配電自動化通信系統(tǒng)探討范文

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摘要：

通信系統(tǒng)是配電自動化系統(tǒng)中的重要組成部分，控制中心分布網(wǎng)絡實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠程采集、傳輸和遠程控制，其結(jié)構(gòu)和功能在配電自動化系統(tǒng)中起著非常重要的作用。文中對幾種常用的數(shù)據(jù)通信方式進行研究，針對城市和農(nóng)村配電自動化系統(tǒng)的特點和要求，提出了一種配電自動化系統(tǒng)解決方案適用于城市和郊區(qū)。

關鍵詞：

配電自動化；通信系統(tǒng)；遠程采集；解決方案

一、引言

在我國，隨著科學技術(shù)和社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，供電的可靠性越來越重要。對于較發(fā)達城市，即使電力中斷很短時間，也會導致人們心理恐慌和巨大的經(jīng)濟損失，在新階段新情況下，如果繼續(xù)執(zhí)行原來的操作、控制、維護和管理等，那么已無法跟上社會的發(fā)展，必須降低運營成本、提高電能質(zhì)量和供電可靠性，讓更多的用戶加入進行，電力公司積極開展配電自動化系統(tǒng)的研發(fā)。配電自動化系統(tǒng)需要有效的通信手段，控制信息在終端與主站之間傳輸，許多通訊方式都可以滿足需要。城市和農(nóng)村都有自己的地域特色，配電網(wǎng)的分布非常的復雜、環(huán)境惡劣、單點數(shù)據(jù)通信少等。還沒有單一的通訊方式可以滿足系統(tǒng)要求。從城鄉(xiāng)配電自動化現(xiàn)狀出發(fā)，研究配電自動化的通訊方式，研究滿足技術(shù)要求、性能可靠、價格合理等優(yōu)點的配電自動化系統(tǒng)通信方式，為我國城鄉(xiāng)配電網(wǎng)的發(fā)展，提供參考和借鑒。

二、配電自動化通信系統(tǒng)的特點

在電網(wǎng)調(diào)度自動化和配電自動化系統(tǒng)中數(shù)據(jù)通信是重要的組成部分。數(shù)據(jù)通信可以在廠站內(nèi)部、廠站和控制中心之間發(fā)生。配電網(wǎng)自動化系需要一個有效的廣域網(wǎng)，完成數(shù)據(jù)和控制命令的傳輸，配電自動化通信系統(tǒng)也有其獨特的特點。

（一）終端節(jié)點的數(shù)據(jù)極大配電網(wǎng)由變電站、配電變壓器、無功補償?shù)冉M成，為了能夠?qū)⑴渚W(wǎng)和變電站的設備進行有效監(jiān)控，在低壓側(cè)需要裝設大量的智能裝置，這些智能裝置能夠進行遠程控制和自動的抄表等功能，在配電自動化系統(tǒng)中的終端節(jié)點比較龐大。在實際工作中，為了降低成本，可以直接對重要的設備進行監(jiān)測，簡化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。在我國，在同一地區(qū)調(diào)度自動化系統(tǒng)少一個數(shù)量級的終端數(shù)量，以及一些大中城市就需要成千上萬的終端節(jié)點。

（二）通信距離短配電自動化通信節(jié)點距離短，往往采用主配電通信網(wǎng)絡和分支通信網(wǎng)絡結(jié)合。一個社區(qū)的FTU、自動抄表、監(jiān)控都需要變電站BTR或者是開閉所來進行轉(zhuǎn)發(fā)，通信距離一般控制在2-3公里內(nèi)。

（三）數(shù)據(jù)通信量少配網(wǎng)中的主要設備就是變壓器和斷路器，配網(wǎng)自動化主要對這些設備進行監(jiān)控，通信的數(shù)據(jù)量很少。其數(shù)據(jù)量相對于電網(wǎng)變電站的數(shù)據(jù)量要少很多。

（四）通信節(jié)點分散因為配網(wǎng)設備本身就具有分布廣泛的特點，而自動化終端同配網(wǎng)設備連在一起，從而導致通信的節(jié)點較為的分散。

三、配電自動化數(shù)據(jù)的通信方式

(一)對通訊的要求通信系統(tǒng)中的配電自動化需求取決于系統(tǒng)規(guī)模和復雜性。在一般情況下，配電自動化通信系統(tǒng)中有以下幾個方面的要求：1.通信的可靠性通信系統(tǒng)安裝在室外。這意味著，通信系統(tǒng)承受較長時間的環(huán)境挑戰(zhàn)。此外，長時間暴露在強烈的陽光可能會導致老化。因此，配電自動化通信系統(tǒng)必須定期維護，使系統(tǒng)在惡劣的環(huán)境下工作。2．通信系統(tǒng)成本由于配電自動化通信系統(tǒng)的成本很高，選擇合適的通信方式，會節(jié)省大量的成本，不僅考慮設備成本，也要考慮維護和使用成本。3.通信速率通信方式的選擇應首先估計配電自動化系統(tǒng)的通信速率，我們要考慮最壞的情況，選擇通信方式和通信網(wǎng)絡。此外，帶寬的選擇應該滿足未來的升級需要。4.通訊能力（雙向）配電自動化系統(tǒng)需要雙向通信功能要求，為了實現(xiàn)這一功能：在故障隔離和供電恢復方面實時檢測負載設備，就必須進行雙向通信。5.抗干擾能力強該系統(tǒng)工作在很強的電磁干擾環(huán)境，包括無線電干擾、頻率干擾、瞬時高電壓、大電流、雷電干擾等。

(二)幾種常用的通訊方式隨著通信技術(shù)的發(fā)展，通信方式越來越多，根據(jù)配電自動化系統(tǒng)的具體情況，采用適當?shù)耐ㄐ欧绞剑仨殞Ω鞣N通信技術(shù)的優(yōu)缺點有較全面的了解。下面介紹配電網(wǎng)的通信方式。1.光纖通信光纖通信以光釬作為信息載體和傳輸介質(zhì)，光載波的光源產(chǎn)生在光發(fā)射機，電信號轉(zhuǎn)換成光信號。在光接收端，傳感器將光信號轉(zhuǎn)換成電信號。其主要特點是：速度快、可靠性高、抗干擾性強等。可以同電纜一起敷設，通信質(zhì)量非常好，缺點是投資比較大。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，光纖的成本不斷壓縮，在很多領域得到了應用，環(huán)網(wǎng)通信模式主-子站配置如圖1所示。2.載波通信電力線載波通信是在高頻載波信號中攜帶傳輸信息，并通過電力線路傳輸。配電線路直接連接到每個用戶和電器，具有無可比擬的優(yōu)勢，作為農(nóng)村網(wǎng)絡傳輸通道，這是最好的。雙向通信能力，大于300波特的通訊速率。從一個點的配電網(wǎng)饋線負載中讀取數(shù)據(jù)和遠程抄表等，載波是最合適的。3.GPRS通訊GPRS是為了移動數(shù)據(jù)業(yè)務的需求而開發(fā)出來。是一種新的分組數(shù)據(jù)傳輸服務，在GSM網(wǎng)絡上發(fā)展而來。基于GPRS網(wǎng)絡標準協(xié)議進行業(yè)務支持，提供很多的業(yè)務。GPRS無線通信廣泛應用于電力系統(tǒng)，其傳輸速率高、資源利用率高、覆蓋率高等，很適合配電系統(tǒng)。4.微波通訊微波通信是一種以“接力”的方式，以微波頻率攜帶信息，早期的微波通信是模擬的，在二十世紀中期，數(shù)字微波通信應運而生，相關理論和技術(shù)在不斷發(fā)展中已趨于成熟。微波通信不需要建立信道，還可以高速通信。但是，微波通信受空中信號的干擾比較嚴重，工程造價也比較高，因此微波通信應用比較窄。

四、配電自動化通信系統(tǒng)設計

根據(jù)系統(tǒng)的組成和分布特征，通信系統(tǒng)有很多種網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，一般采用分布式網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，主渠道和多層次的分支網(wǎng)絡。通信系統(tǒng)分為兩個層面：第一級是主網(wǎng)絡到變電站RTU或二次主機。第二級是變電站RTU、分布儀、自動儀表讀取設備。有一些數(shù)據(jù)，因為距離不適合集中轉(zhuǎn)發(fā)終端。它可以直接傳輸?shù)街鳈C。配電自動化通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。1.主站與子站之間的通信，需要良好的通信可靠性、高的傳輸速度等在主站與子站之間通信，當子站數(shù)多，位置相對分散。所以主機和子站通信采用光纖通信，如圖3所示。2.子站與終端之間的通信子站與終端之間的通信要求數(shù)據(jù)量大，可靠性高，因此采用光纖自愈雙環(huán)網(wǎng)方式，如圖4所示。3.TTU通信部分TTU數(shù)據(jù)通信的特點是數(shù)據(jù)傳輸量大、對實時性要求較低、系統(tǒng)成本少、采用RS485電纜，如圖5所示。

五、結(jié)論

在最多采用國內(nèi)產(chǎn)品，慢慢形成自主研發(fā)的形勢下，國內(nèi)出現(xiàn)了越來越多的通信終端，如何完善國內(nèi)的通信終端，使其在城市和農(nóng)村電網(wǎng)改造工程中應用將越來越廣泛，這將大大方便和完善城市和農(nóng)村電網(wǎng)改造。筆者在查閱大量資料的基礎上，研究各種通信方法，結(jié)合具體工程應用，提出系統(tǒng)解決方案，為以后的實際應用提供參考和借鑒。

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作者：唐婧壹 單位：山西機電職業(yè)技術(shù)學院