配電自動化通信網(wǎng)絡(luò)是智能電網(wǎng)配電系統(tǒng)應(yīng)用的重要支持平臺，是利用現(xiàn)代電子技術(shù)、通訊技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實現(xiàn)配電系統(tǒng)正常運行及事故情況下的監(jiān)測、保護(hù)、控制和配電管理的現(xiàn)代化。近年來，我國的電力事業(yè)得到了快速發(fā)展，取得了巨的大成就，同時人們對供電可靠性也提出了更高標(biāo)準(zhǔn)，因此，只有選擇可靠的通信系統(tǒng)，才能保證配電自動化系統(tǒng)的正常運行。

　　【摘要】隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，通信技術(shù)在電網(wǎng)系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛，為配網(wǎng)智能化建設(shè)提供了條件。文章從配電網(wǎng)自動化通信系統(tǒng)特點出發(fā)，對不同類型的配網(wǎng)通信方式進(jìn)行對比分析，最后就如何構(gòu)建合理的配網(wǎng)通信系統(tǒng)，選取最佳通信模式提出建議。

　　【關(guān)鍵詞】配網(wǎng)自動化,通信方式,GPRS

　　1.配電網(wǎng)自動化通信系統(tǒng)特點

　�。�1）終端節(jié)點數(shù)多。系統(tǒng)的終端監(jiān)測節(jié)點數(shù)量比同一地區(qū)輸電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)要大一個數(shù)量級。一般在我國一個中等城市，本系統(tǒng)需要的通信終端節(jié)點數(shù)量可達(dá)上千個。（2）通信節(jié)點分布極其分散。單點的信息量較小，對實時性有一定的要求，需要進(jìn)行雙向通信。這就要求設(shè)計時必須在以上多個因素之間進(jìn)行權(quán)衡，才能保證通信方案的有效性和經(jīng)濟(jì)性。（3）單個節(jié)點的通信數(shù)據(jù)量小。配變監(jiān)測終端監(jiān)控對象是大量的配電變壓器，通信數(shù)據(jù)量較少，配網(wǎng)自動化系統(tǒng)對通信的要求包括：滿足數(shù)據(jù)傳輸需要，可不考慮圖像信息傳輸；速率應(yīng)滿足事故處理時通信的要求；每一級通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)盡可能選用單一信道通信；信道維護(hù)量少、擴(kuò)容方便、可靠、造價低。

　　2.配網(wǎng)自動化對通信系統(tǒng)的要求

　　為滿足配網(wǎng)自動化的要求，通信系統(tǒng)必須滿足以下幾個要求：（1）可靠性：配網(wǎng)的通信設(shè)備絕大部分部暴露在室外，要能抵抗雨、雪、冰雹、狂風(fēng)和雷陣雨等惡劣的氣候條件和長時間的陽光照射。通信系統(tǒng)應(yīng)能抵抗強(qiáng)電磁干擾和雷電，在停電和電網(wǎng)故障時依靠自身電力能夠保持通信的時間長短也是一個重要指標(biāo)，同時通信設(shè)備大部分安裝在桿塔上，要考慮到安裝和維護(hù)的方便。（2）質(zhì)量性：高可靠性的保護(hù)傳輸通道，確保繼電保護(hù)裝置的正確動作和快速切除，改善和提高繼電保護(hù)動作性能，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定水平。（3）經(jīng)濟(jì)性：通信系統(tǒng)的先進(jìn)性與建設(shè)費用是矛盾的，應(yīng)該選擇先進(jìn)性與建設(shè)費用的最佳組合，使其性價比最高。（4）開放性和擴(kuò)充性：由于配網(wǎng)系統(tǒng)存在多個廠家設(shè)備和多種通信方式和協(xié)議，建立配電通信主網(wǎng)時一定要選用開放性好的通信技術(shù)，同時配網(wǎng)設(shè)備會逐年增加，要求通信系統(tǒng)的尋址方式靈活有效且有足夠的容量。為保護(hù)投資，應(yīng)選擇可以平滑升級的通信技術(shù)。（5）雙向通信能力和傳輸速率：應(yīng)滿足配電自動化系統(tǒng)在功能上具備雙向通信的要求，也應(yīng)該滿足通信的實時性需求；另外，在設(shè)計通信方式的時候，還必須留有足夠的帶寬，以滿足將來系統(tǒng)擴(kuò)建的要求。

　　3.配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的通信方式

　　3.1光纖通信

　　光纖通信是以光波作為信息載體，傳輸介質(zhì)為光導(dǎo)纖維。光纖具有傳輸速度快、干擾性強(qiáng)、傳輸距離遠(yuǎn)等特點，主要傳輸數(shù)字信號。光纖通信相比于其他通信方式，具有以下優(yōu)點：（1）光纖傳輸抗干擾性強(qiáng)，損耗小，幾乎無誤碼現(xiàn)象；（2）一組光纖可以同時傳輸多組數(shù)據(jù)，互不干擾；（3）架設(shè)簡單，組建方便，受外界影響��；（4）能夠使配電網(wǎng)與控制網(wǎng)中的強(qiáng)電和弱點分開，增設(shè)了設(shè)備的安全性；（5）傳輸?shù)娜萘靠蛇_(dá)到10Gbit/s，是目前最在傳輸容量的方式。

　　3.2配電線載波

　　配電線載波通信是利用已有的電力架空明線或地埋電纜通過配電載波設(shè)備來傳遞語音和數(shù)據(jù)，優(yōu)點是：（1）利用現(xiàn)有的配電線路傳輸不需另外鋪專用通信線路，能連接電網(wǎng)關(guān)心的任何測控點；（2）其安全性為電力部門所控制，因而便于管理缺點是：數(shù)據(jù)傳輸速率較低，容易受到干擾、非線性失真和信道間交叉調(diào)制的影響。除了傳統(tǒng)的電力載波，目前采用擴(kuò)頻載波或正交頻分復(fù)用技術(shù)的配電線載波也有所應(yīng)用，其特點是能在傳統(tǒng)載波機(jī)無法開通的線路上穩(wěn)定工作，具有長距離中繼等功能，主要應(yīng)用于路線長、面積廣的農(nóng)網(wǎng)配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)及無法敷設(shè)通信線路的特殊場合。

　　3.3GPRS

　　GPRS（Genera1PacketRa-dioService）即通用分組無線業(yè)務(wù)，是一種基于包的無線分組交換技術(shù)，它突破了GSM只能提供電路交換的思維模式，是在現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)移動基站和基站控制全面升級的基礎(chǔ)上，通過疊加GPRS核心網(wǎng)絡(luò)（SGSN+GGSN）來實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)的分組交換，提供端到端或端和互聯(lián)網(wǎng)（包括專用網(wǎng)絡(luò)）的廣域無線IP連接。

　　優(yōu)點：（1）通信速率高。通信數(shù)據(jù)經(jīng)壓縮后，GPRS提供高達(dá)115kb/s的傳輸速率（最高值為171.2kb/s，不包括FEC）。（2）永遠(yuǎn)在線。由于分組型傳輸不占信道，因此用戶可以長時間保持與外部數(shù)據(jù)網(wǎng)的連接，而不必進(jìn)行頻繁的連接和斷開操作，真正實現(xiàn)“永遠(yuǎn)在線，永遠(yuǎn)連接”。（3）通信費用按流量的多少進(jìn)行計費。由于采用了分組交換技術(shù)，并且吸取了過去電路交換時數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)只能按時長計費的弱點，GPRS被設(shè)計成可以采用按流量計費。從而節(jié)省用戶上網(wǎng)費用，大大推動了無線移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的發(fā)展。（4）不需要額外搭建新的網(wǎng)絡(luò)，可直接利用無線公網(wǎng)平臺，進(jìn)行業(yè)務(wù)信息的傳輸。前期投資少、見效快；后期升級、維護(hù)成本低。（5）無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣。

　　GPRS系統(tǒng)建網(wǎng)方便、無需布線，只要有移動信號的地方，就能實現(xiàn)GPRS信息的傳輸，受區(qū)域限制。缺點：（1）無線GPRS通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍雖廣，但實際通信易受地理位置的影響，存在無線網(wǎng)絡(luò)沒有覆蓋到的“盲點”，想要實現(xiàn)通信就必定受制于運營商對無線基站建設(shè)投入的力度，需要花很大的精力與無線運營商討論信號覆蓋范圍問題。（2）在部分無線信號覆蓋到的范圍，存在信號不穩(wěn)定的情況。配電網(wǎng)終端會在信號不穩(wěn)定的狀況下，持續(xù)發(fā)送“心跳”報文，給無線基站“匯報”通信連接情況。報文數(shù)據(jù)容量雖小，但不斷重復(fù)地發(fā)送，會造成通信流量劇增，因此造成一個終端一個月的通信費用高達(dá)幾百元，甚至上千元，導(dǎo)致通信成本倍增。（3）配電網(wǎng)終端站點里，有相當(dāng)一部分建在大樓的負(fù)一層或以下層，即使當(dāng)?shù)責(zé)o線信號已覆蓋到，但信號強(qiáng)度非常弱，通信質(zhì)量效果很差。部分終端站點在敞開房門前，通信質(zhì)量相當(dāng)好；關(guān)上房門后，信號大大減弱，難以實現(xiàn)正常通信。（4）傳輸時延和服務(wù)質(zhì)量，GPRS和EDGE都是基于GSM網(wǎng)絡(luò)的高速的無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，GSM網(wǎng)絡(luò)是語音優(yōu)先的網(wǎng)絡(luò)，無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的高速是通過占用GSM的語音信道來達(dá)到的，數(shù)據(jù)用戶的發(fā)展會因語音用戶而受到限制；在語音高峰時，無法保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院蛯崟r性。

　　4.構(gòu)建合理的配網(wǎng)通信系統(tǒng)建議

　　由于配網(wǎng)通信具有點多、面廣、單點信息量小的特點，全部采用光纖作為傳送通道，通信費用太高，也不現(xiàn)實；全部采用GPRS或CDMA信息及時性和安全性又無法保證。

　　根據(jù)國內(nèi)外目前比較成熟的經(jīng)驗，筆者認(rèn)為采用“光纖+中壓載波+GPRS”混合通信方式比較適合目前配網(wǎng)通信方式，即DTU、FTU監(jiān)測單元采用主干環(huán)網(wǎng)光纖和分支線路采用中壓數(shù)字載波機(jī)，TTU監(jiān)測單元采用GPRS（CDMA）傳遞信號。這樣既可以兼顧到配網(wǎng)自動化對信息傳輸安全可靠的要求，也能降低建設(shè)費用。解決方案如圖1所示。

　　4.1實時信息采用自建通信通道

　　實時監(jiān)控10kV開閉所，這些信息通過自建的專用通道（實時網(wǎng)絡(luò)/SDH2M口、SDH串121/光纖、音頻電纜、載波等）接入安全I(xiàn)區(qū)網(wǎng)絡(luò)（即調(diào)度網(wǎng)絡(luò)），同時在I區(qū)構(gòu)建D-SCADA主站系統(tǒng)。這部分的數(shù)據(jù)采集和控制是全實時的，即數(shù)據(jù)采集和控制都是即時傳送。D-SCADA主站系統(tǒng)通過物理隔離裝置連接位于Ⅲ區(qū)的接口服務(wù)器，以滿足安全性的要求。對于自建的專用通道，考慮到技術(shù)經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)盡量采用費用較低的中壓載波（點對多點）方式。

　　4.2準(zhǔn)實時信息采用公網(wǎng)的GPRS或CDMA

　　對于配變監(jiān)測信息，由于點多且對實時性要求不高，可以通過公共無線網(wǎng)絡(luò)（如GPRS或CDMA）接入安全Ⅲ區(qū)網(wǎng)絡(luò)（即MIS網(wǎng)絡(luò)），同時在Ⅲ區(qū)構(gòu)建采集系統(tǒng)，進(jìn)行這部分?jǐn)?shù)據(jù)的采集匯總。這部分監(jiān)控只有數(shù)據(jù)采集和處理，沒有控制，且數(shù)據(jù)采集是準(zhǔn)實時的，即每天采集一次整點數(shù)據(jù)（24時），但事件（事故和越限）信息是即時傳送的。

　　5.結(jié)語

　　隨著電網(wǎng)的發(fā)展，如何解決電網(wǎng)安全運行、提高供電可靠性、保障供用電是電力系統(tǒng)急需解決的問題。因此，要實現(xiàn)配網(wǎng)自動化必須解決好通信的問題，就要選擇可靠的通信系統(tǒng)，這樣才能保證配電自動化系統(tǒng)的正常運行。

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相關(guān)期刊推薦：《電信網(wǎng)技術(shù)》

　　期刊簡介：《電信網(wǎng)技術(shù)》是工業(yè)和信息化部電信研究院一份集技術(shù)性、實用性、前瞻性的電信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)月刊。本刊所在單位通信標(biāo)準(zhǔn)研究所（原傳輸所RITT）承擔(dān)的“支撐政府、服務(wù)企業(yè)”任務(wù)的廣泛性和大量的科研成果，以及國內(nèi)外技術(shù)實力強(qiáng)大的通信公司的大力支持，使《電信網(wǎng)技術(shù)》擁有強(qiáng)大的稿源基地，實力雄厚的作者隊伍，為讀者提供既有前瞻指導(dǎo)性又有實用性的優(yōu)秀文稿奠定了堅實的基礎(chǔ)。在宣貫電信網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以及推介通信公司綜合解決方案、宣傳優(yōu)質(zhì)通信產(chǎn)品、架設(shè)運營企業(yè)及設(shè)備企業(yè)供需之間信息橋梁等方面辦出了業(yè)界公認(rèn)的特色。《電信網(wǎng)技術(shù)》旨在宣貫政府頒布的電信網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、體制、規(guī)范，提供與新技術(shù)、新裝備有關(guān)的各種網(wǎng)絡(luò)組織規(guī)劃的解決方案，以及網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)、終端設(shè)備入網(wǎng)檢測信息，開展技術(shù)咨詢，增進(jìn)中外電信界的相互了解，促進(jìn)政府通信主管、運營、裝備供應(yīng)、科研部門間的交流與合作，搭建中外電信企業(yè)間及與廣大用戶間的信息橋梁。

　　主要欄目：網(wǎng)絡(luò)組織與規(guī)劃技術(shù)、發(fā)展策略、標(biāo)準(zhǔn)、體制、規(guī)范、特約專稿、ITU信息

　　內(nèi)容涉及：電話網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)、非話業(yè)務(wù)網(wǎng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)、移動通信網(wǎng)、無線尋呼網(wǎng)、ISDN、智能網(wǎng)、傳輸網(wǎng)、No.7信令網(wǎng)、IP電話／傳真網(wǎng)、用戶接入網(wǎng)等電信網(wǎng)技術(shù)，以及VOIP、未來寬帶網(wǎng)絡(luò)、多媒體通信等技術(shù)。

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