淺談配電自動化中通信方式

【摘要】隨著科學技術的發展，信息技術的使用已經涉及到智能電網的電能生產、傳輸、發變電、用電、生產經營管理、電網規劃等各個方面。在配電網自動化系統中，通信技術是實現配電網絡自動化系統的關鍵，同時也是配電網絡自動化的核心技術。實現配電網自動化的關鍵在于通信，只有好的通信系統才能夠完善配電網絡自動化。本文介紹了GPRS通信技術的原理及其在配電網絡自動化系統中的應用，同時還介紹了其他的通信技術，并進行了通信方式之間的比較，進而重點論述了GPRS通信技術在配電網絡自動化系統中的應用。

【關鍵詞】配電網；自動化；通信；GPRS

隨著社會的發展，建設清潔、高效能源和綠色電力供應成為世界電網發展潮流，因此，配電自動化系統便由此誕生。配電自動化系統是一個范圍龐大且操作復雜的系統，其中包含的通信系統不但要對整個配電自動化系統中信息的輸出進行考慮，同時還要關注整個供電企業中的信息應用及對社會服務效能。所以，通信系統不但是配電自動化的關鍵組成，同時也是保證企業信息傳遞高效、快捷、經濟的重要系統。那么，應科學的選擇通信方式，構建通信系統，保證配電自動化正常運轉，適應社會發展需求。

1.配電自動化中通信系統的特征

根據配電自動化中通信系統的設計方案看來，其特征主要表現在以下幾個方面。

1.1 實時性能、可靠性能要求較高：在配電自動化系統的核心構成主要是饋線自動化系統，其主要功能是快速、便捷的找尋、分離、恢復供電。這就要求在進行故障處理時過程要簡潔，及時發現故障原因。此外，對故障的處理過程要盡量縮短時間，如果通信系統發生中斷，就可能造成無法修補的可能。因此，配電自動化中通信系統的可靠性能非常重要。

1.2 配電網出現問題時通訊不能出現問題：當配電自動化系統中饋線自動化系統出現問題而造成停電或網絡不能應用時，就需要向上級匯報情況，因此，要保證通信系統的完整，良好性能。

1.3 抗干擾能力強：配電自動化中通信系統設備一般都建立在室外，環境變化及溫差變化都比較大，需要進行防風1防雨1防塵等處理。同時，室外電磁環境也比較差，當通信系統同配電線路共同架設在同一支架上時，因為距離高壓線路較近，電磁干擾比較強烈，雷擊情況嚴重，所以，就要求通信設備本身具備很強的抗干擾性能，且能很好的進行電磁兼容，進而保證通信系統正常運轉。

1.4 環境龐大且投資高：配電自動化中通信系統是一個多觀測點、多節構點、多層次的龐大系統，同時也是一個復雜的網絡系統，投入建設資金相對較高。因此，在進行通信系統設計時，應充分考慮工程造價條件，同時滿足實際生活需要。這就要求設計師們在進行功能設計時根據不同系統、通信要求等選取合適的設計方案，在降低工程造價的同時保證正常運轉，為人們的生活提供方便。

2.自動化中通信系統的方式

在配電自動化通信系統中，同傳統的有線連接方式相比，無線通信方式擁有更多、更好的性能。有線通信的基本要求是其線路應鋪設到每個通信的關鍵點上，但是對于分布范圍廣且相對零散的通信終端來說，其線路的規劃、鋪設及施工等都面臨很大的問題。相對來說，無線通信方式就不存在上述問題。另外，利用星型分布，無線通訊方式對節點的位置變化有很好的適應性能，在一定程度上，基本可以不受通信節點與位置的限制及影響。但是有線通信在面臨線路改接及通信設備轉換方面就顯得力不從心。伴隨著配電自動化系統的不斷發展，還有很多無線通信方式被不斷研究、應用到配電自動化中，就目前發展來看，比較突的通信方式包含以下兩種：其一，利用GPRS的公用網絡進行傳輸。當前國內已經有許多城市開始嘗試將這種方式應用到配電自動化系統中；其二，利用無線數字電臺進行傳輸。

3.利用GPRS的公用網絡進行傳輸

GPRS又被稱為分組無線業務，是當前全球移動通信系統網絡中占有比重很高的傳輸方式。GPRS突破了全球通信網絡限定的，9.6kbps的速率，理論上其最高數據傳遞效率達到171.11kbps。并且，GPRS的連接速度快，持續性久，實時性良好，不僅適宜傳遞中1小量業務數據，同時也能肩負大量數據的傳遞工作。因為原本存在的GSM配電自動化通信方式具有運營成本高，傳遞效果差、低等缺點，GPRS通信方式一經推出，迅速替換了GSM通信方式，變成了公用網絡信息傳輸的主體。其通信模式如圖1所示。當前，大多數配電自動化進行信息傳遞都利用饋電終端（FTU）及變壓器終端（TTU），然后利用串口線同GPRS相連。GPRS將該節點的數據傳遞到網站，再經基站進行轉發。由此可見，想要讓一套GPRS通信系統得以良好運轉，需在各個節點中綁定一張SIM卡。應用GPRS通信方式可以充分應用運營商的網絡能源，減免了網絡規劃、繁復的程序。

4.利用無線數字電臺進行傳輸

無線數字電臺是憑借數字信號處理工作及無線電技術共同進行專業數據傳輸的電臺。其運用了數字信號處理技術1數字調節技術等，具備糾錯性能及軟件平衡1決斷性能。可以在數據的傳輸、動態圖像的傳遞等業務中廣泛應用。當前，數字電臺的傳遞效率一般為19.3kbps，其收發與轉發的時間縮短到10ms，并且多數數字電臺都提供了RS232接口，更方便FTU與TTU的連接。其通訊模式如圖2。

一般來說，數字電臺的覆蓋范圍在30km-50km之間，但基于對城市建筑物及干擾等多方面因素的考慮，實際覆蓋范圍會小很多。因此，可以通過增加繼電站進行無線網絡的延伸。一些區域實現了主變站同市局之間的光纖連接，所以可以在變電站建立無線電臺，接受周邊數據信息，經轉換后通過光纖傳遞回數據采集監視與控制系統。這樣不僅可以解決無線電臺覆蓋范圍的問題，減少過程中的干擾，同時又充分應用了電力部門存在的通信資源，一舉兩得。

5.兩種無線通信系統的比較

5.1 成本比較。單獨一臺GPRS的終端價格大約為7500元左右，主站端不設置接收設備，但需建立一條APN專線。另外，每年的運行費用也是一筆不小的開支。對比來說，無線數字電臺設備成本約3000元-5000元，主站成本約7000元-10000元。如果利用公用頻段，就無需再進行申請費用的繳納。可見，從成本資金投入來說，無線數字電臺具備一定的優勢。

5.2 信息傳遞效率比較。GPRS通信方式的最高傳遞速率理論值應為171.11kb，但在實際傳遞中一般僅為20kbps-40kbps之間。無線數字電臺當前的傳遞速率一般為19.3kbps。基于當前配電自動化中通信需要速率一般在12kbps-96kbps，兩種通信方式都可以滿足需求，GPRS方式更快捷一些。

6.結束語

伴隨著配電網絡規模的逐漸擴大及復雜，就急需增強配電自動化的水準。通信系統作為衡量配電自動化程度的關鍵因素也廣泛受到關注。因此，對配電自動化中通信方式的探討是值得相關部門深入思考的事情。

參考文獻

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[2]楊奕暉.配電自動化系統中通信方式的應用[J].華東電力，2006（12）.