大堤工程项目的配网自动化通信系统设计

徐温泉

【摘要】在我国水利建设多年的发展以来，全新时期的治水思路和现代自动化与信息化具有密切的关系，水利工程的自动化信息化实现是传统水利朝着现代水利变化的主要内容。梅州大堤是保护梅州城区的重要防洪屏障，是广东省十大堤围之一，由南堤、北堤、东堤、西堤（其中西堤由梅县水务局管理）组成，其在防洪安全中具有重要的作用。为了能够有效提高工程项目的通信水平，提高防洪排涝的决策效率，就要实现工程项目过程中配电网的自动化通信，从而有效提高工程在供电过程中的可靠性，考虑到工程配电网的现状，结合今后工程的发展，促进工程配电自动化的建设，从而有序的开展配电网管理系统的创建。

【关键词】大堤工程；配网；自动化通信

引言

配电网不仅是地方电网中的主要基础设备，也是电网中的重要组成内容。配电网具有设备多、网络规模大、结构复杂及通讯基础较弱等特点，其处于电网末端，并不是直接和用户接触，对于电网整体供电的可靠性及投资的经济型具有直接的影响，也是输电网供电中的重要内容。实现配电网自动化能够有效提高配网调度运行及运维检修服务的管理水平，从而有效提高工程供电的经济。在我国信息技术不断发展的过程中，水利工程电网的信息通信水平也在不断的提高，我国大部分的水利工程都实现了配网自动化通信，有效实现通信数据的自动采集、存储、查询及统计。基于此，本文就以梅州大堤为例，探讨此项目中的自动化通信系统设计。

1、配网自动化通信系统设计的整体结构

大堤工程项目的配网自动化通信系统的设计，系统主要包括三层架构模式及二层架构模式，三层架构模式主要包括终端层、配电子站层及主站层，在三层架构中，通过中间层配电子展实现终端信息的分类汇总，之后通过配电子站送至主站中，满足终端数据较大的需求。二层结构中主要包括终端层及主站层，终端信息直接送到主战中，避免了中间环节，提高了配网终端信息的准确性及实时性。在主站接入容量充足的时候，优先使用二层结构，能够有效提高系统的效率。根据梅州大堤的规划，共有47个电排站终端，使用二层机构模式能够满足此需求。配网自动化系统使用系统主站与配电自动化终端的两层架构，并且通过信息交互总线和其他系统相互连接，能够有效实现应用集成及数据共享。

配电主站的主要目的是实现配电设备运行信息的实时监测及控制；配电终端的主要目的是实现线路检测点、开关等设备的数据收集及控制；配电信息交互总线的主要目的是实现网络、用电信息、调用及生产管理等系统的相互连接，从而实现数据的共享及应用的集成。

2、系统的硬件组成

图1为系统的硬件结构，此系统核心部分包括GPRS数据通信。在单片机上电复位之后，首先初始化TL16，实现和外接模块的统一处理，之后通过89C52接口实现CMS模块的初始化，最后实现TL16的中断扫描监控。数据流通过RS进入到系统中，通过电平实现数据转换，将电平配置的数据通过输出引脚传出数据流，之后进入到转换芯片TL中，这时候数据流表示为串口形式，在TL接收到数据之后满足一个字节进行传出，否则数据丢失。TL通过中断INT为单片机提供一个信号，表示单片机能够实现此数据的读取。在TL16具有一个高电平中断的时候，通过反相器从引脚中得到低电平中断，并且通过单片机引脚传送到单片机中，这个时候单片机通过引脚发出高电平信号，由反相器引脚输出，再通过TL16引脚选中。这个时候单片机在接收到中断信号之后会将地址传出，锁存到其他引脚中，之后TL16得到地址锁存信号之后，将数据流通过并口的方式从引脚中输出，再通过单片机所有引脚中输入。这个过程会有大量数据进行传入，所以就要通过引脚CS传送到反相器中，之后传出一个低电平信号，将数据暂存器选中，将数据通过引脚暂存到暂存器其中，之后单片机对其进行调用。

图1系统的硬件结构

3、系统的配网检测管理模块

梅州大堤配网自动化通信是将大堤沿岸配电站信息收集到堤段管理中心，在工作站中存储及管理数据信息，之后数据会通过网络集中在自动化控制系统的数据库中，实现数据的统计和分析。此模块的页面为各个站的配电接线图，能够将各种配电信息显示出来，并且其开关状态能够根据数据的变化而更新。图2为配网检测管理模块的结构。

图2配网检测管理模块的结构

数据整合的主要目的就是实现数据的提取及整理，并且对因为通信等因素导致的数据终端等数据错误实现插补，使其能够在固定的时段中实现正常数据的连续工作。

实时及历史信息查询通过图形化形式在电子地图中将电排站位置进行显示，之后将电排站的实时电气数据清楚的标记出来，在一定时间定期对数据进行刷新，从而为用户提供直观形象的监视界面。且此界面电排站能够进入到历史数据查询中，对其所有数据进行查询。

配电信息查询主要是通过图片和文字相互结合方式对配网中的所有信息进行查询，比如设备的型号、建设的规模及创建时间等，并且还能够通过系统管理模式实现其的修改及更新。

4、配网自动化通信系统的创建

4.1 选择组网方案。

现代接入网通信技术主要是光纤通信EPON技术，其被广泛应用到地区及工程配网通信中。使用光纤通技术主要包括：ONU终端设备选择双PON口对其进行保护及自愈；ONU设备使用工业级，从而能够满足工程在恶劣环境中的运行需求；其能够在环网柜等开关中配置，能够满足设备信息到变电站上传的需求；实现OUN设备IP地址的划分及规划，能够避免网络出现网络风暴。

4.2 配网通信网络架构。本文中工程使用的是三遥配电终端数据，其能够通过10kV通信接入网实现数据的接入，之后通过SDH设备及四级通信网传送到自动化主站系统中，二遥配电终端数据通过无线公网实现和运营商网络的接入，之后通过转线和配电主动化主站系统进行连接。

4.3 通信网络创建方案。配电自动化业务通过现代四级通信网络进行承载，在传输站点实现以太网接口板的配置，变电站中的设备在加入传输网中通过以外网电口实现。在站点中配置OLT设备，使用光纤通信技术创建通信网，使用手拉手的方式实现网络组网，在工程建设区域中的开关站及电排站中配置ONU设备。

4.4 通信网络管理系统。创建通信网络管理监控系统能够实现不同系统的连接、故障管理、拓扑管理及系统接入、安全管理等，并且能够针对不同通信设备实现不同管理界面的设计。

5、结语

本文针对现代工程配单检测终端的种类较多，数量较大及业务存在较大差异的现象，通过光纤EPON技术设计了配网自動化通信系统，此系统能够具有良好的通信速率，并且降低成本，满足现代工程电力系统配网自动化通信系统的实际需求，其还能够实现配网自动化数据通信及电力设备的监控，具有较强的实时性、较高的传输速率等。

参考文献：

[1]李文伟，邱利斌.配网自动化及通信系统的规划建设[J].电力系统通信，2009，30（2）：5-7.

[2]钟强.一种配电网自动化通信系统的设计方案[J].科技资讯，2011（13）：138-138.

[3]弓伟才.忻州地区配电网自动化通信系统组网方案设计[D].北京：华北电力大学，2013.

[4]朱正凯.配网自动化光纤通信系统施工技术的探讨[J].信息通信，2016（2）：226-227.