 载波通信方式和光纤通信方式
配电自动化
1 配电自动化系统结构
同级管理信息系统 同级负荷管理系统 同级用电管理系统 同级其它系统
主站
。。。 。。。
子站
子站
子站
调度自动化系统 变电站自动化系统
通讯信前置接机 口和RAM, ROM集控等中心 核心芯片。有时加入DSP芯 片追求高基性站 能的微波 滤波和数字信号处理能力集中。转发器
通信前置机
用户表 用户表 用户表 用户表
配电自动化及其管理系统总体结构图
配电自动化系统（日本东京电力为例 ）
日本国内第一个配电自动化系统工程
银座支店 管辖区域状况 电力负荷密度：148,000kW／km2
FTU的组成：模块远方终端控CB制器，充电器箱变 、FT蓄U 电池
CB
、机箱外壳及各种附件组成 CB
Desktop System
柱上 开关
柱上 开关
Desktop System
CB
模块远方终端控制器必须包括：交流量采集回路，数 Desktop System
光纤
FTU
FTU
CB
字量采集回路，数字量输出（开关量输出回路），通
東京電力銀座支店 配電自動化系統
10
泰安配网自动化主站系统硬件配置示意图
郑州配网自动化主站系统硬件配置示意图
调度工作站 调度工作站 系统维护工作站 TCM专用 高级应用 通信服务器 工作站
数据处理工作站
网络 I 网络 II
Catalyst 5500
ATM交换机
调度SCADA/EMS
其 他 计 算 机 系 统
远
远
远
远
方
方 。。。。。 方
方
终
终
终
终
端
端
端
端
图2 大中型配电自动化及管理系统组成结构--三层结构
配电自动化
配电等自级动划化分系及统结组构成--结中小构型
同级管理信息系统 同级负荷管理系统 同级用电管理系统 同级其它系统
主 站 调动自动化主站 。。。 。。。 子站
变电站自动化系统
远
远
方 。。。 方
例如，在一个数据传输系统中，如果传送的信号波形 的 脉 冲 宽 度为 1.67ms， 则信号传输速率约为 600 （band），即每秒可传送600个脉冲。
（3） 信息传输速率（传信率）
单位是比特/秒（bit/s），它定义为单位时间（秒） 内通过系统所传输的信息量，又称作数据传输速率， 可用下式表示为: Rb=Nblog2N
终
终
端
端
远
远
方 。。。 方
终
终
端
端
图3 中小型配电自动化及管理系统组成结构
1）配电自动化通信的特点
一个完整的配电自动化系统包括配电自动化主站、 配电自动化子站、远方监控单元三个部分。主站和子站 间的通信、子站和现场监控单元间的通信有一个共同的 特点，其中一方必为计算机系统，另一方为计算机系统 或其它监控单元。另一个特点是通信距离比较远，可能 为几公里，甚至几十公里。
（2）码元传输速率（传码率）
单位为波特（band），它定义为单位时间（秒）内通 过系统所传送的码元数（脉冲数），也称传码率。
码元传输速率Nb可用下式表示为 Nb ＝1/Ts 假设有一个码元（“1” 或“0”）信号波形的脉冲宽
度为Ts，显然Ts越小，脉冲宽度越窄，单位时间内传 送的码元数越多，传送的数据、符号数目也就越多， 即效率越高。
式中： N为一个脉冲所表示的有效状态，即调制电平数（为2
的整数倍）； Nb为每秒传送的脉冲数，如果数据传输系统传送的是
二进制码元，则N＝2，那么码元传输速率Nb和信息传 输速率Rb是一样的。
（4） 消息传输速率（消息率）
单位是比特/秒（bit/s），它定义为单位时间 （秒）内通过系统传输的从信息源发出的信息 量，记做Rm。
◆控制和调节，接收主站下发的（或在子站处直接下 发）控制和调节命令，实施现场设备的控制和调节 ，如开合一个开关、改变变压器的分接头位置，调 节FTU整定参数等
配电自动化系统三层结构
主站系统
IBM AS/400 IBM S/88
IBM 3720/25/45 IBM 9370
Ethernet
站端设备
FTU --各类柱上开关变及电所环网柜控制器
a) 级连方式 主FTU 从FTU1 从FTU2
主FTU
b) 总线方式
从Fபைடு நூலகம்U1 从FTU2
配电自动化
(4) 数据子站系统功能
◆监视、控制管辖范围内的RTU、DTU、FTU、 TTU，实现“四遥”功能
◆数据采集，子站实时采集其连接设备的状态量、模 拟量（其中还包括子站通信系统、通道的状态信息 ）
◆数据转发，向主站系统转发RTU、DTU、FTU、 TTU的数据，向主站系统转发子站系统自身的运行 状态数据
（1）主站级通信包括：
主站——调度 主站——子站 主站——变电站
（2）子站级通信
主站——子站
子站——调度
子站——变电站 子站——远方终端（RTU/FTU/TTU）
子站起到承上启下的作用！
（3）终端设备通信
主FTU——从1(RTU/FTU/TTU) 从2(RTU/FTU/TTU) 从3(RTU/FTU/TTU) …..
1）数字通信技术中的几个基本概念
（1）码元
通信系统传输的数据是用码元序列表示的。若 数据用一串有具体定义的脉冲表示，则称每个 信号脉冲为码元，即携带信息的信号单元叫码 元。在短距离传送中，逻辑高电平用“1”表 示，低电平用“0”表示（称为单极脉冲）。 在较长距离传输中可用正负电平表示（称为单 双极脉冲）。
MIS系统
磁盘阵列
GPS
数据和图形 服务器
镜像及WEB 培训服务器 学员席工作站
GPS抢修车 调度工作站
配调中心
BLN 路由器
SDH通讯网络
2M E1 V.35
2M E1 V.35
ARN 路由器
ARN 路由器
子站1
子站N
2 配电自动化的通信系统的组成及作用
1）数字通信技术中的几个基本概念 2）通信传输方式 3）配电自动化通信系统的组成及作用 4）调制解调器作用及调制的基本原理 5）数据通信协议
消息传输速率与信息传输速率的关系是 Rm =ηRb
通常在传输数据的过程，总要加入一些多余度， 这些多余的比特携带的不是数据信息，而是为 数据可靠传输服务的信息。因此，传输效率η 总是小于1的
（5）误码率
在某一数据传输过程中，发生错误的码元数与 总传输码元数之比称为误码率。电力系统通信 中要求误码率小于10－5误码率与通信的质量 以及各种干扰的大小等因素有关.