配電自動化系統中的通信系統設計與研究

摘 要：通信系統在整個配電系統中起著十分重要的作用，為了配電自動化系統能夠穩定地實現其功能，需要通信系統具備實時性、可靠性及雙向通信等能力。經過實際工作的經驗可以發現，當前現有的幾類通信系統都無法單獨滿足配電自動化的需求，在不同的運行環境下要根據配電實際情況來選取合適的混合通信系統以滿足配電自動化的要求。對此，文章對配電自動化系統中的通信系統設計與方案選擇簡要分析，以期為配電自動化系統的通信工作提供參考經驗。

關鍵詞：配電自動化；通信系統；通信方式

引言

隨著我國經濟的飛速發展，各個行業對于電力的需求也逐漸加大。與此同時，相關部門對于電力行業也提出了更高的要求，即要求電力部門要穩定、持續和高效的供電，保證生產、生活各個領域能夠正常運行與發展。為了達到以上的要求，我們需要設計一套高效、完整的配電自動化系統。該系統是集先進技術于一身的綜合配電體系，具體來說就是將通信、電子、網絡和計算機技術結合在一起的集成系統，能夠實現電網和用戶及電網結構信息的傳遞和交流，其可以在電網正常運行和發生故障時起到自動保護、檢測以及用配電的操作等功能。

1 配電自動化系統對通信系統的要求

1.1 可靠性

配電自動化的通信系統通常在室外進行安裝，其電網需要采集較多數據，但是很容易受到外界因素的影響，包括溫度的變化、外力造成的破壞等等。除此之外，通信系統還應具有很強的穩定性，在某些地區發生故障和停電時，可以保證信息能夠抵抗住瞬間的強烈干擾繼續傳輸出去。

1.2 經濟性

在配電網自動化系統的建設中，由于考慮到整體的成本以及經濟效益等因素，因此在通信系統建設過程中應盡量減少投資，根據工程項目的特點來選擇合適的布置方式以縮減費用。與此同時，還可以當地的主網資源來進行合理配置，以避免重復的投資。

1.3 實時性

通信系統要想能夠實時對電網系統進行監測以及對各種數據進行監控傳輸，需要在正常的工作狀態下，在很短的時間內可以更新主控系統和配電遠方終端的數據。同時，當配電網絡發生故障時，需要進行大量的數據傳輸，因此配電自動化系統必須要選擇適合的通信方式，在設計過程中要考慮到發生故障時數據傳輸的效率，進而保證其及時準確的傳輸。

1.4 易操作，維護方便

通信系統的組成設備種類繁瑣，單一的通信系統是無法實現整個配電自動化功能的，因此通信系統需要多個設備模塊組合在一起實現復雜的功能。而這就要求我們在設計的初期盡量考慮到各種因素，簡化系統的布置，使用統一的通信協議，這樣可以促使后期維護工作可以快速、簡單地開展，同時可以擴大系統兼容性，為以后系統的擴展提供良好的基礎。

1.5 雙向通信能力

為了實現遠程的遙信和遙控等功能，配電自動化系統一般都要求具有雙向的通信能力。在某一區域發生故障的時候，控制中心可以遠程操控故障區域的設備，向其發送特定指令，使控制故障區域正常的部分恢復供電。

2 主要配電自動化通信方式的特點

2.1 光纖通信

光纖通信是當前普遍使用的一種通信方式，其傳輸速度較快，同時具有容量大、頻帶寬、抗干擾腐蝕能力強等優點。光纖通信的傳輸方式主要分為兩種，即多模光纖和單模光纖，兩者在傳輸速度、距離、以及價格方面有著很大的區別。單模光纖傳輸速度快、距離較遠，而多模光纖較單模光纖來說，傳輸速度慢、距離較短，但是價格低廉，因此可針對不同地區的情況來選擇不同的傳輸方式。由于光纖材料的主要組成部分的二氧化硅產量豐富，因此隨著技術的日臻成熟，制造光纖的成本會不斷降低，相信在今后的配電自動化系統中必會大量的使用光纖通信模式。

2.2 租用電話線通信

當前電話網絡在人們的生產、生活中廣泛使用，其數據傳輸成本較低，同時效率較高。并且利用電話網絡進行通信的步驟較簡單，只需要在營業主機和數據的集中器上分別安置一個調制解調器就可以實現。但是當遇到特殊情況之時，為了完成高效的數據傳輸，可以選擇專線通信的方式來解決，但是該方式的缺點為安置費較高，因此企業需慎重選擇。

2.3 配電線載波

配電線載波的方式也值得推薦，我們利用傳輸電力的線路來加載信號進行數據傳輸，能夠極大程度上節省成本，無需再鋪設新的通信線路。與其他通信方式相比，配電線載波的差異在于其進行數據傳輸的輸電線路是電力企業內部的線路，因此在傳輸數據之時可節省巨大的成本，并且控制起來也相對方便，不必再通過電信部門進行調節。雖然該方式具有如此多的優點，但是也具有較多的缺點，其在傳輸過程中受脈沖信號大、等幅振動等因素的干擾，使得數據傳輸并不容易。

2.4 無線通信

無線通信具有投資較小、維護方便等特點，其是利用無限的公共頻段進行數據傳輸的，在建筑較多的地區數據傳輸并不通暢，因此一般布置在中小型的城市中。采用這種通信方式并不需要重新鋪設線路，因此投資較小，維護起來方便。

3 案例分析與應用

通信系統為配電自動化系統提供了安全的保障，其是自動化系統發展的基礎。通信系統通常是根據子站的層次進行劃分的，圖1為一種常見的四層通信系統，該系統第一層采用光纖通信技術，是用來進行主站和子站的通信；第二層是用來實現子站與各個配電遠方終端的通信；第三層是進行開啟和關閉所有配電遠方終端之間的通信；第四層是集抄器與各電能計量器之間的通信系統。

4 結束語

總之，通過配電的自動化系統，人們可以實時的了解和掌握電網的運行狀態，一旦有故障發生可以在第一時間內切斷故障區域，恢復正常部分的供電，提高供電的服務質量。配電自動化的目標在于保障供電的質量和提高供電企業的經濟收益以及管理的水平，因此在未來必將普及與推廣。

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