摘要：随着社会的发展，我国的配网自动化系统建设取得了一定的成绩，但是在配电网自动化的建设过程中，仍然存在着许多问题。而通信系统作为配网自动化系统中的重要组成部分，通信技术的发展则直接制约着配电系统的发展，由于配电终端具有点多面广，环境多变等特点，单一的通信技术很难满足需要。针对配电网通信系统中存在的问题，本文通过采用以EPON为主，GPRS为辅的通信方式来设计多种通信方式并存的配网自动化通信系统来解决这些问题，该通信技术的选择也符合当前的发展趋势。
关键词：配网自动化；通信系统；EPON；GPRS
1关于EPON通信技术及在配网自动化系统中的可行性分析
1.1关于EPON通信技术介绍。无源光网络技术可在多种拓扑结构下进行高速的光纤通信的一种点到多点的通信技术，不包含任何有源电子设备，是纯介质网络，只包括无源分光器等无源器件，可以有效地避免电磁干扰，具有低廉、高带宽、简洁、可靠等特点。因此，在配网通信系统中，无源光纤技术，特别是以太网无源光网络(EPON)技术被认为是未来重要的发展方向。因此本文在设计通信系统时采用以EPON技术为主的通信方式。光线路终端（OLT）、光网络单元（ONU）、光分配网（ODN）是EPON系统的3个组成部分。EPON与业务节点的连接是通过业务节点，与用户设备的连接是通过用户网络接口。其原理框图如图1所示。光线路终端是EPON的核心，其利用主干光缆来实现与其他部分的连接，具有广播数据发送、测距监控、带宽分配等功能，能够进行实时监控管理与维护。光网络单元能够实现信息光电转换和接入各类业务。光分配网是一点到多点的结构，用于光线路终端与光网络单元的连接，其结构有星形、环线、总线形等，其中，无源分光器具有多种分路比，能够进行多级连接，机构相对简单，并且适应环境的能力较强。光分配网主要的作用是分发下行数据与收集上行数据。EPON中，从光线路终端向光网络单元传输下行数据一般采用TDM广播模式，当下行数据传输到光分配网之后，光分配网将其分配给光网络单元，每个光网络单元根据自己的需要对信息进行选择性读取。而从光网络单元向光线路终端传输上行数据采用的方式为TDMA，光网络单元将信号按照设备设定的时间间隔发送给光分配网，光分配网汇总、仲裁之后传送给光线路终端处理。
1.2关于EPON技术在配网自动化系统中的可行性分析。(1)通信介质分析。目前，我国的电网已经建成了以光纤通信为主的电力调度网，所有35kV及以上变电站已经基本实现光纤全覆盖，不管采用的是哪种光纤，只要是单模介质，EPON系统都能应用。所以，采用EPON通信系统对现有的配网系统具有很好的兼容性。(2)组网结构分析。只有当通信系统的拓扑组网结构跟配电网络的拓扑结构相似时，才能最大程度的节约成本，不需另辟通信管道，而EPON的组网模式均适应于配电网单链式、手拉手环网式等多种接线方式，组网灵活。除此之外，EPON还能对于配网自动化系统中不同系统的业务进行隔离，针对这些系统中的信息安全问题，EPON都能找到切实可行的解决办法。
2关于GPRS无线公网通信技术及在配网自动化系统中的可行性分析
2.1关于GPRS技术介绍。GPRS技术是通过利用GSM网络中未使用的TDMA信道，为用户提供中速的数据传递的一种无线通信技术。与其他通信方式相比，无线公网通信无需铺设光缆，成本低、覆盖范围广、能实时传输，适合在无线覆盖完整且信号优良的地方使用。但是其安全性、可靠性略显不足。现有的GPRS通信网络是在现有GSM网络中加入GGSN和SGSN来实现端到端的，广域的无线IP连接。系统总体结构可分为3个部分:端站设备、GPRS网络和终端设备。
2.2关于GPRS技术在配网自动化系统中的可行性分析。GPRS是无线通信和网络技术的完美结合，在配网自动化通信系统中利用GPRS技术能够减少投资。GPRS的运营商有着非常专业的维护团队，这些团队能够保证GPRS网络的正常运行，不需要电力公司在运行维护队伍的建设方面投入过多的人力与物力。GPRS采用的计费方式是按照数据流量来收费，传输速率较快，能够实现双向传输。最重要的一点就是，GPRS系统具有丰富的资源和广泛的覆盖范围。由于具有上述特点与优势，GPRS通信技术在配网自动化通信系统的建设中具有非常大的发展前景，且目前已经在部分地区得到了实际应用。
3配网自动化通信系统中多种通信方式并存的构建
现以某配网自动化通信系统的建设为例，介绍配网自动化系统中EPON技术与GPRS技术共存的应用模式。该配网自动化系统以EPON通信为主，GPRS无线通信为辅。配网自动化通信系统的构建具体要求如下：一是具备较强的抗干扰能力与防雷、防过电压能力；二是通信速率较高；三是具有经济性；四是在停电或故障时能通过建立备用通信通道来确保正常通信；五是能实现双向通信及可扩展性好。
3.1总体方案。考虑到现有的实际情况，配网自动化系统采用三层结构模式进行设计。第一层:主站—主要负责整个基地配电系统的监控和自动化管理。第二层:子站—由于子站一般设置在变电站中，所以分别在基地一期、二期两个自建的110kV变电站中设置两个子站，实现变电站10kV出线的馈线自动化，并上传下达各种信息和指令。第三层:终端—在基地中主要是负责对线路、馈线开关、开闭所、环网柜、高低压开关柜、配电室以及配电变压器等主要设备进行数据的采集和监控。包括各ＲTU、DTU、TTU和FTU。
3.2EPON通信系统设计。主站到子站作为核心层采用环网结构，利用现有的专用SDH/MSTP光纤网络进行信息传输，而分支网采用EPON技术进行通信，其中各配电终端通过TCP/IP方式接入EPON。该基地的配电网络包括了单电源供电方式，两供一备方式，开闭所方式以及环网模式等，结构众多，但是EPON通信方式都能很好的适用其中，组网灵活。
3.3GPRS通信系统设计。首先需要在配电主站，子站以及每台智能配电终端中加装GPRS模块，并安装移动SIM卡，这样终端检测到的数据先通过基地内部的GPRS无线网络传输到GGSN，经过处理后再传输到移动公司路由器，最后通过DDN专线传输给配电主站，进而实现配电网的自动化监控。
4结语
配网自动化系统的建设是国家电网公司发展智能电网的重要部分，本文通过对EPON及GPRS技术的介绍以及将其应用到基地配网通信系统这一实例来说明EPON通信技术在配网自动化系统中的可行性及优势所在。通过此实例也说明了建设多种通信手段并存的通信系统也是未来发展配网自动化系统的大势所趋。
参考文献
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[2]配网自动化建设与运行管理问题研究[J].李翔,唐欣.化工管理.2016(35)
[3]对10kV配网自动化设计问题的几点探讨[J].彭辉才.科技创新与应用.2016(21).
作者简介：李丽丽 ，女，河南郑州人，郑州大学电气工程学院自动化专业，学士学位，电气设计师，单位：中机国能电力工程有限公司；研究方向：发输变电设计
周学贵 ，男，辽宁丹东，辽宁工程技术大学，学士学位，电气设计师，单位：晶科电力有限公司；研究方向：发输变电、自动化
陈碧霞，女，上海市，上海电机学院电气工程及其自动化专业，学士学位，电气设计师，单位：中机国能电力工程有限公司；研究方向：发输变电设计
论文作者:李丽丽1, 周学贵2,陈碧霞3
论文发表刊物:《电力设备管理》2017年第7期
论文发表时间:2017/9/7
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