摘要：随着经济的快速发展，社会在不断的进步，随着配电自动化的全面建设，无线公网通信以投资少、运维简单等优点被广泛应用，但其容易长期、频繁掉线的缺点影响了其在配电自动化的应用。文章通过分析配电自动化无线公网通信过程和无线通信原理，提出五段式缺陷分析方法，通过在现场实践应用，解决了无线公网大规模应用中的不稳定问题，有效提升了配电自动化终端在线率，推动了配电自动化实用化应用。
关键词：配电自动化；无线公网通信；频繁掉线；运维技术
引言
随着通信技术的飞速发展，在配电网出现了光纤通信、公网无线通信、配电线载波通信等多种通信方式。而在配网主站与线路上的配网自动化终端之间的通信方式，则是现今配网自动化系统通信的发展的重点之一。由于配电网通信存在点多、面广、分散的特点，很难只采用一种通信方式解决问题，因此因地制宜地选用不同的通信方式组合，以符合经济适用、安全可靠的原则。
1配电自动化无线通信的原理概述
配电自动化系统无线公网通信的配电终端、通信网络、配电主站系统、应用环境四个环节上进行的安全维护工作是《电力二次系统安全防护总体方案》要求规定内容。这些安全维护设计主要是为了保障配电网数据的生成、存储、传输与使用过程的安全。首先，可以对线路的链路进行APN+VPN或VPDN技术措施的安全防护，保障网络接入上的稳定。其次，在安全接入区的部署的公网采集服务器的选择上尽量选择国家部门认定的安全加固系统。最后，是在安全接入区与生产控制大区之间进行带电力专用的横向单向的安全隔离装置的安装，让数据之间传输过程更为稳定。
2无线公网通信在配网自动化终端的应用
针对现今配网自动化系统中普遍应用的馈线自动化终端、故障指示器、公用环网箱、配电房等装有自动化终端的线路，特别是乡镇、郊区等，光纤通信的昂贵，而对于这些终端，配网自动化主站系统主要采集的是两遥（遥信、遥测）等信号，不必用到建设费用高昂的光纤通信方式。无线公网通信技术的应用，是指配电网自动化终端通过无线通讯模块接入到无线公网中，再经由专用光纤网络接入到主站系统的通信方式，GPRS技术是目前解决移动通信信息服务的一种较为完善、已从应用实验到正式推广的业务。在配网自动化系统中，无线公网通信方式有GSM全球移动通信系统和GPRS通用分组无线业务等。公共通信服务，可以作为配电网专用通信系统的补充，对电力部门具有初期投资少，建设周期短、运行维护工作量少的优点；但是也具有非常突出的缺点，即公共通信服务的运行费用（主是线路租用费和通信费）高，安全性有待验证。
3通信运维分析与解决方案
3.1E区段判定
搭建测试环境或者现场观察的方式，对无线模块日志进行调取，可以对无线服务器的报文进行分析，可以直接了解到无线模块是否可以接收到主站下发的报文，而终端是否可以对报文进行上传。共有如下四种情况：首先，通信模块如果无法直接对无线服务器上的通信数据进行接收的话，就可以直接判断出故障点的位置在C、D区段。其次，通信终端对数据进行上传时无线服务器无法在限定的时间内对其接收，可以判定的是故障点的区位在C、D区段。再次，通信模块上送信号的过程没有问题，但是无线服务器无法正常接收到，此时可以判断出故障点在C、D区段。最后，通信模块可以对主站数据进行接收，但是终端无法对其进行回复，或是终端的数据上传数据时间出现故障，那么故障点的区位则在E区段。
3.2（1）A区、B区故障判定。
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通过调取异常终端的前置服务器、无线服务器收发报文，分析判断配电终端、前置服务器、通信模块与无线服务器是否运行正常。1）若无线服务器、配电终端、通信模块间报文均正确，则故障点定为主站侧A、B区段。2）若无线服务器长时间未收到通信模块与终端报文，则故障点位于C、D、E区段。
3.3C区段判定
获得管理部门的允许后，借助抓包软件让路由器上的报文得到精细的分析。同时对于无线模块接手报文超时的情况，如果与路由器的数据显示一致，则说明C区运作正常，如果出现的时差数值较大，那么故障点的位置在C区段。
4终端无线通信路径建立过程
在终端上电后，下载终端和无线模块参数，通过无线模块登录无线公网，发送心跳包与主站无线服务器进行通信连接，主站无线服务器收到无线模块发送的心跳报文，识别无线模块上线，并发送确认心跳报文给无线模块，无线模块收到主站无线服务器回复的心跳报文，建立无线通道，进行通信。当主站无线服务器判定无线模块在线时，前置服务器通过无线服务器向配电终端发送链路报文进行链路建立，前置服务器收到配电终端回复的确认链路报文后，完成配电终端与前置服务器的链路建立。当配电终端与前置服务器完成链路建立后，前置服务器向配电终端发送初始化报文、总召报文，配电终端回复确认报文及遥信遥测信息，主站与配电终端开始正常通信。（2）无线模块与无线服务器间的通信连接。1）无线模块与无线服务器间通过相互发送心跳报文确立两者是否正常在线，配电自动化无线模块与无线服务器间心跳报文的时间间隔设定为60s。2）无线模块每间隔60s发送一个心跳报文到无线服务器，若无线服务器收到心跳报文后应答无线模块，则无线服务器识别无线模块在线；如果无线模块60s内未收到无线服务器返回心跳报文，则间隔60s后继续发送心跳报文，若连续5次都未收到无线服务器的应答，无线模块判定网络异常，断开连接，并进行重新连接，继续向无线服务器发送心跳包。3）若无线模块连续20次都未收到无线服务器下行应答数据，无线模块自动进行断电重启，重新开始建立连接。（3）终端与前置服务器间的连接。配电终端上线后，与配电主站前置服务器间进行数据交互。当主站与配电终端无信息交互时，前置服务器定周期（当前主站设定为3min）下发测试帧，若前置服务器在设定时间（当前主站设定为30s）内未收到终端回复测试确认帧，主站即认为测试链路超时，并再次下发测试帧。若前置服务器连续下发3次测试帧均未收到配电终端回复测试确认帧信息时，前置服务器即认为该终端掉线。随即前置服务器下发建立链路报文，若在30s之内前置服务器未收到终端复位链路报文，即认为该次建立链路超时，并重新开始建立链路，直到前置服务器收到配电终端回复确认链路报文，与主站建立链路。
结语
随着无线通信技术的发展，其相比光纤通信技术在稳定性、安全性方面已无太大差异，且其投资少、运维方便等优势越来越明显。通过某公司大面积大量无线通信应用实践说明，无线通信可以满足配电自动化应用的需求，是开展经济适用型配电自动化建设的重要通信手段。
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论文作者:张宝荣,赵灿华,章安荣,陆少斌,陈斌
论文发表刊物:《基层建设》2018年第36期
论文发表时间:2019/2/13
标签：终端论文; 报文论文; 公网论文; 服务器论文; 通信论文; 模块论文; 主站论文; 《基层建设》2018年第36期论文;