配电网自动化通信方式分析与选择
配电网通信技术的应用分析
配电网通信技术的应用分析摘要：为配合配电自动化业务需求，对配电网的通信技术要求越来越高，本文介绍了现有的配电网自动化的几种通信方式及应用对比分析，以适应配电自动化业务各种需求。
关键词：光纤通信；中低压载波；无线专网；无线公网配电自动化系统通信方式有很多种，但其主要分为有线通信方式与无线通信方式。
有线通信方式主要有：光纤通信、配电网载波等；无线通信方式有：GPRS、CDMA、LTE等。
有线通信方式具有较强的防干扰性和传输速度快的特点。
无线通信架设方便、易于扩展、价格也比较便宜。
按照建设方投资方式又可分为租用、自建及租建结合的通信方式。
自建通信方式主要是光缆通信、电力载波通信、电力无线专网等；租用方式最为广泛是采用中国移动和中国联通的GPRS（EDGE）、CDMA或4G公网，在没条件自建的情况下采用租用方式，也可以采用租建相结合的方式。
下面对配网通信可采用的几种主流成熟技术分布进行简要阐述。
1.光纤通信技术光纤通信技术主要特点是传输容量大、高速率、传输距离长、抗干扰性强、绝缘性能好等，是目前电力系统通信中广泛应用的通信方式，除此之外，光纤成本不断下降，经济效益越来越显著。
作为配电自动化通信网络，工业以太网和EPON是两种主流的通信技术，是配电自动化等的主要通信方式。
1.1光端机光纤通信环路可以链接多个通信节点，为了防止因光缆光端设备或光接头等因素引起的光纤环路通信故障而造成整个光纤通信系统通信中断，可以采用光纤双环路通信和具有双环自愈功能的光端机设备，以提高光纤通信环路的可靠性。
1.2商用以太网交换机商用光纤以太网方式是在充分调研的基础上，借鉴了以太网络的通信模式，结合配电网终端的现状与未来发展趋势所提出的一种站端通信方式。
以太网络技术的使用，使配电自动化系统在许多方面发生质的变化，可大大提高系统的信息交换速度，保障系统通信的高可靠性和高实时性。
主要表现在：通信速度大幅度提高；信息路由简单易行。
1.3工业以太网交换机针对目前国内配电自动化通信现状，尝试使用新型工业光纤以太网代替光纤收发器和光端机，组建真正意义上的光纤以太环网。
浅谈光纤通信在配电网自动化上的应用
浅谈光纤通信在配电网自动化上的应用摘要：随着科学技术的不断发展，配电网自动化技术将会在不远的将来得到更加普遍的运用，对于现阶段部分地区配电网建设所产生的一些问题，我们应该加快科学研究的脚步，对配电网不断进行智能化的升级和优化。
只有这样才能够确保配电网自动化的稳定发展，为我国电力事业作出更多的贡献。
本文主要对光纤通信在配电网自动化上的应用进行了深入探讨。
关键词：光纤通信；配电网自动化；应用随着我国社会主义市场经济的繁荣，社会各项生产建设得到了长足发展，人们的生活水平得以不断的提升，从而对于电力能源的质量以及供应稳定性有了更高的需求。
在我国部分经济建设较差的地区，其配电网的设备老化比较严重、布局不够科学、技术含量较低，对于电力供应的稳定性和可靠性产生着很大的影响，所以我们必须要进一步促进配电网自动化的推广建设，从而让电力供应更好的满足我国经济发展以及人们实际生活的需求。
一、配电网自动化对光纤通信要求1、可靠性一般来说，配电网系统通信大多数都暴漏在室外中。
但是，由于环境复杂多变，所以，要求必须可以抵御高温、日晒、大风、雨淋等其它自然环境侵害的能力，并且，还要避免其它电磁的影响，确保配电网稳定运行下去。
与此同时，如果线路发生突然停电，那么通信系统依然可以正常运行。
2、经济性在充分考虑到配电网整体效益的基础上，要求对通信系统投入的资金不能过多，要合理利用当前已有主网通信资源，对主配电网进行重新规划，这样一来，可以减少重复投资现象的出现。
体现配电网自动化运行的经济性。
3、寻址量偏大对于通信系统来说，既要全面考虑当前通信需求，又要考虑到今后通信需要。
除此之外，更要充分考虑系统升级各种需求。
4、双向通信性配电网自动化既要有遥测、遥信以及遥控等功能，并且还必须要有双向通信的能力。
二、光纤通信的主要特点分析光纤通信的特点主要包含以下几点：第一，光纤通信的传输频带是比较宽的，并且通信容量也较大；第二，光纤通信的损耗偏低，当前最常用的光纤主要是石英光纤，为减小在光纤中的损耗，我们要提高玻璃纤维纯净度便可以实现，想要做到此点是比较容易的；第三，不会受到电磁的干扰。
对配电自动化中通信方式的探讨
９ ６・
科 技 论 坛
对配 电 自动化 中通信 方式 的探讨
原 野
（ 山东烟 台工程职业技术学院， 山东 烟 台 ２ ６ ４ ０ ０ ６ ）
摘 要： 配 电 自动 化 中通信 需要 以分 布 很 广 的 配 电设 备 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 基础 ， 保 持 同步协 调 。 因此 ， 创 建 一 个性 能 可靠 、 实 时性 能 良好 的 配 电 网络 通信 系统就成 为了配电 自动化任务 中的重点。 本文对配电 自动化 中两种无线通信方式进行 对比， 旨在 为配 电自动化 工程提 供参 考数据与
借鉴材料 。 关键 词 ： 配 电 自动 化 ： 通讯 方式 ； ４ Ｙ ， － 讨
伴随着社会的不断发展与科技的不断进步，人们对于电力系统的关 注越来越多， 要求也逐渐提高， 因此， 配电自动化系统便由此诞生。配电自 动化系统是—个范围庞大且操作复杂的系统 ，其中包含的通信系统不但 要对整个配电自 动化系统中信 息的输出进行考虑，同时还要关注整个供 电企业中的信 应用及对社会服务效能。 所以， 通信系统不但是配电自动 化的关键组成 ， 同时也是保证企业信 息 传递高效 、 快捷、 经济的重要系统。 那么， 应科学的选择通信方式 ， 构建通信系统 ， 保证配电自动化正常运转，
适应社 会发展需求 。
图１ ＧＰ ＲＳ配 电 自动 化 通 讯 系统
１配电 自动化 中通信 系统 的特 征
根据配电自动化中通信系统的 寸 － 方案看来，其特征主要表现在以 下几个方面。 １ ． １实时｝ 生 ｊ ； ％ 、 可靠ｌ 生 １ ｉ ℃ 较高。 在配电自 动化系统的核 构成主要是馈线自动化系统 ， 其主要功能是决速 、 便捷的找寻 、 分离 、 恢复 供电。 这就要求在进行故障处理时过程要简洁， 及时发现故障原因。 此外 ， 图 ２ 无线 数 字 电 台 配 电 自动 化 通讯 系统 对故障的处理过程要尽量缩短时间， 如果通信系统发生中断， 就可能造成 如图 １ 所示。当前 ，大多数配电自动化进行信 息传递都利用馈电终端 无法修补的可能。 因此， 配电自动化中通信系统的可靠 陛 冶 ｝ 常重要。 １ ２ （ 丌１ ｕ ） 及变压器终端（ ｒ ｒ ｕ） ， 然后利用串口 线同 Ｇ Ｐ Ｒ Ｓ 相连。 Ｇ Ｐ Ｒ Ｓ 将该节 配电网出现问题时通讯不能出现问题。当配电自动化系统中馈线 自动化 点的数据传递到网站， 再经基站进行转发。由此可见， 想要让—套 Ｇ Ｐ Ｒ Ｓ 系统出现问题而造戎ｆ 亭电或网络不能应用时 ， 就需要向上级汇报睛况， 因 通信系统得以良好运转， 需在各个廿｜ 中绑定一张 Ｓ Ｉ Ｍ卡。 应用 Ｇ Ｐ Ｒ Ｓ 通 此， 要保溺 匝 信系统的完整 ， 良好ｌ 能 。１ ． ３抗干扰能力强。配电自动化中 信方式可以充分应用运营商的网络能源， 减免了网络规划、 网络建设等繁 通信系统没备一般都建立在室外 ， 环境变化及温差变化都比较大， 需要进 复的程序 。 行防风、 防雨、 防尘等处理。 同时 ， 室外电磁环境也比较差， 当通信系统同配 ４利 用无线数字电 台进行传输 电线路共同架设在同一支架上时 ， 因为距离高压线路较近， 电磁干扰比较 无线； ！ ｝ ５ （ 字电台是凭借 污 黝 理工作及无线电技术共同进行专业 强烈， 雷击情况严重， 所以， 就要求通信设备本身具备很强的抗干扰性能 ， 数据传输 的电 台。其 运用 了数字信 号处理技术 、 数 字调 节技术等 ， 具 备纠 且能很好的进行电磁兼容， 进而保证通信系统正常运转。 １ ４网络环境庞大 错ｌ 生 能及软件平衡、 决断陛能。可以在数据的传输 、 动态图像的传递等业 且投资高。配电自 动化中通信系统是—个多观测点、 多节构点 、 多层次的 务中广泛应用。当前 ， 数字电台的佝 差 效率一般为 １ ９ ． ３ ｋ ｂ ｐ ｓ ， 其收发与转 庞大系统， 同时也是一 — 个复杂的网络系统， 投入建设资金相对较高。因此， 发的时间缩短到 １ ０ ｍ ｓ ， 并且多数数字电台都提供了 Ｒ Ｓ ２ ３ ２ 接 口， 更方便 在进行通信系统谢 相寸 ， 应充分考虑工程造价条件， 同时满足实际生活需 Ｆ Ｔ ｕ与 Ｔ Ｔ ｕ的连接。 其通讯 ． ｊ 口 图２ 。 —煅多 话 说． ， 数字电台的覆盖范围 要。这就要求设计 １ 在进行功能设计时根据不同系统、 通信要求等选取 在 ３ ０ ｋ ｍ 一 ５ ０ ｋ ｍ之间， 但基于对城市建筑物及干扰等多方面因素的考虑 ， 合适的设计方案， 在降低工程造价的同时保证正常运转， 为人们的生活提 实际覆盖范围△／ Ｊ 、 彳 艮 多。因此，可以通过增加继电站进行无线网络的延 供方便。 伸。 —些区域实现了主变站同市局之间的光纤连接， 所以可以在变电站建 ２配 电 自动化 中通信 系统 的方 式 立无线电台， 接受周边数据信 息， 经转换后通过光纤传递回数据采集监视 在配电自动 亩 信系统中， 同传统的有线连接方式相比， 无线通信方 与控制系统。这样不－ ｆ 又 可以解决无线电台覆盖范围的问题， 减少过程中的 式拥有更多 、 更好的 能。有线通信的基本要求是其线路应铺设到每１ ＼ ｉ 巨 干扰， 同时又充分应用了电力部门存在的通信资源 ， —举两得。 信的关键点上， 但是对于分布范围广且相对零散的通信终端来说， 其线路 ５两种无线通信 系统 的比较 的规划 、 铺设 及施工等都面临很大的问题。相对来说， 无线通信方式就不 ５ ． １ 成本比铰。 单独一台 Ｇ Ｐ Ｒ Ｓ的终端价格大约为 ７ ５ ０ ０ 元左右， 主站 存在 【 ： 述问题。另外 ， 利用星型分布 ， 无线通讯方式对节点的位置变化有 端不设置接收设备， 但需建立—条 Ａ Ｐ Ｎ专线。另外， 每年的运行费用也是 很好的适应 陛能， 在—定程度 匕 ， 基本可以不受通信节点与位置的限制及 笔不小的开支。 对比来说， 无线数字电台设备 约 ３ ０ ０ ０ 元一 ５ ０ ０ ０ 元， 影响。但是有线通信在面临线路改接及通信没备转换方面就显得力不从 主站成本约 ７ ０ ０ ０ 元一 １ ０ ０ ０ ０ 元。如果利用公用频段 ， 就无需再进行申请 心。伴随着配电自动化系统的不断发展， 还有很多无线通信方式被不断研 费用的缴纳。可见， 从成本资金投 入 来说， 无线数字电台具备一定的优势。 究、 应用到配电自动化中， 就目 前发展来看 ， 比较突出的通信方式包含以 ５ ２信 递效率比饺。Ｇ Ｐ Ｒ Ｓ 通信方式的最高传递速率理论值应为 下两种 ： 其一， 利用 Ｇ Ｐ Ｒ Ｓ 的公用网络进行传输。当前国内已经有许多城 １ ７ １ ． １ ｌ ｋ ｂ ｐ ｓ ， 但在实际传递中—般仅为 ２ ０ ｋ ｂ ｐ ｓ 一 ４ ０ ｋ ｂ ｐ ｓ 之间。 无线数字电 市开始尝试将这种方式应用到配电 自 动化系统中； 其二， 利用无线数字电 台当前的ｆ 蓥 速率一般为 １ ９ ３ ｋ ｂ ｐ ｓ 。基于当前配电自动化中通信需要速 台进行传输。—些发达城市 ， 例如香港、 大连等开始利用这种通信方式进 率—般在 １ ２ ｋ ｂ ｐ ｓ 一 ９ ６ ｋ ｂ ｐ ｓ ，两种通信方式都可以满足需求， Ｇ Ｐ Ｒ Ｓ 方式更 行城市配电自动化系统。 快捷—些。
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。
配电网自动化通信技术
包括数据压缩、加密、解密等技 术，以减小数据传输量、提高数 据传输安全性和保密性。
网络安全与可靠性保障
网络安全技术
包括防火墙、入侵检测、病毒防 范等技术，以防止网络攻击和数
据泄露。
可靠性保障技术
包括设备冗余设计、故障自愈技术、 数据备份恢复技术等，以确保配电 网自动化通信系统的稳定运行和数 据安全。
配电网自动化通信技 术应用案例分享
某地区配电网自动化改造项目背景介绍
项目背景
随着该地区经济快速发展，电力需 求不断增长，传统配电网已无法满 足高效、安全、可靠的供电要求。
改造目标
通过引入先进的自动化通信技术， 提高配电网的供电质量、运行效率 和安全性。
采用先进通信技术提升系统性能实践经验分享
通信技术选择
搭建符合实际运行环境的测试系统，包括硬 件设备、软件配置和网络环境等。
测试用例设计
测试实施
针对配电网自动化通信系统的各项功能和性 能指标，设计全面、有效的测试用例。
按照测试用例和测试计划，对配电网自动化 通信系统进行全面的测试，记录测试结果。
性能指标评估结果展示
01
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通信系统性能
评估配电网自动化通信系统的 传输速率、误码率、时延等性
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
在高频段进行数据传输，传输速率较高，但传输距离较短，适用于智能
家居和楼宇自动化等场景。
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正交频分复用(OFDM)技术
一种多载波调制技术，通过将高速数据流分配到多个正交子载波上进行
并行传输，提高电力线载波的传输速率和抗干扰能力。
04
配电网自动化通信系 统设计与实现
系统总体架构设计
分层分布式架构
配电网自动化通信方式的探讨
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
配电网自动化通信方式分析与选择
收稿 日期 ：２ １－ ３ ０ ；修 回日期 ：２ １ － ７ １ ０ １０ — ４ ０１０—４
２１年 １ ０ １ ０月
Ｖ ｏ ．４ １３ Ｎ Ｏ． ５
广 西 电 力
Ｇ ＵＡＮＧＸＩ ＥＩ ＴＲＩ ＯＷ ＥＲ 正Ｃ ＣＰ ４ ５
６具有双 向通信能力。配电网自动化的大多数 ） 功能要求双向通信 。虽然最简单的负荷控制仅需要 单 向通信即可满足要求 ， 但为了更好地： 现负荷管 实 理功能 ， 满足实时检测负荷控制设备是否正常的需 要， 要求使用具有双 向通信功能的终端 。 ７ 操作可靠 ， ） 维护方便。配电网自动化 的通信
李克 文 ， 高立克 ， 吴丽芳 ， 小勇 俞
ＬＩ Ｋｅ ｗｅ － ｎ， ＧＡＯ Ｌｉ ｅ， Ｗ Ｕ Ｌ － ａ －ｋ ｉ ｆｎｇ， ＹＵ Ｘｉｏ ｙ ｎ ａ－ｏ ｇ （ 广西 电网公司电力科学研究 院，南宁 ５０２ ） ３０ ３
摘要： 可靠 的通信 系统 是配 电网 自动化建 设的关键 部分 ， 通信技 术选择正 确与否决 定着整个配 电 自动化项 目建设 的成 败。阐述 了配 电自动化系统对通信 的要求 ， 并对配 电网 自动化 系统 中可选择 的多种 通信 方式 进行 了分析和比较。结合它们的 特点 ， 对其在配电 自动化系统 中的应用进行探讨 ， 为配 电 自动化通信系统建设提供基本参照。 关键词 ： 配电 自动化 ； 通信 方式 ； 通信系统
析 和 比较多种 可 能应用 于配 电网 自动 化系 统 的通 信
性。配 电网自动化的通信系统一般安装在户外 ， 要 求通信系统必须能在恶劣的运行环境下可靠工作。 此外 ， 配电网 自动化 的通信 系统将在较强的电磁干 扰 （ＭＩ下 工 作 ， 隔放 电 、 Ｅ ） 间 电晕 、 波 干 扰 、 电 、 谐 雷 故障、 涌流等电磁干扰 ， 会对通信的可靠性产生很大 的影响 ， 因而通信系统要具有很高抗干扰能力。 ３在线路故障时保证正常通信 。配电网的调度 ） 自动化 、 故障区段隔离及恢复正常区域供电的功能 要求 ： 即便在停 电的地区通信仍能正常进行。因此 ， 使用配电线载波 、 无线电、 有线通信方式要考虑线路 故障电流产生的干扰影响 ， 电线载波还要解决线 配 路 开关 打开后信 号 的通路 问题 。 ４ 良好的经济性。在选择配电网自动化的通信 ） 系统时 ， 不仅要考虑当前通信系统的造价， 同时还应 考虑 通 信系统 长期 使用 和维 护 的费用 。所 以应根 据
光纤通信在配电网自动化上的应用
光纤通信在配电网自动化上的应用简介近年来，随着工业自动化的飞速发展，配电网自动化已经成为电力行业中的重要环节。
而在配电网自动化系统中，光纤通信起着至关重要的作用。
本文将介绍配电网自动化系统中光纤通信的应用以及在该领域的优点。
光纤通信在配电网自动化上的应用光纤通信是将信息通过光的方式传输的技术。
光纤通信在配电网自动化系统中，主要用于提供高速稳定的数据传输，以保证配电网自动化的高效性。
光纤通信在配电网自动化中的传输方式光纤通信在配电网自动化系统中采用的主要传输方式有两种，分别是点对点传输和环形传输。
点对点传输是指将信息从一个发送端传输到一个接收端。
这种传输方式可以确保数据的高速稳定传输，并且对信号干扰的抵抗能力也较强。
环形传输则是指在一个环形光缆中传输信息。
这种传输方式不仅可以提供高速稳定的数据传输，而且还可以在主干线路出现故障时实现环形光缆中的二次备份，保证数据传输的稳定性。
光纤通信在配电网自动化中的应用场景光纤通信在配电网自动化系统中，应用场景主要集中在以下几个方面：1.告警处理：在配电网自动化系统中，会有大量的告警信息需要传输。
利用光纤通信技术，可以快速稳定地传输大量的告警信息。
这样，维护人员可以在第一时间收到关于配电网的信息，从而及时处理问题，提升了配电网自动化的效率。
2.监控数据的传输：在配电网自动化中，需要传输大量的监控数据。
利用光纤通信技术，可以实现高速稳定地传输大量的监控数据，以便及时获得配电网的有用信息。
3.遥控功能的实现：配电网自动化系统中，需要实现对远程设备的遥控功能。
利用光纤通信技术，可以实现遥控功能的高速稳定传输，实现配电网自动化系统的远程操作。
光纤通信在配电网自动化中的优点光纤通信在配电网自动化系统中，具有以下几个优点：1.传输速度快：相比较传统的配电网自动化系统中采用的通信方式，光纤通信技术的传输速度更快。
这可以提高配电网自动化系统的效率。
2.抗干扰能力强：光纤通信技术可以有效地抵御干扰，从而减少配电网自动化系统中发生的通信故障。
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随着科技的发展，通信手段的日新月异，目前能 应用于配电网的通信方式越来越多。配电网自动化 通 信 系 统 包 括 主 站 之 间 的 通 信 、主 站 与 配 电 终 端 （FTU、DTU、TTU）之间的通信及终端各设备间的通 信。目前配电网自动化系统典型的体系结构见图 1。不同的通信系统应采用不同的通信方式。按照 传统的分类方法，通信方式可以分为有线和无线两 大类。
光纤通信接入从技术上可分为 2 类：有源光网 络（AON，Active Optical Network）和 无 源 光 网 络 （PON，Passive Optical Network）。PON 是一种纯介 质网络，由于消除了局端与客户端之间的有源设备，
图 2 自愈双环路光纤通信配置方式
2.1.2 电力线载波通信
1 配电网自动化对通信的要求
配电网自动化对通信的要求取决于配电系统的 规模、复杂程度和预期达到的自动化水平。总体上 讲，配电网自动化对通信系统的要求主要表现在以 下几个方面[1-4]：
1）组网能力要求高，后期扩展灵活。由于配电 网直接面对的是用电个体，配电网的扩展能力是衡 量网络灵活、可靠性的一个重要指标，根据实际的应
分类
通信 模式 专线
网络形式 双绞线或音频电缆
传播速率 bit/s ≥1 200
传播距离/km ≤10
有线
市话网 配电线
载波 光纤通信
市电话网 电力线
专用光纤
300~4 800 ＜1 200，易受干扰，
可靠性较低 ＜2 M
较长 较短 ＜50
现场总线 Lonworks、CAN
9 600
＜1.2
无线
无线公网、GPRS/CDMA、3G 通
5）满足目前和将来数据传输的速率要求。任何 通信系统的带宽都是有限的，带宽越窄通信速率越 低。在建设通信系统时，不仅要满足眼前的通信速 率的要求，还要考虑到今后发展的需要。
收稿日期：2011-03-04；修回日期：2011-07-14
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图 1 配电网自动化系统典型结构
2.1 有线通信方式
有线通信方式多样，重点介绍目前在配电网自 动化工程中用得最多的 2 种有线通信方式：光纤通 信和配电线载波通信。
2.1.1 光纤通信
光纤通信是以光波作为信息载体，以光导纤维 作为传输介质的通信方式。目前光纤通信技术已经 成熟，常用光纤环网和光纤以太网方式，主要特点是 速率高、稳定性好、抗干扰能力强、保密性好、组网方 式灵活，可以实现综合数据传输，但投资大。随着光 缆技术的进步、光缆性价比的提高，光纤通信在配电 网自动化系统中将被广泛采用[5]。
高压载波通信网络在很长一段时期内都是我国 电力通信网的基础网络。近年来，由于光纤通信的 发展，载波通信的发展已从主导的电力通信方式转 变为辅助通信方式。低压载波通信技术的研究则主 要集中在互联网高速接入、智能家庭等商用领域。
电力线载波通信在配电网中的通信接入方式见 图 3。就配电网而言，由于 10 kV 配电网运行方式灵 活、用户负荷投切存在随机性等造成线路阻抗不稳 定；此外，配电网分支、“T”型结构过多，信号在接入 同一条母线的线路上会严重衰减。基于以上原因， 中压载波通信技术的研发与应用一直以来都受到传 输衰减、噪声干扰及复杂时变特性等诸多关键技术 难题的困扰，目前无法在区域性配电网中实现大规
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配电网自动化通信方式分析与选择
Analysis and Choice of Distribution Automation Communication Mode
李克文，高立克，吴丽芳，俞小勇
LI Ke-wen，GAO Li-ke，WU Li-fang，YU Xiao-yong
（广西电网公司电力科学研究院，南宁 530023）
摘要：可靠的通信系统是配电网自动化建设的关键部分，通信技术选择正确与否决定着整个配电自动化项目建设的成
败。阐述了配电自动化系统对通信的要求，并对配电网自动化系统中可选择的多种通信方式进行了分析和比较。结合它们的
特点，对其在配电自动化系统中的应用进行探讨，为配电自动化通信系统建设提供基本参照。
2.2.2 3G 通信
3G 通信系统的主要特征是可提供丰富多彩的 移动媒体业务，对于静止状态数据，其传输速率可以 达到 2 Mbps，能满足省级和地调数据网主要生产业 务数据的传输需要。但除主要生产业务数据外，电 力系统更大量的数据业务是管理信息，随着管理向 现代化和信息化方向快速发展，这类信息还会大量 增加，故 3G 仍不能取代电力通信专网，更适合作为 一种备用通信方式。
图 4 无线通信方式
3 配电网自动化系统通信方式比较及建议
2.2.1 GPRS/CDMA 通信
GPRS 是通过在现有 GSM（全球移动通信）网络 中增加 GGSN（网关支持节点）和 SGSN（服务支持节 点）来实现的，是 GSM 网络的演变形式，是在演变进 程中推出的一项高速数据服务业务，将移动通信技 术与 IP 技术有机结合，组成了移动 IP 网络。GPRS 具有一下特点：①分组交换技术，适合突发、频繁、间
关键词：配电自动化；通信方式；通信系统
中图分类号：TM732；TP315
文献标志码：B
文章编号：1671-自动化是对配电网中的各类设备的运行 工况进行实时检测、监控的集成系统，将配电网的检 测计量、故障探测定位、自动控制、规划、数据统计管 理集为一体的综合系统。
根据各种通信方式的原理及特点，为了合理选 择适合复杂配电网自动化系统的通信方式，现就各 类通信方式在传输速率、传输距离、维护等方面的特 点做比较，如表 1 所示。
各种通信方式均有其优缺点，根据不同通信方 式的特点，结合具体配电网自动化系统结构和现实 条件，合理选择，最大限度地利用各种有利条件，是
表 1 常用的几种通信方式特点
建设配电网自动化必须具备以下 3 个条件：相 对完善的智能化配电网络、性能稳定的配网主站和 可靠的配电通信系统。可靠的通信系统是配电网自 动化建设的关键部分，通信技术选择正确与否决定 着整个配电自动化项目建设的成败。
目前配电网自动化系统在国内尚处于探索阶 段，还没有相当成熟的经验和产品，其主要的一个原 因就是配电网设备分布广泛、数量众多、系统复杂、 且工作环境恶劣，通信问题难以解决。本文将综合分 析和比较多种可能应用于配电网自动化系统的通信 方式，分析其不同的应用场合，并提出相关注意事项。
能避免外部设备的电磁干扰和雷电影响，减少线路 和外部设备的故障率，提高系统可靠性；同时可减少 维护成本，是通信维护部门期待的技术。基于以太 无源光网络技术的配电自动化通信系统，采用光纤 作为传输介质，特别适合配电设备密集的城域配电 网的通信接入。
光纤通信也存在一些缺点，如一次性建设投资 大，架设比较困难，一旦发生故障，修复工艺要求高， 维护费用高。经过复用和复接的主干线光纤通信系 统的单位通道和架设费用较低。通常需要几百芯的 电缆才能在主干线上传输 10×108Bit／s 的容量，而 采用光纤通信时，只需要 1 根光纤便可。对于配电 通信系统的分支通道（如 FTU 与附近区域工作站之 间的通信），通信速率通常要求很低，不便于复接和 复用，这时光纤通信系统便失去其经济优势，因此光 纤通信主要适用于主站与子站之间，及中心城区的 重要负荷区域，常见的组网方式见图 2。
2.2.3 WIMAX 通信
WIMAX 技术采用在城域网范围内一点对多点 进行无线接入方式，可以提高距离最远至 50 km 的 无线信号传输，最大带宽为 75 Mbit/s，具备 QoS 保证 能力，在不同距离上可调节带宽分配，满足多种不同 带宽的应用要求。但其技术与设备的成熟度还难以 与现有无线公网技术相比。如果这项技术将来发展 成熟，将成为配电网通信最佳的通信方式。
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6）具有双向通信能力。配电网自动化的大多数 功能要求双向通信。虽然最简单的负荷控制仅需要 单向通信即可满足要求，但为了更好地实现负荷管 理功能，满足实时检测负荷控制设备是否正常的需 要，要求使用具有双向通信功能的终端。
7）操作可靠，维护方便。配电网自动化的通信 系统规模较大，而且通常采用多种通信方式相结合， 通信终端众多，设计时要充分考虑简化通信系统的 结构、使用和维护，选择标准的通信设备和通信协 议，以减少工作量。
无线专网
信网络
＜180 K
GPRS 等覆盖区域
维护费用 高
开通费用低，维护费用高 低 高 低
低
适用范围
FTU/TTU 与子站 FTU/TTU 与子站
农电及远距离 10 kV 传输
城市中心，市区 子站，内部通信 不宜应用于城市中心、城区等
干扰大地区
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电力线载波通信原理是在发送端将信息调制为 高频信号，并通过耦合器耦合至输电线路，利用输电 线路作为传输媒介传送到接收端，接收端通过耦合 器将载波从强电电流中分离出来，然后解调出信息 并传送到计算机或其他终端上，以实现信息传输[6]。 按照输电线路的电压等级，主要分为高压（35 kV 及 以上）、中压（10 kV）和低压（380 V／220 V）。
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建设优良配电网自动化系统的前提条件。混合通信 方式是较好的选择，能以比较经济的方式满足配电 网的具体要求，不同层次采用不同的通信方式。建 议如下：
1）根据配电网自动化通信网所采用的分层架 构，即主干通道与分支通道的通信网络结构，主干道 宜采用光纤、无线扩频、数字微波等方式与主站通 信；分支则选用有线、配电线载波、现场总线、无线、 电话线等方式通信。
图 3 电力线载波通信方式