智能配電自動化系統數據傳輸通道的建設方式探討

國網河南省電力公司濟源供電公司 李大偉 王 鋒 濟源市豐源電力有限公司 任孟軍

在我國的智能電網發展計劃中，將在2020年之前完成所有的智能電網改造工作，而具體的計劃內容主要包括了規劃試點階段、全面建設階段以及引領提升階段。目前我國已初步形成了智能電網控制與服務體系，而接下來的階段將是全面建設統一堅強智能電網。在國家智能電網建設環節中，智能配電網建設是基礎性的工作，而智能配電自動化技術是智能配電網的基礎技術，并且該項技術對于整個電網的智能配電工作具有重要影響，而我國能否實現堅強智能電網建設的關鍵環節是智能電網的成功建設。

1 智能配電自動化系統建設的概述

早在上世紀90年代初期我國便展開了關于配電自動化技術的研發，并在部分地區進行了試點應用。因為隨著改革開放的深入進行，社會對電力資源供應的數量與質量提出了更高的要求，在90年代末期國家便進一步積極的推進配電自動化技術應用的相關工作，并且在部分發達城市進行了自動化系統技術的初步應用。在2011～2015年我國智能配電自動化系統建設開始在關鍵設備以技術方面進行攻關，并且特高壓電網建設以及城鄉電網建設速度明顯加快[1]。

2016～2020 年我國正在開始建立統一的堅強智能電網建設，其主要建設內容包括了強化電力資源配置、提升用戶以及電網、電源間的互動性。在長達幾十年的智能配電自動化系統建設的過程中，絕大多數的縣級單位以上已經配備了自動化配電系統，甚至大多數農村均已配備了智能電表，而此類情況的出現也表明了我國自動化配電工作達到了新的高度，但是在電力資源消耗量不斷增大的情況下，智能配電自動化系統建設又面臨著新的挑戰。當然，我國的智能配電自動化系統建設也存在著較多的問題，例如配電管理工作碎片化、線路自動化未形成規模等問題，其正在阻礙著我國的配電自動化系統建設。此外，部分配電自動化系統建設也存在著設備技術水平低、功能結構不合理以及數據處理工作量大等問題。

2 數據傳輸通道的建設

在對智能自動化系統結構進行分析后，可以了解到該系統主要由一次設備、終端設備、通信網絡、變電站、通信骨干網以及配電主站系統等共同構成，而數據傳輸通道的構建主要包括了光纖數據傳輸通道構件以及無線數據傳輸通道構件。

2.1 光纖數據傳輸通道的構建

在光纖數據傳輸通道構建的過程中，還包括了接入層的構件以及骨干層的構建。

骨干層的構件。通過利用變電站端調度數據網絡設備、分組傳送網以及核心數據網絡設備等，通過利用配電通信網絡，光纖骨干網絡便能夠完成對整個骨干層的建設[3]。骨干層網絡又可以劃分為匯聚層以及核心層，而此種劃分的目的是為了對骨干網進行合理的管理。核心層的主要功能是為了對數據進行傳輸，而匯集層則負責對數據進行轉發。核心層節點數據在傳送的過程中，主要依賴于以太網以及分組網（PTN），這樣便能夠對數據報文進行實時的傳送，而該數據最終將會傳送至配電站自動化的主站系統中。數據網由廠站端以及主站端共同構成，而為了確保數據傳送的安全性，兩端均設置有加密認證的裝置，這樣能夠有效的提升數據傳送的安全級別，并避免出現數據泄漏或信息劫持等問題。匯聚層數據傳輸的過程中，主要依賴分組網（PTN）設備予以支持，這樣就能夠對路由器交換機等進行加密認證并形成環狀的結構，從而實現對數據的實時傳送。

接入層的建設。為了確保配電自動化終端數據能夠得到有效的傳輸，接入層使用了以太網無源光網絡（EPON）進行信號傳輸，而分組網（PTN）與以太無源光網絡（EPON）之間還存在著GE接口，這樣就確保了數據傳輸的暢通性。以太網無源光網絡（EPON）主要是由光網絡單元（ONU）、光分配網絡（ODN）以及光線路由終端（OLT）共同構成。配電通信網在進行結構選擇的過程中，可以選擇單主站單光星型以及雙主站雙光環形等多種結構。遙測、遙信、遙控功能信息在傳送的過程中，首先需要通過光網絡單元（ONU），然后再經過光線路終端（OLT）匯聚完成后，通過依靠分組網（PTN）實現對信息的上傳。

2.2 無線數據傳輸通道的構建

在無線數據傳輸通道構建的過程中，配電網自動化終端通過利用通用分組無線服務技術（GPRS）連接至移動運營商的無線通訊數據網絡中，而移動運營商將會對相關數據進行專線連接，然后實現配電自動化主站系統間的專線連接[2]。通信終端在正常使用的過程中，需要使用專用的接入點（APN），并且在完成了身份認證后才能與主站系統之間構造出一個專用的TCP/IP網絡。通信終端與主站系統之間形成了廣域的虛擬專用TCP/IP網絡后，可以實現信號的雙向傳輸，并且通過該無線數據傳送通道可以實現對數據的遠程采集以及設備的遠程操縱，這樣實現了對自動化設備的實時控制。

3 關于配網主站端數據的接收

光纖數據傳輸通道構建完成后，其會采集到大量的數據，而該數據通過分組網（PTN）可以迅速傳輸至調度數據網核心層[3]。采集網交換機通過對數據進行進一步的轉接，便能夠使得前置數據采集服務器接收到該類信息，而該類數據可以給配電站主站系統進行使用。無線數據傳輸通道構建完成后，也會采集到相關的數據，而此類數據可以通過連接公網數據采集服務器，而采集服務器中的交換機便可以將相關數據進行進一步的傳輸，從而確保數據能夠到達配電站主系統中。

4 關于數據傳輸通道的安全性

由于數據傳送的安全性會直接影響到智能配電自動化系統運作，因此數據傳輸通道的安全性是極為重要的。基于此，在光纖數據傳輸通道構建以及無線數據傳輸通道構建時，通過設置防火墻、數據加密以及身份認證等多項措施，從而確保數據的安全性。此外，通過設置正向/反向的物理隔離裝置，可以在物理層面為通信數據的安全傳輸提供保障，所以，當前的數據傳輸通道的安全性可以得到保障，并且關于數據傳輸通道的安全建設工作也會隨著時間的推移而逐步的加強。

5 結語

綜上所述，我國正在大力建設統一的堅強智能電網，而智能配電自動化系統是極為關鍵的建設環節。智能配電自動化系統的正常運作需要依賴數據傳送通道予以支持，這樣才能夠確保自動化系統的每一項操作均符合操作人員的操作要求。通過對數據傳輸通道構建方式進行分析，可以使得傳輸通道的結構更加合理，并通過采取正確的加密措施還能夠進一步保證數據傳送的安全性。當然，隨著數據傳輸通道構建的相關理論與技術逐漸成熟，現有的數據傳輸通道構建方式也必然會存在不合理之處，而為了能夠滿足智能配電自動化系統運作的需要，還需要讓每一位技術人員繼續對建設方式進行分析，從而讓我國徹底實現堅強智能電網建設的目標。