摘要：配电自动化系统在运行的过程中，利用控制中心传送命令，并将其传送到远方终端。同时，将远方设备传来的数据反馈到控制中心当中。区别于输电网自动化，配电网可以与点多、面广的远方终端进行信息交换。所以，为了满足系统的要求，必须降低系统工程造价。当前，这一问题引起了设计人员的广泛关注。
关键词：配电自动化；通信系统；建设方案；应用
一、配电自动化数据通信特征分析
(1)数据通信终端节点数量较多。在进行配电网建设过程中,其由众多的变电站、开闭所、配电变压器及线路上的重合器、无功补偿电容等组成。为了更好地实现对这些设备的监控,需要更多的RTU或是智能监控装置,针对于这一情况,需要对更多地监控节点进行布设,实现对配电系统的有效监控;(2)节点分散。数据通信系统的节点设置,需要结合配电站的分布情况进行,而配电站建设过程中,考虑到了各个区域的供电情况,其分布区域较广,这使数据通信节点呈现出分散化的特征;(3)通信距离较短。在进行通信节点布设过程中,为了确保通信质量,RTU或是通信装置的距离较短,一般在2-3公里范围内;(4)数据量小。数据通信系统建设目的在于实现对配电自动化系统运行情况进行监控,这一过程中,配电自动化RTU的监控对象以线路开关、配电电压器为主,这导致单个数据通信节点获取的数据信息量较小。
二、配电自动化及通信系统建设应用
（一）变电站到配电终端通信层
本期工程变电站至配电终端的通信网建设优先选择实时可靠性高、扩展性好的EPON光纤专网技术实现重要站点的“三遥“通信。
（二）配电网通信自动化系统架构
对于通信自动化系统而言，其主体架构具体包括主站系统层、通信系统层与终端系统层三个层次。一般情况下，自动化系统主站会设置在变电站的调度中心，通过通信自动化网络系统，将配电网采集终端信息数据统一输送到自动化系统主站，然后再对其进行统一处理。与通信自动化系统类似，配电网自动化系统也分为三个层次，分别为骨干通信网、接入通信网与终端层。首先，接入层对相关信息数据进行预先处理，然后根据其权重大小筛选、上传，以免出现信息拥挤现象。在此过程中，骨干通信网可以有效实现配电网通信子站和配点网通信主站之间的实时通信，通常采用的是光纤通信技术手段；对于接入通信网而言，其作用是实现终端层到配电网各个通信子站的通信，可采用的技术手段有光纤通信技术、载波通信技术和无线通信技术等。
（三）配电主站至变电站通信网络建设
通信系统是支撑统一坚强智能电网建设的公共平台和重要手段,贯穿发电、输电、变电、配电、用电、调度六个环节。坚强智能电网的建设对通信信息系统提出了更高的需求,地市光纤骨干传输网作为配电通信网骨干层,不仅需要满足配电系统通信的要求,还要满足智能电网各环节通信业务的需求,特别是快速增长的IP业务的需求,因此要求在传输体制、通信容量、安全性、可靠性、实时性等方面有较大的转变和提升。
通过上述设备构建从配电主站到各变电站的虚拟专用IP网络,每个变电站到主站设计带宽不小于10M,专门用于传送配电自动化信息。网络架构如图1所示。
变电站至配电终端选择以光纤通信EPON技术为主、无线公网GPRS作为必要补充的通信技术。采用EPON通信技术时:ONU终端设备选用双PON口设备实现全保护自愈;ONU设备采用工业级设备,满足较恶劣的现场运行环境;ONU设备配置在环网柜、柱上开关上,实现相关设备信息上传至变电站。OLT设备配置在变电站内,实现变电站信息汇集上传至主站。
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（四）接入层设计要点
配电网络系统结构非常复杂，而且电气设备数量和支线比较多，具有终端分布广等特点；而无线通信覆盖范围广，具有组网灵活、架构方便、终端接入简单等优势。因此，配电网通信自动化系统的接入层建议选用无线专网通信模式，这样可以有效满足配电网相关业务处理的需求。在接入层通信组网过程中，其通信网络采用的是TD-LTE技术条件下的电力无线专网技术。该层为用户终端提供了有效的无线信号接入端口，用户终端层利用无线空中接口可实现与接入层基站的有效连接，接入层通过电力系统光纤通信专网建立与核心网络层的联系，实现无线资源管理和业务调度等功能。无线专网可采用两种方式来实现VLAN：第一，基于IP的连接方式，也就是不同的终端差异性IP网段；第二，基于MAC地址的连接方式。通过系列实践可以得知，对于每一个终端MAC地址来说，其都具有唯一性的特点，所以，要想有效划分VLAN，就可以利用终端MAC地址来进行。具体实施步骤如下：第一，在无线专网交换机上对物理端口进行指定，并要将其与VPN网络进行一一对应；第二，通过对现代无线专网网关设备的利用，来对接入终端进行VLAN划分，划分的方式主要包括IP网段划分与MAC地址绑定两种，在选择时应根据具体情况而定；第三，将无线专网VLAN网与电力VPN网连接在一起。对于配電网无线专网来说，其只是一种传输通道，所以，数据信息需要传送到不同的系统，然后再对其进行纵、横向的安全隔离。
（五）变电站至配电终端通信网络建设
本期配电自动化建设区域的线路终端原则上采用以太无源光网络(EPON)通信方式实现信息上传。采用光纤通信的配电通信网设计需要根据各种配电网业务的需要、结合通信技术的发展来开展。而EPON网络具有如下优点。EPON系统是点对多点的结构,节省大量的主干光纤和光收发器。EPON是基于以太网的无源光网络,可靠性高。EPON系统适用于IP业务,能够提供高带宽和高带宽利用率。EPON系统网络层次简单,维护成本低。EPON系统组网灵活,支持树型,星型,总线型;可提供多种保护方式。EPON技术经过多年发展,产品成熟可靠。因此,考虑到对未来配电网业务的适应性、技术的可持续性,网络的稳定性等因素,并结合农网10kV及以下配网工程选点及改造方案的实际情况,确定核心区域所有“三遥点”原则上采取光纤以太无源光网络(EPON)通信方式。
（六）要提升配电自动化建设水平
主要是引进经济上更合理,运行上更可靠,传感通信和控制上更先进的技术,提升配网整体智能化水平,提升其可观测性及其可控性,使供电可靠性和电能质量方面大幅度提高及有效保证。
（七）无线专网通信技术
无线专网通信技术对WIFI技术进行了利用,在对WIFI技术应用过程中,对2.4G UHF或5G SHFISM射频频段进行了应用,使无线局域网得到密码保护,提升了无线专网通信技术的安全性和可靠性。目前在对WIFI技术应用过程中,对802.11ad进行利用,该标准最高传输速度可达到4.6Gbps,比当前的802.11ac提升了4倍。
三、结论
综合以上所述,当前来看,目前已经有的各项配网通信技术,各具有其优缺点,但多难以与配电自动化系统亟需的通信组网相适应。鉴于以上实际情况,最佳性选择是根据智能配电网络所面临的实际情况,将多种方式进行组合使用,才是达到最优化配置的最佳性选择。因此,我们应该以长远发展的眼光看待这一问题,并努力寻求各项技术取得新的突破,才能真正使其适应和完全满足智能电力在创新和发展的新需求,更好的造福于社会。
参考文献：
[1]唐爱红，程时杰.配电网自动化通信系统的分析与研究[J].高电压技术，2018（7）.
[2]杨兴，冯力娜.EPON通信系统在配电自动化中的应用研究[J].西北水电，2018（4）.
[3]李景，沈永东.配电自动化和通信系统的建设分析[J].机电信息，2018（7）.
[4]吴新水.配电自动化系统中通信网络的规划分析[J].科技创新与应用，2018（9）.
论文作者:曹越
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第08期
论文发表时间:2019/8/27
标签：终端论文; 通信论文; 变电站论文; 自动化系统论文; 专网论文; 通信技术论文; 通信网论文; 《当代电力文化》2019年第08期论文;