配電自動化通信技術研究

戴暉

摘 要：通信系統是配電自動化系統的組成部分，是配電網絡調度中心完成對遠處終端設備的數據傳送、收集以及從事操控的必需手段。把控制中心下達的任務命令轉發給各個執行部門或者遠處終端設備，把遠處監控單元所整理搜集來的各樣信息上傳給控制中心，進而達到對配電網絡系統穩定工作以及對危險事故時的監控、保護、操控以及配電管理的自動化。

關鍵詞：配電自動化；通信技術；數據傳送

配電自動化的特點是將計算機應用技術、全自動操控技術、數據通信技術以及信息的管理技術集于一身的綜合型信息管理系統。遠處數據的搜集、遠方操控、事故定位與分離、以及負荷移動等諸多功能得以發揮，都嚴重依靠于遠處終端設備與主站間的通信設施。配電自動化系統的工作需要依靠有效且穩定的通信技術。

1 通信系統的設計方案

配電網絡的終端數目眾多，網絡構成也較為復雜，然而其通信通道建設卻比薄弱。此外，配電自動化的信息采集與遠方控制對通信的具體要求各不相同。大體說來對于大多配電系統的通信設備都是暴露在室外，它們需要受到來自各種惡劣自然環境的威脅以及電磁的侵擾，與此同時還必須充分考慮到方便日常的維護工作，因而需要保證充分的可靠性。

根據地理氣候條件，構建無線寬帶專網、光纖通信網、中壓PLC載波、短距離無線通信共同交互耦合的通信網，是當前較為有利的組網方案。多種通信方式共同交互耦合，符合電力通信專網的演進策略。在建設初期，通信的業務量相對較小，覆蓋面大，而光纖的造價較高，全光纖網不滿足經濟性組網需求，采用此種組網方案可在建設初期減少投資，同時便于日后通信業務量增加時的通信網絡改造升級。同時，現有的GPRS公網并不可靠，屬于非實時和安全性很低的網絡，難以滿足配電自動化需求。而無線專網具有可靠性高、實現性和安全性高的特點，可滿足集抄業務安全性以及配電自動化業務實時性的要求。在使用上，無線專網將逐步作為稀疏地區光纖通信盲點的補充，且進一步將其作為光纖網絡的備份系統和應急系統，從而提高電力通信網絡的可靠性。

2 自動化通信系統的主要功能及可行性分析

配電終端互相間的通信，就是指各FTU能夠實現與所屬TTU互相間的通信。因為各FTU與其所屬TTU距離比較小，電纜通信方式作為一種性價比很高的通信手段，具有高度的穩定性，所以可在各FTU與所屬TTU間設立電纜，并應用RS-485的通信方式。對于通信系統的介質，應選用具有屏蔽功能的普通通信電纜及雙絞線。各FTU將從所屬TTU收集到的信息、數據不予任何加工、處理，直接傳送到主站系統，統一由主站系統進行數據的加工、處理。相反，來自配電網中心主站的指令下達到對應的FTU，經過FTU的判斷，當為FTU指令時，將由FTU作出回應；經過FTU的判斷，如果為TTU指令時，則FTU需要把指令傳送給TTU，這是應由TTU作出回應。原因是FTU不會對屬于TTU的指令做出任何回應，因此，針對FTU及TTU的應用類型不會受到任何限制。

到2010年，國內供電企業基本已建成覆蓋全部變電站的光纖通信網。以此為基礎，以變電站為起點建設10kV線路段的電力通信網，即可完成配網段的電力專網。配電自動化通信系統的可行性主要體現在技術方面，即光纖、PON技術已經成熟，供應廠商有華為、中興等知名企業，在電力行業中已有很多應用實例，是國網公司電力光纖、配電自動化、調度通信系統等項目的推薦技術。無線寬帶方面，國內有自主知識產權的Mcwill、LT800產品，也有Wimax等國際標準產品，且已在少數省網公司的用電信息采集系統以及鐵路、機場等工業專網中有所應用。

3 通信系統自動化技術規約

因為饋線自動化系統中具有多個通信點，然而通信的數據信息量太少，所以這種在調度自動化過程中選用相對較多的循環式CDT規約以及查詢式的POLLING花費時間過長的辦法并不適合實際問題的解決。當前，世界電工委員會確定的IEC 870-5-101規約是目前來說較為適合配電自動化系統的通信規約。

3.1 IEC 870-5-101規約用戶數據分類

在自動化的配電系統信息數據傳輸中，對于很多信息數據極為重要，必須立刻進行傳輸，它們擁有很高的傳輸優先性；而對于一些數據信息傳輸的優先性很低，可以進行比較慢的傳輸。從以上原則的角度考慮，在實際配電自動化系統中，為了確保優先、迅速傳輸事故狀態數據信息以及迅速實現事故識別，并迅速完成事故狀態的隔離及恢復供電，把負荷開關的變更狀態及電力系統的事故信號等關鍵信息作為優先數據信息來進行解決；而電流、電壓以及功率等其它的測量量則作為二級的用戶數據信息來進行解決；對于有關脈沖量及統計量都為視為慢數據信息來進行處理。

3.2 通信系統規約程序流程

對于主站向終端發布的指令時有初始化、對時、總召喚、一級數據信息查詢、二級數據信息查詢、刀閘（或為開關）以及全站總復歸等等，而對于終端的回應報文則有遙測量、遙信量以及確認等。

通過初始化等相關步驟，主站方面就可針對終端進行常規的報文詢問，此后將依據回答報文以及標志位的不同，發射出不同的報文，以此得到所需要的數據信息。IEC 870-5-101規約在平衡傳輸過程中，詢問呼喚二級用戶信息數據變化以及定點呼喚每組返送的信息數據有沒有FT1.2幀長樣式操控中的要求訪問位ACD-1。當出現上述情況，主站則利用“請求一級用戶信息數據”來向終端實施請求。IEC 870-5-101規約處在非不平衡的傳輸過程中時，將會應用快速-校對、驗證-過程采集一級用戶的數據信息。具體的程序流程如下圖所示。

通信流程示意圖

4 配電自動化通信技術優勢

綜合運用EPON、寬帶無線、PLC、WSN等技術率先建立基于復合通信的電力用電信息實時采集系統，建設跨業務“配用電一體化通信網絡平臺”，開展配網自動化建設，可有效促進電網安全、可靠、高效供電，提高服務水平。從技術與實踐兩方面研究電力通信網建設方式和運維模式，對建設具備系統自愈、用戶互動、高效運行和分布式能源靈活接入等功能的智能電網具有決定性作用。

5 結束語

實際生活中的配電自動化通信系統應做到整體規劃、分析并結合實際、優化設計方案以及實現信息資源的全面共享。在具體的設計方案問題上，應以光纖來構成通信網絡的主干線，利用雙纖通道保護環方式，以此形成區域光的自愈環。配電系統一方面可規范現場設備進行數據信息采集等工作，另一方面又可便捷地實現與其他自動化系統數據信息的交換。

參考文獻

[1]劉健，倪建立，鄧永輝.配電自動化[M].北京：中國水利水電出版社，1999.

[2]鄭力明，劉偉平，等.以太源光網絡技術及其系統設計[J].電信科學，2004，20（4）：8-11.

[3]馬軍.配網自動化相關技術的研究[D].西安：西安理工大學，2004.endprint

摘 要：通信系統是配電自動化系統的組成部分，是配電網絡調度中心完成對遠處終端設備的數據傳送、收集以及從事操控的必需手段。把控制中心下達的任務命令轉發給各個執行部門或者遠處終端設備，把遠處監控單元所整理搜集來的各樣信息上傳給控制中心，進而達到對配電網絡系統穩定工作以及對危險事故時的監控、保護、操控以及配電管理的自動化。

關鍵詞：配電自動化；通信技術；數據傳送

配電自動化的特點是將計算機應用技術、全自動操控技術、數據通信技術以及信息的管理技術集于一身的綜合型信息管理系統。遠處數據的搜集、遠方操控、事故定位與分離、以及負荷移動等諸多功能得以發揮，都嚴重依靠于遠處終端設備與主站間的通信設施。配電自動化系統的工作需要依靠有效且穩定的通信技術。

1 通信系統的設計方案

配電網絡的終端數目眾多，網絡構成也較為復雜，然而其通信通道建設卻比薄弱。此外，配電自動化的信息采集與遠方控制對通信的具體要求各不相同。大體說來對于大多配電系統的通信設備都是暴露在室外，它們需要受到來自各種惡劣自然環境的威脅以及電磁的侵擾，與此同時還必須充分考慮到方便日常的維護工作，因而需要保證充分的可靠性。

根據地理氣候條件，構建無線寬帶專網、光纖通信網、中壓PLC載波、短距離無線通信共同交互耦合的通信網，是當前較為有利的組網方案。多種通信方式共同交互耦合，符合電力通信專網的演進策略。在建設初期，通信的業務量相對較小，覆蓋面大，而光纖的造價較高，全光纖網不滿足經濟性組網需求，采用此種組網方案可在建設初期減少投資，同時便于日后通信業務量增加時的通信網絡改造升級。同時，現有的GPRS公網并不可靠，屬于非實時和安全性很低的網絡，難以滿足配電自動化需求。而無線專網具有可靠性高、實現性和安全性高的特點，可滿足集抄業務安全性以及配電自動化業務實時性的要求。在使用上，無線專網將逐步作為稀疏地區光纖通信盲點的補充，且進一步將其作為光纖網絡的備份系統和應急系統，從而提高電力通信網絡的可靠性。

2 自動化通信系統的主要功能及可行性分析

配電終端互相間的通信，就是指各FTU能夠實現與所屬TTU互相間的通信。因為各FTU與其所屬TTU距離比較小，電纜通信方式作為一種性價比很高的通信手段，具有高度的穩定性，所以可在各FTU與所屬TTU間設立電纜，并應用RS-485的通信方式。對于通信系統的介質，應選用具有屏蔽功能的普通通信電纜及雙絞線。各FTU將從所屬TTU收集到的信息、數據不予任何加工、處理，直接傳送到主站系統，統一由主站系統進行數據的加工、處理。相反，來自配電網中心主站的指令下達到對應的FTU，經過FTU的判斷，當為FTU指令時，將由FTU作出回應；經過FTU的判斷，如果為TTU指令時，則FTU需要把指令傳送給TTU，這是應由TTU作出回應。原因是FTU不會對屬于TTU的指令做出任何回應，因此，針對FTU及TTU的應用類型不會受到任何限制。

到2010年，國內供電企業基本已建成覆蓋全部變電站的光纖通信網。以此為基礎，以變電站為起點建設10kV線路段的電力通信網，即可完成配網段的電力專網。配電自動化通信系統的可行性主要體現在技術方面，即光纖、PON技術已經成熟，供應廠商有華為、中興等知名企業，在電力行業中已有很多應用實例，是國網公司電力光纖、配電自動化、調度通信系統等項目的推薦技術。無線寬帶方面，國內有自主知識產權的Mcwill、LT800產品，也有Wimax等國際標準產品，且已在少數省網公司的用電信息采集系統以及鐵路、機場等工業專網中有所應用。

3 通信系統自動化技術規約

因為饋線自動化系統中具有多個通信點，然而通信的數據信息量太少，所以這種在調度自動化過程中選用相對較多的循環式CDT規約以及查詢式的POLLING花費時間過長的辦法并不適合實際問題的解決。當前，世界電工委員會確定的IEC 870-5-101規約是目前來說較為適合配電自動化系統的通信規約。

3.1 IEC 870-5-101規約用戶數據分類

在自動化的配電系統信息數據傳輸中，對于很多信息數據極為重要，必須立刻進行傳輸，它們擁有很高的傳輸優先性；而對于一些數據信息傳輸的優先性很低，可以進行比較慢的傳輸。從以上原則的角度考慮，在實際配電自動化系統中，為了確保優先、迅速傳輸事故狀態數據信息以及迅速實現事故識別，并迅速完成事故狀態的隔離及恢復供電，把負荷開關的變更狀態及電力系統的事故信號等關鍵信息作為優先數據信息來進行解決；而電流、電壓以及功率等其它的測量量則作為二級的用戶數據信息來進行解決；對于有關脈沖量及統計量都為視為慢數據信息來進行處理。

3.2 通信系統規約程序流程

對于主站向終端發布的指令時有初始化、對時、總召喚、一級數據信息查詢、二級數據信息查詢、刀閘（或為開關）以及全站總復歸等等，而對于終端的回應報文則有遙測量、遙信量以及確認等。

通過初始化等相關步驟，主站方面就可針對終端進行常規的報文詢問，此后將依據回答報文以及標志位的不同，發射出不同的報文，以此得到所需要的數據信息。IEC 870-5-101規約在平衡傳輸過程中，詢問呼喚二級用戶信息數據變化以及定點呼喚每組返送的信息數據有沒有FT1.2幀長樣式操控中的要求訪問位ACD-1。當出現上述情況，主站則利用“請求一級用戶信息數據”來向終端實施請求。IEC 870-5-101規約處在非不平衡的傳輸過程中時，將會應用快速-校對、驗證-過程采集一級用戶的數據信息。具體的程序流程如下圖所示。

通信流程示意圖

4 配電自動化通信技術優勢

綜合運用EPON、寬帶無線、PLC、WSN等技術率先建立基于復合通信的電力用電信息實時采集系統，建設跨業務“配用電一體化通信網絡平臺”，開展配網自動化建設，可有效促進電網安全、可靠、高效供電，提高服務水平。從技術與實踐兩方面研究電力通信網建設方式和運維模式，對建設具備系統自愈、用戶互動、高效運行和分布式能源靈活接入等功能的智能電網具有決定性作用。

5 結束語

實際生活中的配電自動化通信系統應做到整體規劃、分析并結合實際、優化設計方案以及實現信息資源的全面共享。在具體的設計方案問題上，應以光纖來構成通信網絡的主干線，利用雙纖通道保護環方式，以此形成區域光的自愈環。配電系統一方面可規范現場設備進行數據信息采集等工作，另一方面又可便捷地實現與其他自動化系統數據信息的交換。

參考文獻

[1]劉健，倪建立，鄧永輝.配電自動化[M].北京：中國水利水電出版社，1999.

[2]鄭力明，劉偉平，等.以太源光網絡技術及其系統設計[J].電信科學，2004，20（4）：8-11.

[3]馬軍.配網自動化相關技術的研究[D].西安：西安理工大學，2004.endprint

摘 要：通信系統是配電自動化系統的組成部分，是配電網絡調度中心完成對遠處終端設備的數據傳送、收集以及從事操控的必需手段。把控制中心下達的任務命令轉發給各個執行部門或者遠處終端設備，把遠處監控單元所整理搜集來的各樣信息上傳給控制中心，進而達到對配電網絡系統穩定工作以及對危險事故時的監控、保護、操控以及配電管理的自動化。

關鍵詞：配電自動化；通信技術；數據傳送

配電自動化的特點是將計算機應用技術、全自動操控技術、數據通信技術以及信息的管理技術集于一身的綜合型信息管理系統。遠處數據的搜集、遠方操控、事故定位與分離、以及負荷移動等諸多功能得以發揮，都嚴重依靠于遠處終端設備與主站間的通信設施。配電自動化系統的工作需要依靠有效且穩定的通信技術。

1 通信系統的設計方案

配電網絡的終端數目眾多，網絡構成也較為復雜，然而其通信通道建設卻比薄弱。此外，配電自動化的信息采集與遠方控制對通信的具體要求各不相同。大體說來對于大多配電系統的通信設備都是暴露在室外，它們需要受到來自各種惡劣自然環境的威脅以及電磁的侵擾，與此同時還必須充分考慮到方便日常的維護工作，因而需要保證充分的可靠性。

根據地理氣候條件，構建無線寬帶專網、光纖通信網、中壓PLC載波、短距離無線通信共同交互耦合的通信網，是當前較為有利的組網方案。多種通信方式共同交互耦合，符合電力通信專網的演進策略。在建設初期，通信的業務量相對較小，覆蓋面大，而光纖的造價較高，全光纖網不滿足經濟性組網需求，采用此種組網方案可在建設初期減少投資，同時便于日后通信業務量增加時的通信網絡改造升級。同時，現有的GPRS公網并不可靠，屬于非實時和安全性很低的網絡，難以滿足配電自動化需求。而無線專網具有可靠性高、實現性和安全性高的特點，可滿足集抄業務安全性以及配電自動化業務實時性的要求。在使用上，無線專網將逐步作為稀疏地區光纖通信盲點的補充，且進一步將其作為光纖網絡的備份系統和應急系統，從而提高電力通信網絡的可靠性。

2 自動化通信系統的主要功能及可行性分析

配電終端互相間的通信，就是指各FTU能夠實現與所屬TTU互相間的通信。因為各FTU與其所屬TTU距離比較小，電纜通信方式作為一種性價比很高的通信手段，具有高度的穩定性，所以可在各FTU與所屬TTU間設立電纜，并應用RS-485的通信方式。對于通信系統的介質，應選用具有屏蔽功能的普通通信電纜及雙絞線。各FTU將從所屬TTU收集到的信息、數據不予任何加工、處理，直接傳送到主站系統，統一由主站系統進行數據的加工、處理。相反，來自配電網中心主站的指令下達到對應的FTU，經過FTU的判斷，當為FTU指令時，將由FTU作出回應；經過FTU的判斷，如果為TTU指令時，則FTU需要把指令傳送給TTU，這是應由TTU作出回應。原因是FTU不會對屬于TTU的指令做出任何回應，因此，針對FTU及TTU的應用類型不會受到任何限制。

到2010年，國內供電企業基本已建成覆蓋全部變電站的光纖通信網。以此為基礎，以變電站為起點建設10kV線路段的電力通信網，即可完成配網段的電力專網。配電自動化通信系統的可行性主要體現在技術方面，即光纖、PON技術已經成熟，供應廠商有華為、中興等知名企業，在電力行業中已有很多應用實例，是國網公司電力光纖、配電自動化、調度通信系統等項目的推薦技術。無線寬帶方面，國內有自主知識產權的Mcwill、LT800產品，也有Wimax等國際標準產品，且已在少數省網公司的用電信息采集系統以及鐵路、機場等工業專網中有所應用。

3 通信系統自動化技術規約

因為饋線自動化系統中具有多個通信點，然而通信的數據信息量太少，所以這種在調度自動化過程中選用相對較多的循環式CDT規約以及查詢式的POLLING花費時間過長的辦法并不適合實際問題的解決。當前，世界電工委員會確定的IEC 870-5-101規約是目前來說較為適合配電自動化系統的通信規約。

3.1 IEC 870-5-101規約用戶數據分類

在自動化的配電系統信息數據傳輸中，對于很多信息數據極為重要，必須立刻進行傳輸，它們擁有很高的傳輸優先性；而對于一些數據信息傳輸的優先性很低，可以進行比較慢的傳輸。從以上原則的角度考慮，在實際配電自動化系統中，為了確保優先、迅速傳輸事故狀態數據信息以及迅速實現事故識別，并迅速完成事故狀態的隔離及恢復供電，把負荷開關的變更狀態及電力系統的事故信號等關鍵信息作為優先數據信息來進行解決；而電流、電壓以及功率等其它的測量量則作為二級的用戶數據信息來進行解決；對于有關脈沖量及統計量都為視為慢數據信息來進行處理。

3.2 通信系統規約程序流程

對于主站向終端發布的指令時有初始化、對時、總召喚、一級數據信息查詢、二級數據信息查詢、刀閘（或為開關）以及全站總復歸等等，而對于終端的回應報文則有遙測量、遙信量以及確認等。

通過初始化等相關步驟，主站方面就可針對終端進行常規的報文詢問，此后將依據回答報文以及標志位的不同，發射出不同的報文，以此得到所需要的數據信息。IEC 870-5-101規約在平衡傳輸過程中，詢問呼喚二級用戶信息數據變化以及定點呼喚每組返送的信息數據有沒有FT1.2幀長樣式操控中的要求訪問位ACD-1。當出現上述情況，主站則利用“請求一級用戶信息數據”來向終端實施請求。IEC 870-5-101規約處在非不平衡的傳輸過程中時，將會應用快速-校對、驗證-過程采集一級用戶的數據信息。具體的程序流程如下圖所示。

通信流程示意圖

4 配電自動化通信技術優勢

綜合運用EPON、寬帶無線、PLC、WSN等技術率先建立基于復合通信的電力用電信息實時采集系統，建設跨業務“配用電一體化通信網絡平臺”，開展配網自動化建設，可有效促進電網安全、可靠、高效供電，提高服務水平。從技術與實踐兩方面研究電力通信網建設方式和運維模式，對建設具備系統自愈、用戶互動、高效運行和分布式能源靈活接入等功能的智能電網具有決定性作用。

5 結束語

實際生活中的配電自動化通信系統應做到整體規劃、分析并結合實際、優化設計方案以及實現信息資源的全面共享。在具體的設計方案問題上，應以光纖來構成通信網絡的主干線，利用雙纖通道保護環方式，以此形成區域光的自愈環。配電系統一方面可規范現場設備進行數據信息采集等工作，另一方面又可便捷地實現與其他自動化系統數據信息的交換。

參考文獻

[1]劉健，倪建立，鄧永輝.配電自動化[M].北京：中國水利水電出版社，1999.

[2]鄭力明，劉偉平，等.以太源光網絡技術及其系統設計[J].電信科學，2004，20（4）：8-11.

[3]馬軍.配網自動化相關技術的研究[D].西安：西安理工大學，2004.endprint