配电网自动化通信方式的探讨

科
赢
科 技论 坛 Ｊ Ｉ
张 建 宁
配 电网 自动化通信 方 式 的探讨
（ 木 斯 电 业局 ， 佳 黑龙 江 佳 木 斯 １ ４ ０ ） ５ ０ ２
摘 要 ： 配 电 网 自动化 的特 点 及 其 对通 信 的 要 求 ， 细 沦 述 当前 适 合 配 电 网 自动 化 信 息 传 输 的 几种 通 信 方 式 ． 给 出组 网建 议 。 从 详 并
关键 词 ： 电 网 ； 配 自动 化 ； 信 方 式 ； 析 研 究 通 分
随着我国经济的发展和城 市现代化进程的加 要实现控制量的 达。 Ｆ 快， 电力负荷 日益增加 ， 用户对供电的可靠性和质 Ｚ１ Ａ数据传输速率。在配电网自动 馈线自动化 量的要求越来越高。配电网 自动化 Ａ ｉｒ ｕ 化系统中， 电变电站监控、 Ｄｓ ｉ — ｔｂ ｔｎＡ ｔ ｔ ｎ ｉ ｕｏ ｉ ）已逐渐 成为 电力 系统 自动化 领域 对于通信速率要求最高 ，０ ｉｓ ｏ ｍａｏ ３ ０ｂｔ 以上 ／ 的新兴热 。要实现配电网自动化， 通信是—个关 才能满足要求；负荷监控对通信速率的 键环节和基础， 配电网 自动化系统需借助于有效的 要求次之， １ ｉｓ 约 ０ｂｆ 就能满足要求 ； 远 通信手段 ， 将控制中心的命令准确地传送到众多的 方抄表和计费系统对通信速率要求最 远方终端 ， 目 并 将反映远方设备运行状况的数据信 低 。 ２１ 通 信的灵 活性和 可扩展 性。由 ．５ ． 息收集到控制中心。由于配电网设备数量大、 种类 多、 分布广 ， 如何在满足供电可靠 ｌ 生的基础上 ， 选择 于配 网控制 点多 、 和分散 的特 点 ， 面广 要 适合我国配电网现状并满足用户需求的可靠而经 求采用标准的通信协议，同时通信设备 济的通信方式显得至关重要。 本文将综合分析和比 和通信方式具有较强的灵活性，便于安 较 多种可 能应用 于配 电网 自动化 的通信 方式 如光 装 、 调试、 运行 、 维护并能适应配网技术 纤 、 总 、 现 线 载波 、 等 ， 其应用 场 合 ， 出 的发展 。 无线 分析 提 应用中应注意的事项， 以供从事配电网通信的设计 ２ 配电网通信方式的选择 － ２ 图 １配 电 网 自动化 系统 典 型 结 构 和建设者参 考 。 配电网通信包括主站与子站 、 予站 公 网通道 费用是 较高 昂的。ｈ 数字微 波。除了配 置 １ 电网 自动 化系统 的结构及 务 牦 配 之间、 子站与终端之间的通信， 是广义的范围。 通信 微波设备外， 还需要选址建 昔于个微波塔来实现 是 配电网 自动化 的— 个重 和难点 ，区域 不 同 、 条 １ 体系结构 ． １ 定的信 号覆盖范围， 所以投资较多。其主要特点 配电网自动化是—项系统工程 ，主要功能有 什不同， 可应用的通信方式也不同。 为： 容量较大； 接口丰富， 能够综合传输数据 、 语音 ． １ ２ ．有 线通信力ｆ ２ ｊ 戈 ｓＡ Ａ ｃ Ｄ 螺 采集 ／ 监视 ／ 控制） 、 故障定位 、 隔离和 和图像； 作力式 为时分多址。觇 是 陡 的抗干 【 啵 自 动恢复送电、 无功补偿和电压调节、 设备管理 、 远 ａ 专线 。专线 通常采 用 双绞线 或音 频 电缆 ， 各 扰能力差 ， 且须直线传输。 数传电台。 。 数传电台用 方抄表和电能计量 、 需方侧用电管理 、 负荷控制和 用户端在 与终端 设备通 信 的过 程 中采 用 的是 于电力无线抄表通信 ， 与有线网相比， 具有建网费 管理等。 目前配电网自动化系统典型的体系结构如 ｐ ｌｎ 方式 ，通过 ｉｏｅ ｏｌ ｇ ｉ ｌ ｄｍ将数字信号转换成模似 用低 、 ｌ 建设周期短、 维护量小 、 占用耕地、 不 无需查 图１ 所示 ， 其中通信系统担负着各层面之间和层面 信号在专线 上 传送 ， 实现不低于 １０ ｉ 和小低 线检修、 ２ ０ｂ ／ ｔ ｓ 不受人为破坏、 数据易传等优点， 但是需要 内部信 息 和数据的传递。 于 １ｋ ０ ｍ的通信 ， 但其传输速率低， 运 维护费用 申请专用觊 点， 且抗干扰能力较差， 在实践中应用 １ 务牦 ２业 高。 市话网。 ｈ 利用市电话网 组成配网通信系统， 其 效果不理想。ｄ 线扩频。无线扩频具有建网周期 随 着 自动化 水平 的提 高 ，配 电 网 自动化将 向 牦 电是不需要投资建没专用通信网，开通费用低， 短 、 组网快速灵活 、 无需申请频点 、 覆盖范围广、 抗 高度 自动控制、 高级应用软件的方向发展， 逐步形 但运行费用高。。 配电线载波。配电线载波通信是 干扰性强的特 点， 通信速率可达几十波特率 ， 易安 成集 中远方监 控实现 馈线 自动化功 能的模式 。 控 利用 已有的电力架空明线或地埋 电缆通过配电载 装 ， 其 免维护， 天线小巧， 但系统造价高。它可用于子 制对象为安装在开关房、开闭所和配电房的没备 ， 波设备来传递语音和数据， 其优点是 ： 利用现有的 站与主站间的数据通信。 这些设备具有数量繁多 、 分布广泛、 距离远近不等 配电线路ｆ输不需另铺专用通信线路 ， 专 能连接电网 ３配电网通信的应用 的特点。 并且， 各子系统的 控制侧重 有所不同， 如 关 的任何测控点；其安全为电业部门所控制， 因 从目前成熟的通信手段看 ， 没有一种通信方 对于开关， 由于其操作频繁， 它更多传送的是遥信 ， 而便于管理。 其觇 ： 是 数据传输速率较低； 容易受 式能够单独满足配电网通信的要求 ， 而应本着 ” 可 遥控信号。 此外， 配网终端遍布城市 、 农村等不同的 到干扰 、 非线陛失真和信道间 交叉调制的影响。现 靠性 、 生 先进ｌ与经济胜相结合 ” 的原则 ， 根据使用 Ｓ ４ ５ 现场总线是连接智能现场设备 场合 、 环境， 自动化信息涉及的终端被不同层次的用电管 场总线和 Ｒ 一 ８ 。 通信速率、 实时性、 可靠性和数据量的要求， 理 员所操作， 因此要求终端具有易安装 、 易操作、 和 自动化系统的数字式双向传输 、 多分支结构的通 针对各通 道 的投 资和维 护费 用等先进 行技术 论证 ， 免 专业维 护 、 劣环 境等将 。 抗恶 同时 ， 免配 网 信 网络 。在 配 电网 自动化 系统 中 ， 总线适 合于 因地制宜综合采用多种通信方式的组合。 为避 现场 伉 息传递及执行命令下达时间的延误， 对配网通信 站内启动化智能模块之间的通信。Ｒ 一 ８ 是一种 Ｓ４５ 以配电网自动化典型的主站、 子站、 终端设备 的有效 、 可靠陛和经济眭提出了较高的要求 。 改进 的 串行接 口标 准 ， 多可支持 ６ ２ ６ 发送 ３层结构为例。主站设在某供电大楼 ， 最 ４～ ５ 个 按配电网的 ／ 接收器 ， 其功能和安全 ｝都能满足基本要求（ 生 如输 地理分布将市区划分为多个区域，并根据区域大 ２ 配电网自动 的 化 通信方式 ２１ 配电劂 自动化对通信的要求 人输出隔离 、 防静电、 防雷击 、 微功耗 ， 具有通信 小 、 用电负荷等在各区域内选几个小区变电站设为 可靠 呼 等优 ， 但用于大容茸系统时， 需 配电网自 配电网 结构的特殊陆 定 了配电网 自 ｛ 决 动ｆ通 效牢高 、 ： 动化子站。 信系统的特点是被测点多而分散 、 酬一、 覆盖ｌ 通信 铺设专用线路 ， 程造价太高。 ： Ｅ 总之 ， 通信是配电网 自 动化的—个重要环节 ， ２ ２２无线通信方式的应用托 距离短、 信效率的要求不是很高。同时随着城 对通 如果这 － 环节出现问题 ， 就有可能制约配电网自动 ａ Ｐ ＳＣ ＭＡ ． Ｒ ／Ｄ 。借助 Ｇ Ｒ ／Ｄ Ｇ Ｐ ＳＣ ＭＡ公 共 无线 化的发展， 市建设的发展 ， 配电网络整体 Ｅ 具有不确定的拓补 因此配电网通信实施前应综合考虑以下 结构， 配电网通信系统应具有不断适应配电网络发 网络实现信号传输，不需要额外钳出 苗 讯线路， 信 各方 面因素 。 展的特点。因此 ， 配电网通信方式的选择应考虑如 号 覆 盖面广 ， 能适应 复 杂的 地理 条件 ， 信设 备 安 通 参考 文献 下问题 。 装 方便 ， 网简单 。 组 与光 纤通 信方 式相 比， 有初期 …罗建 ｉ ， 具 诚 王官洁酒 网馈 线 自动 化通信 方式 的分 ６ ２１ 通信 的可靠 陛。通信 系统要 长期经 受恶 投 资省 、 行成 本低 、 置灵 活 、 效快 的 优点 ， 桐 Ｊ ．１ ． 运 布 见 在 ｌ 重庆大学学 自 报 然科学￣）ｏ ２ ） ｔ ｏ（． ２ ７ 劣环境 和较强 的电磁干扰 或噪 音干扰 的考验 ， 且不 配电网 通信中可作为光纤通信方式的有效补充。 但 『ｌ ２ 李泽宇， 祁兵辛 英凡， 许存信． 电力线通信技 术在 能受电网停电和故障的影响， 需保持通信的畅通。 存在如下问题： 安全问题 ： 公用网设备的数据最容 配 电网 中的应 用研 究『． 电力２０４１ Ｊ现代 １ ０（ ２１ 建设 费用 。 满足可 靠 ｌ ．２ ． 在 生的前 提下 ， 综合 易受 到攻击 和破坏 的 ， 有 自主控制 权 ； 没 可靠 问题 ： ｌ祁 兵， ３ Ｊ 王东方， 姜大维 配 电 自动化 中通信 网组 网技 考虑建 设费用及长期 使用 和维护 的费用 。 公 用网没 有主动权 ， 网络有故 障或维 护时 系统会 当 ￣１ Ｊ中国电力２ ０（． ． ０４） ４ ．３ ２ ．双向 １ 通信。 不仅能实现信息 量的上传 ， 还 瘫患 ； 费刖司题： 对于控制点数量众多的场合， 租用 — ８