配電自動化和通信系統的建設分析

魏驍勇

摘 要：本文從配電自動化和通信系統出發，先對配電自動化系統的相關特點和建設現狀進行介紹和分析，隨后從配網自動化和通信系統的建設要求、規劃建設和優選配網等方面總結建設注意事項，希望為推進配電自動化、通信系統高效建設做出貢獻。

關鍵詞：配電自動化;配網通信;電網建設

配電自動化系統普遍的定義為“通過計算機技術、通信網絡技術、電力電子技術以及自動控制理論將配電網設備在離線數據、用戶數據、電網結構和地理圖形等信息進行繼承，構成完整的綜合自動化系統，以實現配電網絡及終端設備正常運行，并且在事故狀態下可以監控、保護、恢復以及綜合管理的現代化系統。”

一、配電自動化系統通信特點

1、節點數量多

配電自動化系統包含了龐大數量的節點，涉及到變電所、重合器等。此外，全部節點設備均設有相應的監控設施，并且配置了數據通信設備，并且相互間緊密結合。所以系統通信具有著監控的廣泛全面、多維度的特點。

2、傳輸距離短

該系統不同節點間的傳輸距離較短，利用主干、分支兩種網絡相融合的形式實現數據傳輸，該方式與短距離傳輸較為契合。系統在通信數據量上也較小，設備數據承載量較低，系統信道數據量偏低，所以能產生高效實施監控而且誤差低。因短距離的傳輸同時也發展出了優秀的實時控制功能，如自動故障隔離、負荷自動控制等。

二、配電自動化通信系統建設現狀及分析

1、配電自動化和通信系統的建設現狀

隨著我國21世紀經濟蓬勃發展，現階段我國國內配網自動化研究已處于領先地位，目前的配電網使用的通信系統，已經實現了配電網變電站和開閉所中的遠方采集終端的互聯，通過特定通信通道傳給主站自動化系統控制，先進的饋線自動化模式極大縮短了故障處理時間、優化精簡了舊時代的復雜系統架構，與此同時還引入了準實時數據平臺，開展了潮流監控以及大數據分析的研究。國內在配電網自動化方面的建設經過局部、集中和綜合自動化三個過程，當前相關工作涉及的是兩個方面：首先，將實時監控、高效控制進行融合的信息傳輸通道構建完善。其次，則是針對不同的新型智能終端進行研發，并盡可能高效地投入現場應用。現階段配網自動化已有的研究成果，有包括負荷管理、配網拓撲結構以及遠程抄表技術等。

通信技術對于配電自動化來說極為關鍵，后者的系統功能也因通信技術的持續進步而發展迅速。現階段，配網通信系統方式主要包括了載波通信、光纖通信、無線電通信等形式。通信技術一般需要以相應配電情況為導向選取。首先，光纖通信較為主流，該方式有著較強的可靠性和強大的容量和帶寬。電網通信系統相應的主干網主要通過搭建的好的骨干網絡進行通信。其次，載波通信作為電網獨特的通信形式，其系統建設、運行成本相較于其他形式來說較低。但如果電力線路存在故障也可能導致通信鏈路中斷，很難確保通信可靠。最后，無線電通信不論是組網還是使用方面均較為靈活和方便，并且該形式有著極為廣泛的覆蓋范圍。

2、配電自動化和通信系統現存問題探析

現階段，雖然部分地區擁有能夠實現自動化調度的主站系統，但卻并未配套設置相應的自動化模塊，并且也沒有設置配網網絡通信通道，導致后期培養如果出現數量龐大的數據接入很難滿足業務需求。此外，部分信息系統也仍舊利用私有形式的交互協議，很難滿足當前的數據交換訴求。相對主網而言，配網設備的自動化還需進一步加強，也因配網的廣泛性質，高事故幾率、大量的維護工作無可避免，為了滿足人民日益增長的用電需求，自動化和通信系統的建立顯得尤為重要。

部分配網自動化系統并未采用主流的、先進的通信技術，不能確保全部設備均接入相應的網絡當中。這些設備即便接入網絡，通信穩定性也并不理想。再者，如果出現各種災害，電力網絡可能會產生更多的通信數據，由于通信條件限制這些數據無法實時進行傳輸，甚至可能出現系統崩潰的狀況，高能效的數據傳輸設備又價格高昂。最后，系統和網絡沒有較強的安全性。當前配電網多數終端可能利用的還是公網，通過運營商服務實現數據傳輸。同時諸如GPRS/CDMA等網絡必須支撐起龐大數量的數據傳輸，其傳輸過程并不安全。

三、 配電自動化通信系統建設注意事項

1、配電自動化對通信系統的要求

配電自動化系統有著規模大、設備多、節點多以及范圍廣等諸多特點，因此數據傳輸必須要以相應的通信網絡為支撐。因此，系統要求便需要結合配電網絡相應的規模來制定。首先，需要保證通信系統足夠可靠。配電系統通常需要在戶外進行安裝，同時系統采集數據多是在較為惡劣的環境下，因此需要提升該系統的抗干擾能力，保證出現斷電或者是存在故障時也能夠實現通信。其次，提升系統的經濟性。配電系統建設不僅需要考慮可靠性，還應關注經濟效益，切忌存在重復建設或者是投資過大等問題。此外，系統建設還應考慮操作和維護的問題。由于有著較多、較為復雜的系統節點，很難堅持單一化的通信方式，必須融合多種方式提升傳輸的有效性。考慮到這種復雜性，通信系統在設計層面應盡量簡單，為后續維護、操作等提供便利。最后，還應提升雙向通信的能力。系統借助雙向通信的功能可以做到遠程地測量、控制。即便部分設備存在故障，主站中心也可結合具體情況進行控制，隔離存有故障的區域，確保系統穩定運行。

2、堅持規劃建設原則

通信系統規劃建設相關原則如下：首先，需要考慮現有通信網絡資源進行合理組網，有效降低新配電、通信系統的投入。其次，不同終端對應的通信接口可能不同，因此選取接口時應結合組網的經濟性進行。另外，還應針對無線通信的相關特點著重考慮，以實際情況為導向選取最佳的無線通信。最后，還可通過分區形式來劃分通信網絡，分別實行對應的VLAN方案，確保通信安全。

3、優選配網自動化系統的通信結構

通信方式需要結合重要程度來選取通信方式。比如，如果系統運行需要以數據準確為核心要求，那么便可利用光纖通信的形式。而監控設備一般需要定時數據采集，對于準確性的要求較低，此時便可選取無線擴頻通信等形式。其次，還應結合速率與容量來選取配套的通信形式。比如，控制中心及其下屬中心間需要展開數據通信，二者作為通信主干，便應選取有著較大容量和較快速度的通信方式。最后，還應結合環網與系統實用性等來選擇通信形式。

四、總結

在時代發展至如今新老交替的關鍵時刻，配電自動化系統與其通信系統的建設技術提高，將能有效的對傳統配電網運行管理效率起引導作用。

參考文獻：

[1]韓國政，徐丙垠.IP網絡在配電自動化中的應用[J].電力系統自動化，2011，35（7）：57-60，69.