配电自动化和通信系统的建设分析

魏骁勇

摘 要：本文从配电自动化和通信系统出发，先对配电自动化系统的相关特点和建设现状进行介绍和分析，随后从配网自动化和通信系统的建设要求、规划建设和优选配网等方面总结建设注意事项，希望为推进配电自动化、通信系统高效建设做出贡献。

关键词：配电自动化;配网通信;电网建设

配电自动化系统普遍的定义为“通过计算机技术、通信网络技术、电力电子技术以及自动控制理论将配电网设备在离线数据、用户数据、电网结构和地理图形等信息进行继承，构成完整的综合自动化系统，以实现配电网络及终端设备正常运行，并且在事故状态下可以监控、保护、恢复以及综合管理的现代化系统。”

一、配电自动化系统通信特点

1、节点数量多

配电自动化系统包含了庞大数量的节点，涉及到变电所、重合器等。此外，全部节点设备均设有相应的监控设施，并且配置了数据通信设备，并且相互间紧密结合。所以系统通信具有着监控的广泛全面、多维度的特点。

2、传输距离短

该系统不同节点间的传输距离较短，利用主干、分支两种网络相融合的形式实现数据传输，该方式与短距离传输较为契合。系统在通信数据量上也较小，设备数据承载量较低，系统信道数据量偏低，所以能产生高效实施监控而且误差低。因短距离的传输同时也发展出了优秀的实时控制功能，如自动故障隔离、负荷自动控制等。

二、配电自动化通信系统建设现状及分析

1、配电自动化和通信系统的建设现状

随着我国21世纪经济蓬勃发展，现阶段我国国内配网自动化研究已处于领先地位，目前的配电网使用的通信系统，已经实现了配电网变电站和开闭所中的远方采集终端的互联，通过特定通信通道传给主站自动化系统控制，先进的馈线自动化模式极大缩短了故障处理时间、优化精简了旧时代的复杂系统架构，与此同时还引入了准实时数据平台，开展了潮流监控以及大数据分析的研究。国内在配电网自动化方面的建设经过局部、集中和综合自动化三个过程，当前相关工作涉及的是两个方面：首先，将实时监控、高效控制进行融合的信息传输通道构建完善。其次，则是针对不同的新型智能终端进行研发，并尽可能高效地投入现场应用。现阶段配网自动化已有的研究成果，有包括负荷管理、配网拓扑结构以及远程抄表技术等。

通信技术对于配电自动化来说极为关键，后者的系统功能也因通信技术的持续进步而发展迅速。现阶段，配网通信系统方式主要包括了载波通信、光纤通信、无线电通信等形式。通信技术一般需要以相应配电情况为导向选取。首先，光纤通信较为主流，该方式有着较强的可靠性和强大的容量和带宽。电网通信系统相应的主干网主要通过搭建的好的骨干网络进行通信。其次，载波通信作为电网独特的通信形式，其系统建设、运行成本相较于其他形式来说较低。但如果电力线路存在故障也可能导致通信链路中断，很难确保通信可靠。最后，无线电通信不论是组网还是使用方面均较为灵活和方便，并且该形式有着极为广泛的覆盖范围。

2、配电自动化和通信系统现存问题探析

现阶段，虽然部分地区拥有能够实现自动化调度的主站系统，但却并未配套设置相应的自动化模块，并且也没有设置配网网络通信通道，导致后期培养如果出现数量庞大的数据接入很难满足业务需求。此外，部分信息系统也仍旧利用私有形式的交互协议，很难满足当前的数据交换诉求。相对主网而言，配网设备的自动化还需进一步加强，也因配网的广泛性质，高事故几率、大量的维护工作无可避免，为了满足人民日益增长的用电需求，自动化和通信系统的建立显得尤为重要。

部分配网自动化系统并未采用主流的、先进的通信技术，不能确保全部设备均接入相应的网络当中。这些设备即便接入网络，通信稳定性也并不理想。再者，如果出现各种灾害，电力网络可能会产生更多的通信数据，由于通信条件限制这些数据无法实时进行传输，甚至可能出現系统崩溃的状况，高能效的数据传输设备又价格高昂。最后，系统和网络没有较强的安全性。当前配电网多数终端可能利用的还是公网，通过运营商服务实现数据传输。同时诸如GPRS/CDMA等网络必须支撑起庞大数量的数据传输，其传输过程并不安全。

三、 配电自动化通信系统建设注意事项

1、配电自动化对通信系统的要求

配电自动化系统有着规模大、设备多、节点多以及范围广等诸多特点，因此数据传输必须要以相应的通信网络为支撑。因此，系统要求便需要结合配电网络相应的规模来制定。首先，需要保证通信系统足够可靠。配电系统通常需要在户外进行安装，同时系统采集数据多是在较为恶劣的环境下，因此需要提升该系统的抗干扰能力，保证出现断电或者是存在故障时也能够实现通信。其次，提升系统的经济性。配电系统建设不仅需要考虑可靠性，还应关注经济效益，切忌存在重复建设或者是投资过大等问题。此外，系统建设还应考虑操作和维护的问题。由于有着较多、较为复杂的系统节点，很难坚持单一化的通信方式，必须融合多种方式提升传输的有效性。考虑到这种复杂性，通信系统在设计层面应尽量简单，为后续维护、操作等提供便利。最后，还应提升双向通信的能力。系统借助双向通信的功能可以做到远程地测量、控制。即便部分设备存在故障，主站中心也可结合具体情况进行控制，隔离存有故障的区域，确保系统稳定运行。

2、坚持规划建设原则

通信系统规划建设相关原则如下：首先，需要考虑现有通信网络资源进行合理组网，有效降低新配电、通信系统的投入。其次，不同终端对应的通信接口可能不同，因此选取接口时应结合组网的经济性进行。另外，还应针对无线通信的相关特点着重考虑，以实际情况为导向选取最佳的无线通信。最后，还可通过分区形式来划分通信网络，分别实行对应的VLAN方案，确保通信安全。

3、优选配网自动化系统的通信结构

通信方式需要结合重要程度来选取通信方式。比如，如果系统运行需要以数据准确为核心要求，那么便可利用光纤通信的形式。而监控设备一般需要定时数据采集，对于准确性的要求较低，此时便可选取无线扩频通信等形式。其次，还应结合速率与容量来选取配套的通信形式。比如，控制中心及其下属中心间需要展开数据通信，二者作为通信主干，便应选取有着较大容量和较快速度的通信方式。最后，还应结合环网与系统实用性等来选择通信形式。

四、总结

在时代发展至如今新老交替的关键时刻，配电自动化系统与其通信系统的建设技术提高，将能有效的对传统配电网运行管理效率起引导作用。

参考文献：

[1]韩国政，徐丙垠.IP网络在配电自动化中的应用[J].电力系统自动化，2011，35（7）：57-60，69.