智能配电网通信组网技术及应用研究

2022-11-27陈若禹

通信电源技术 2022年8期

关键词：配电配电网电网

陈若禹

（国网丹东市振安区供电公司，辽宁丹东 118000）

0 引言

在现代智能配电网建设过程中，科学应用通信组网技术具有重要的价值，相关单位需要对其进行深入分析，确保能够使智能配电网得到更大的发展，对信息数据传输进行有效的保障，使智能配电网建设具有更高的安全性和稳定性。

1 智能配电网

1.1 业务类型

（1）保护类型业务。在具体实现该类型的业务时，对通信具有较高的安全性要求，在实现通信时，信号延时具有极为苛刻的要求。一般情况下，保护类业务不能对路由进行任何改动，如果出现通信失效的情况，则会造成电网崩溃。

（2）控制类业务。该种业务类型和保护类型业务具有一定的相似性，对通信的路由和延时以及通信安全具有严格的要求。在具体实现该种业务类型时，其路由装置相对固定，在必要情况下可以进行备选路由的切换。此时，通信失效会使其电网运行发生故障[1]。

（3）监测信息数据。该类型业务对通信技术具有较高的安全性要求，但是在实现具体应用时，对路由并没有严格的要求，此时如果出现通信故障或失效，则会对电网的管理和运转造成严重影响，但是不会造成电网故障或电网崩溃。

（4）视频类型业务。该类业务类型与信息监测类业务具有较高的相似性，对宽带具有严格的要求。

总之，不同业务类型对通信具有不同的要求。

1.2 通信特点

（1）具有较多的通信网点。通常情况下，智能配电网同时涉及多种负荷开关、配变设备和变电站，在相关设施具体运行时，需要利用多种智能设备进行监控。与此同时，整个配电系统具有较多节点，在同一个区域，配电网系统的通信网点数量可以达到输电网的几十倍或几百倍。因此，在对智能配电网进行具体应用时，所需的通信网点相对较多。

（2）通信距离短。在对智能配电网进行具体应用时，通信节点距离相对较短，在实现通信时，需要有效结合分支流通信和主流通信。例如，对于一个社区终端，利用变压器检测器所检测到的各项配电数据可以通过传输路径开闭实现汇集与传输，其传输距离在1 km或2 km之内，传输距离相对较短[2]。

（3）传输方式多样。智能配电系统的通信方式包括电缆通信、光缆通信等，相关人员需要针对通信要求进行通信方式的科学选择。对于一个通信系统，可以针对不同通信级别进行不同通信方式的科学选择，使其通信网络具有更高的稳定性。

（4）通信站点分散。对于智能配电系统而言，终端用户具有分布广泛的特点，同时，配电设备的设置也相对分散，在安装自动化装置时，需要接近配电设备，因此通信网点分布相对分散，在具体运行时，路线开关和配电变压器等设备所具有的通信数据量普遍较少。

2 通信组网技术的发展价值

在信息化时代的今天，科学创建具有较高智能水平的智慧型城市是城市发展的主要目标。在现代科技高速发展的过程中，各个城市具有较大的能源需求量，因此在进行智慧型城市的创建时，智能电网具有重要的作用，城市的发展水平对其经济状况和文化形象具有决定性影响。在对通信组网技术进行更新升级时，智能配电网可以为城市未来发展创造更多可能，进而确保能够使城市居民的发展需求得到高度满足。在电力系统具体运行时，配电网是其持续运行的重要保障，是提升现代人生活水平的重要基础。

在现代社会发展过程中，电力资源是其不可或缺的重要能源，对居民用电的可靠性和安全性具有严格的要求，对供电网络的接入管理和规划方案设计具有较高的要求。同时，配电设备运用场景和业务要求对配电通信系统的安全性和可靠性也具有严格的要求，可以使其通信组网技术得到有效的升级。企业如果想要实现自身竞争实力的有效提升，需要科学完善企业的工业化水平和信息化水平[3]。国内电力企业对信息化建设具有较高的要求，而现代科技发展使其面临严峻的挑战。现阶段，国内具有更多的自主化平台，运行维护的复杂性也在逐渐提升，具有较多的系统类型，硬件的多样性也在逐步提升，但是其利用率并没有得到明显升高，在使用平台解决相关问题时，具有较大的负担。企业信息化具有较高的普及度，但是并没有在企业级别得到有效运用，相关人员具有相对繁重的作业负担，使其工作运行面临一定的挑战。因此，在实现智能配电网时，需要及时革新通信组网技术，确保能够使其通信组网技术得到有效升级[4]。

3 智能配电网通信

3.1 通信规约

在我国现代社会的高速发展中，智能电网的发展前景相对广阔，智能配电网通信的基础网络为无线公网或以太网等接入模式。虽然通信技术得到了很大的发展，但是具有相对有限的覆盖范围，存在一定的不足，技术制约层面和通信安全层面面临一定的问题，对智能电网发展造成严重的阻碍。在对智能配电技术进行具体应用时，对通信系统具有较高的要求，在现代信息化环境中，信息传输具有一定的关键性价值[5]。为了有效保障通信技术运行的有序性，需要在自动化配电区域进行专用通信的合理设置，确保能够有效避免其他因素影响网络通信，与此同时，在具体进行通信方式的选择和应用时，需要强化因地制宜。除此之外，在接入智能电网时，选择公用接入的同时还可以选择光纤专用通道。由于该项技术具有相对广泛的覆盖范围和较高的传输速度，因此是未来通信接入的常见方式，但是在具体应用光纤网时，需要综合考虑光纤内部芯数，确保其能够使配电技术的各项要求得到高度满足。

3.2 通信需求

首先，对于配电网络而言，通信系统是传输各类数据信息的重要载体，相关单位需要基于配电系统自动化建设通信系统，确保能够使其配电终端实现全网覆盖，使配电终端可以实现更为稳定可靠的信息接入。在具体建设配电通信系统时，需要充分应用现有通信资源，同时，还需要有效避免重复建设。在保证配电系统运行稳定性的同时，对现代科技发展进行综合考虑，确保能够对其通信设施建设进行合理规划。在对其进行具体应用时，为了对设备运行稳定进行有效保障，需要在配电自动化区域进行专用通信的合理应用[6]。与此同时，还需要结合不同地区的具体情况选择通信方式，确保其能够满足国内的相关技术标准。

其次，对于骨干层通信而言，需要尽量选择使用光传输，通常情况下，光传输网络的链路层和业务层具备保护功能，可以进行IP网络的合理构建，与此同时。该网络可以实现动态路由迂回，可以使实际需求得到高度满足。

最后，对于接入层通信而言，可以选择无线通信、电力线载波和光纤专网等方式，通过对通信系统进行扩容改造，实现通信系统的统一管理。

4 智能配电网通信组网技术的具体应用

4.1 EPON技术

无源光纤网络（Passive Optical Network，PON）是通过无源光缆连接用户端设备和局端设备的网络，与其他光纤技术相比较而言，PON技术具有操作简单、组网灵活的特点。与此同时，以太网操作具有较高的实用性和简便性，在干线传输中具有重要的地位。以太网无源光网络（Ethernet Passive Optical Network，EPON）技术是结合应用以太网技术和无光源网络的新技术，同时具备以太网技术和PON的应用优势，具有较高的信息传输速率。在具体应用智能配电网时，EPON技术是传输数据信息的技术支持，能够有效传输调控中心的各项指令，同时还可以向调控中心及时发送终端设备运行的具体情况，使配电子站和配电主站之间实现良好通信。灵活应用该项技术可以实现光缆资源的有效控制，同时建网具有成本低和安全性能高的特点，支持环形、树形等多种拓扑结构，不仅可以使其电网运行具有更高的可靠性，还可以使其电磁干扰得到有效避免，使设备故障率得到有效降低，对其维护成本进行严格控制[7]。

通常情况下，EPON具有设备简单的特点，其安装作业包括室外和室内两种方式，在进行室外安装时，可以在墙上直接安装，不需要额外租用场地，所以成本投入相对较少，与此同时，组网方式具有较高的灵活性。通过科学应用EPON技术可以进行多点通信，通过科学应用分配器可以对功率进行合理分配，同时分配器具有能耗低的特点，可以将多个分配器安装在一条线路上。EPON对环境的适应能力相对较高，当电力系统的运行环境相对恶劣时，需要对设备环境适应能力进行有效保障。此外，EPON不仅可以用于恶劣环境，同时具有升级操作简单的特点，只需要对其相关软件进行升级，维护成本较低。

4.2 PLC技术

该项技术是基于现有电力线，以载波形式传输数字信号，在对该技术进行具体应用时，只需要利用电力线便可以传输相关数据，不需要进行网络的重新建设，可以对现有设备资源进行有效应用，实现设备利用率的进一步提升。该项技术通常用于自动抄表系统和配电自动化，主要包括低压PLC组网和中压PLC组网。其中，中压PLC组网的通信链路为中压电力线，而低压PLC组网的通信链路为低压电力线，可以对这两种技术进行联合组网，形成电力载波网。与此同时，还可以有效结合EPON，使智能配电网的组网要求得到高度满足。

科学应用该项技术可以使其通信传输具有更高的稳定性，在现代科技发展过程中，科研力度正在不断加大，可以使其传输速率大大提升。电力载波技术的科学应用可以更为高效地利用现有设备，使其投入成本得到有效降低，但是在对其进行具体应用时，存在一定的不足[8]。由于配电网具有不同的传输频率和负载，其配电网负载会产生不同响应，使其传输通道频率始终处于变化中。在传输通道负载频繁断开的过程中，传输频率会发生一定的变化，很难对信号进行有效预测。与此同时，电力载波存在一定的噪声干扰，主要包括突发性噪声和周期性噪声，使其电力通信信号逐渐减弱，对数据信号传输造成很大的不利影响。

4.3 电力无线宽带组网

无线传感网络和宽带移动通信在全球范围内具有广泛的应用，我国现代智能电网配电过程中，相关单位对其长期演进（TD-SCDMA Long Term Evolution，TD-LTE）技术进行了大量的科学研究，得到了很大的发展。在具体应用该项技术时，第四代技术能够更为全面地采集和传输数据量，使其数据传输具有更高的稳定性和安全性[9]。该项技术具有较高的传输效率和广泛的覆盖范围，单个基站便可以接入10 000个以上的用户，同时具有接口丰富、组网灵活的特点，通过合理用于智能配电可以为信息采集、应急通道和配网自动化提供充分的技术支持。

4.4 复合通信组网

配电网具有结构复杂的特点，在进行智能电网建设时，如果选择单一通信组网，则很难满足各项业务需求，针对该种情况，需要选择复合通信组网，合理构建通信平台，在平台中进行多种组网技术的综合应用，使其智能电网通信具有更高的可靠性和安全性，进而保证智能电网发展的可持续性[10]。配网的智能化和自动化要求是实现通信组网技术的重要基础，而在现阶段，受到人们使用方式和国家政策制度等各项因素影响，该种组网通信应用发展层次普遍停留在PLC专网，没有得到更大的发展。