摘要：配网自动化能够大幅度提高电网运行效率，为电网的运行安全提供保证，优化用户用电质量，加快配电网的现代化与智能化建设进程。在配网自动化建设日益完善、智能电网工程有效推进以及通信技术多样化发展的背景之下，怎样进行安全、可靠且投资回报效率高的配网自动化通信系统的建设已发展为国家电网的一个重要研究内容。文章就配网自动化及其通信系统的国内外研究现状进行梳理，明确它们今后的发展方向。
关键词：配网自动化；通信系统；EPON技术；国内外研究
1配网自动化研究现状
配网自动化由西方发达国家于20世纪70年代提出，与配网自动化的发展历程相结合，配网自动化系统的研究受到的关注十分广泛。现阶段，配网自动化系统已在日本、欧美等国家得到了充分的发展，对变电站自动化、馈线分段开关测控以及远程抄表等系统进行集成的配电网管理系统得以形成，功能共有140多种。在国外，配网自动化经历了由各种单项自动化林立，号称为“多岛自动化”的配电系统，向开放式、一体化以及集成化的综合自动化方向转变的发展历程，现已具备很大的发展规模，所产生的经济效益与社会效益非常可观，在优化配电网运行，提高其运行可靠性与效率，完善供电质量、减轻劳动强度、发挥现有设备能力、减小停电面积以及缩短停电时间等诸多方面均有体现。目前，国外正在加大力度研究配电自动化专家系统与配电网仿真培训系统，同时给予较多的关注于通过优化负荷分配来降低损耗、通过管理变压器负荷尽可能地利用变压器容量并减少系统有功损耗、按即时电价管理用户负荷等。
国内关于配网自动化的研究起始于20世纪90年代，与发达国家相比晚了20年。在以往较长的一段时间内，我国电力工业一直存在重发电、轻供电、不管用电的问题，致使配电网网架较为薄弱，从整体层面进行的规划比较欠缺，很多线路都是树状网结构，主干线的截面不大，且以架空线为主，供电半径（特别是农网的供电半径）很大。此种供电模式存在着损耗大、电能质量差的弊端，配电网多以单电源为主，线路分段并不多，一旦有故障发生，会出现大面积的停电问题，加之配电设备大多陈旧且不具备遥控功能，配电网运行监控力度不够，信息搜集量小，没有足够高的故障处理水平，供电的恢复需要较长的时间。近年来，在我国施行大规模城乡电网改造的背景下，配网自动化取得了较大的发展与进步，很多科研单位进行了配网系统自动化集成技术、应用软件以及一二次设备的研发，柱上真空开关、重合器、馈线开关远程终端、变压器检测终端单元、开闭所、远程监测终端、配网地理信息系统、负荷监控系统、配网管理信息计算机网络、智能电表与远方抄表计算机系统、各种数据传输设备得以问世并得到了广泛的应用。很多地方供电企业开始了层次与规模各不相同的试点工作，在较大程度上提高了供电企业的供电可靠性、供电质量、劳动生产力以及现代化管理水平，在为我国配网自动化积累丰富经验的同时，创造了进一步发展的条件。
2配网自动化通信系统研究现状
作为配网自动化系统中重要的信息传输方式，通信系统的规划设计乃至运行直接以配网系统的发展情况为支持。配电网是电力系统的终末端部分，其拓扑结构与业务特征复杂且多变，会受到配电当地用户情况的限制。从整体层面来看，配电网终端节点数量多，通信节点之间的分布并不集中，单个节点的数据通信量不大，施工环境非常复杂。分析国内外配电网通信技术的发展现状，无论是哪一种技术都有其优势与劣势，在具体的应用中应结合不同的需求进行科学的选择。
国外在选择配网自动化技术之时各有其侧重点。欧美应用较多的技术是光纤与无线通信技术，日本由于大多数无线频段被通信运营商与无线电台占用，而对电线载波通信技术予以采用；韩国正在由租赁公网转变为构建通信专网，力求在无线与光缆的媒介作用下，向码分多址、中继无线系统方式集中。
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我国电力通信主干网络现已实现光纤的大范围全面覆盖，完成了稳定与可靠的业务承载网络的搭建，自动化运行、监控与管理方式得以实现。输电网与配电网自动化系统对光纤通信技术予以使用，在其强大的自愈能力支持下，系统可靠性得到了很大的提高。目前，国内很多城区已在66kV及以上的变电站之间完成了光纤覆盖任务，变电站到主站的信息传输得以实现。光纤通信技术可靠性与实时性特征突出，可有效满足配电数据传输的指标要求，在骨干通信网中的应用很广泛。在一些情况下，光纤通信技术会基于地区与经济等因素的制约而难以发挥作用，这时可用无线通信对其进行补充，此种方式较多应用于配电数据采集系统中。电力载波通信技术在光缆铺设难度大的地域应用比较广泛。然而，从整体层面来看，我国配网自动化通信系统仍存在较多的不足：（1）配网自动化系统定位准确性欠佳，难以充分体现供电企业的实际需求；（2）配网通信系统虽然有较广的覆盖面，但可靠性并不高；（3）现有技术方案与应用系统难以科学配置与监控配网系统；（4）现有管理规程不能对工程实施以及系统维护工作的要求予以满足；（5）现有通信设备无法完全对配网自动化及通信系统的建设原则予以遵循。
3EPON技术及其在配网自动化中应用研究现状
作为一种新兴并逐渐成熟的技术，EPON技术在国家电网公司配网自动化通信系统中正得到逐步的应用与推广，它具有点对多点、抗多点失效、天然吻合一次线路配电线缆铺设、组网方式灵活、业务质量高、升级扩容性佳等优势，能够实现分布式以太网功能，已成为智能配电网通信系统建设的首选。郑毅（2013）以EPON的基本原理与技术特点为基础，与海盐县供电局配电网通信系统接入需求相结合，研究了一种基于EPON技术的配电网通信系统，重点对技术特征、系统设计以及适用方案进行了分析，现此系统已成功应用于海盐县供电局。Cai Kaiyuan等（1991）设计了一种以EPON为基础的电力配电网通信方案，对配电网的体系结构进行了研究，针对不同的配电网架构提出了差异化的EPON通信模式；为了对配电自动化等配电网业务系统的应用需要予以满足，Cai Kaiyuan等（1993）与配电网网架结构特征相结合，对配电通信网依存电力骨干通信网的情况进行了研究。Bai Huifeng（2012）提出了以主动故障报警为基础的预保护方案，允许提前实施预保护操作，该方案能够对智能配电网中10G-EPON系统方案的误报问题予以解决。Nima等（2014）通过融合EPON技术与无线网络技术，完成了对坚强智能电网的差异性监测，能够在节约资源的同时最大化监测效益。国家电力公司安全运行与发输电部（1999）对智能电网中EPON网络的生存性问题进行了讨论，通过比较不同的网络拓扑结构，指出手拉手的组网方式有最高的生存性。
综上可知，以自身技术的不断发展与成熟为基础，在智能电网提供的发展契机下，EPON技术将会在配电网自动化通信系统中得到不断的应用与推广。但是，对于规模与环境并不相同的配网自动化应用场景而言，以EPON为基础的配网通信系统仍需加强对规划、设计、实施等具体工程问题的研究。
4结语
通过梳理国内外配网自动化及其通信系统的研究可知，配网自动化通信业务有很多的种类，不同业务对于通信带宽、安全性与可靠性等有不同的要求，在进行配网通信技术的选择之时，必须对各备选通信技术的性能、特点与应用进行分析与比较，在此过程中，系统造价、工程维护等敏感性经济指标最为关键，必须以这些指标为依据做出适用于配电通信网各层次技术的准确选择。
参考文献：
[1]赵江河，陈新，林涛，等.基于智能电网的配电自动化建设[J].电力系统自动化，2012（18）：33-36.
[2]阎阳.配网自动化通信技术的研究[D].华北电力大学，2010.
基金项目：佛山供电局职工技术创新项目（030600KK52180174）
作者简介：黄嘉豪（1991.09-），男，广东佛山人，研究方向：配网自动化。
论文作者:黄嘉豪
论文发表刊物:《电力设备》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/13
标签：配电网论文; 通信系统论文; 技术论文; 系统论文; 电网论文; 通信技术论文; 光纤论文; 《电力设备》2018年第20期论文;