摘要：随着人民物质生活水平的提高，原有的配电系统供电能力和供电质量与人民日益增长的生活用电需求形成了不平衡的矛盾关系。为保障人民美好生活的电力需要，电力部门积极推动和发展配电自动化系统的建设，不断完善和提高供电可靠性和服务水平。由于我国配电自动化系统的建设起步较晚，配电网自动化的建设主要以老城区的旧配电系统升级改造和新建市区的配电网自动化系统新建为主。随着配电网自动化系统的深入推广，配电网通信技术应用方面，也已取得较为显著的成就。配电网通信技术目前采取的方式主要有光纤通信、无线专网及无线公网方式。其中，光纤通信方式已被广泛应用，但该方式无论是从建设周期还是成本方面考虑都存在大量的问题，采用光纤的方式已不能满足绿色城市区域和不同自动化业务的通信需求。特别是在房屋建筑比较密集和旅游经济区域，架设光纤通道需要花费大量的人力和物力，甚至有的地区不具备铺设光纤的条件。光纤铺设不仅投资成本较大，还不利于后期运行维护。同时，随着城区的扩建和发展，分布式新能源、智能充电桩等绿色城市服务应用设施的接入需求增多。传统的光纤通信方式不能灵活组网、扩容和扩展的弱点被无限放大，急需新的通信技术来满足配电自动化的发展需要。
关键词：无线专网；配电自动化；技术优势；应用
随着我国信息技术水平不断地提高，在各行各业当中逐渐应用自动化的技术。当前，在配电网中开始逐步应用智能化的设备以及技术，这是一个通过现代化的信息技术来进行数据收集、监控以及通信的系统。目前，我国配电网中已经应用了光纤、电力线载波以及无线公网等通信技术，这些技术各有优势，适合于不同的系统当中。在配电自动化系统当中，配电的终端具有较多的点，并且运行的环境较为复杂。另外，我国配电系统的业务较多，不同业务当中对系统运行的速度、安全性等要求各有不同，因此，当前我国的配电自动化系统当中需要根据实际运行的情况来选择合适的通信技术。
1配电无线专网应用背景
近年来，我国已有100多个城市建立了配电自动化系统，配电自动化系统建设取得了一定成绩，大大提高了用户侧供电能力和可靠性。作为配电自动化系统的信息传输载体，通信技术的选择必须具备经济性、可靠性、安全性、合理性等性能，以必须满足新业务灵活接入和可扩展的要求。然而，随着配电自动化系统建设的全面铺开，配电节点日益增多、结构日趋复杂，配电结构的扩展和容量的扩大，对配电通信技术提出了更高要求。特别是分布式新能源的接入、充电桩、移动储能的的大量应用，以及用户对电能质量和可靠性的需求日益增大，仅仅依靠光纤通信技术，无法满足新的配电网业务需求。无线公网作为光纤通信技术的重要补充手段，在特定区域的配电自动化系统建设中得到应用，但随着电力信息安全防护的要求提高，国家电监委34号令明文规定：电力设备不能使用公网进行“三遥”（遥测、遥信、遥控）的遥控操作，以免信息泄漏，引发安全事故。因此，随着配电网对通信技术的要求越来越高，现有的光纤和无线公网技术的局限性和弊端逐渐凸显。为解决现有通信技术的弊端，适应新时代配电建设需求，满足配电各种业务需要，在配电网自动化系统中采用无线专网通信的需求越来越大。
2配电自动化通信技术
2.1光纤通信
光纤通信将光线作为传输的介质，以光波为载体进行传播，这是一种较为先进的通信。当前我国配电网的主要通信网是工业以太网，由于光纤通信自身的安全性和稳定性较高，传输的速率较快，光纤通信也成为了配电自动化的主要通信方式。但是，光纤通信的造价成本较高，部分偏远地区仍然无法实现设置通信光缆，因此，光纤通信的方式主要应用在城区内较为方便的地区。
2.2无线公网通信
无线公网通信的方式主要是通过无线终端来进行数据采集的自动化的方式，同时无线公网通信在进行数据传输时需要通过公网的专线来完成。无线公网的技术主要包括GPRS、4G等通信技术，这种通信方式投资成本较小，传播的速度快，传播的范围广泛。但是，无线公网通信的方式安全性相对较低，无法进行实时传播，同时在遥控信息方面存在一定的难度，其后期的运营成本相对较高。因此，这种通信的方式主要是在不需要遥控操作的站点进行设置，是一种补充性的通信方式。
2.3PLC通信方式
PLC全称为PowerLineCommunication,是电力载波的通信方式。这种通信的方式通过将数据转化为载波或者扩频信号，然后借助耦合器来进行通信。电力载波的通信方式将电力线路作为介质，整体的造价成本较低，但是传输的速度也相对较低，稳定性较差，容易受到外界的影响，因此，PLC通信的方式也是一种辅助性的通信方式。
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2.4基于TD-LTE的无线专网通信
LTE意为长期演进，是一种UMTS技术的长期演进，由3GPP组织制定。LTE系统上行和下行接入技术不同，同时应用了多输入多输出的关键技术，从而使得其自身的数据传输速率较高，可以分配多种宽带。另外LTE技术的频谱效率较高，分配相对灵活，整体的系统容量和覆盖率较高。在配电自动化当中，光纤通信是主要的通信方式，TD-LTE无线装网作为辅助，而无线公网通信和PLC通信都是一种补充性的通信，这种配电的方式可以满足多数自动化业务的需求，使得我国整体配电的自动化程度较高。
3无线专网组网方式和应用
3.1组网方式及结构
无线专网是以无线基站为主体，以具有无线收发功能的配电终端DTU、FTU为控制对象，通过1.8GHz-LTE或4G-LTE无线通信核心技术，实现无线基站与配电终端的通信连接，信号传输范围覆盖周围10km。
3.2配电无线专网技术应用现状
无线专网技术具有免维护（少维护）、宜组网、宜扩张的优点，无线通信的通信速率、系统容量、覆盖范围及信息安全性能随着通信技术的发展，取得了提高，已成为配电自动化系统在特殊环境和新综合业务需求方面的重要技术保障，特别适用于不具备光纤通信的地区或作为光纤的替代通道的区域。从2008年起，我国先后在广州、海口、深圳等地区开展无线专网的配电自动化系统建设。目前，广州地区共建成29座无线专网基站、3353台无线终端，是我国目前电力无线专网应用最广的区域。无线专网技术在广州地区的配电自动化系统、计量自动化远程抄表、电动汽车充电桩远程操作等配电系统中得到了充分应用。
4无线专网技术分析
4.1无线专网与光纤、无线公网的异同
我国现有的配电自动化系统大多以光纤方式通信为主，光纤通信技术具有自愈能力，可靠性和实时性能够满足配电网系统的运行监控和业务需要。但在投资成本、施工难度、运维等方面都存在大量问题。特别是在房屋建筑比较密集和旅游经济区域，架设光纤通道需要花费大量的人力和物力，甚至不具备铺设光纤的条件。无线公网作为光纤通信技术的重要补充手段，在特定区域的配电自动化系统建设中得到应用，但在投资成本、运维和安全方面同样存在诸多不足。无线专网技术是配电自动化系统后期建设和发展的主流通信方式，对配电自动化系统建设和智能电网的实现具有推动作用，能够促进分布式新能源的接入，方便智能充电桩、智能电表等新综合业务的接入。随着无线技术的发展，信息安全技术的提高，无线专网的通信速率、实时性和容量必将显著提高，从而替代光纤方式，成为未来配电网通信技术发展和应用的方向。
4.2无线专网应用价值
4.3.1经济价值
与光纤相比无线专网采用了无线基站，可以有效的减少光纤铺设的占地面积，够有效减少光缆铺设费用；无线专网属于免维护或少维护，减少了后期运维工作量，能够节省运维资金的投入；无线专网实施较为方便、安装时间较短，能够有效减少人工成本。另外，无线专网相比无线公网，能够节省一大笔流量使用费和后期运维费用。
4.3.2社会效益
无线专网具有较高的安全性，属于配电网专用网络，不容易受到外网病毒攻击。采用无线专网能够全面覆盖城市所有区域的配电网自动化系统建设和业务需求，解决光纤方式存在的死角。对全面实现配电自动化覆盖面积100％，提高重要保障，具有较高的社会价值。同时，通过无线专网技术能够实现配电自动化系统与布式能源、电动汽车充电桩等新业务系统的互通互联，对我国智能配电与用电起到良好的助推作用。
5结语
无线配电通信技术在配电自动化系统中应用价值和前景较好，具有良好的经济效益和社会效益，具有宜实施、免维护、安全性高的优点，相比光纤和无线公网通信方式，无线专网更具灵活性和可扩展能力，能够满足绿色智能城市的发展和综合业务增长需求。希望本文的介绍，能够为我国配电自动化系统的通信技术选择提供参考。
参考文献
［1］梁芝贤，邱小耕，安然．智能电网对通信的影响与需求［Ｊ］．电力通信，2010．
［2］王炫，李红，丛林．基于无线通信和光通信的高压输电线［Ｊ］．电网技术，2009．
论文作者:姜威威,李媛,陈晓鹏
论文发表刊物:《电力设备》2018年第24期
论文发表时间:2019/1/9
标签：公网论文; 通信论文; 方式论文; 专网论文; 光纤论文; 自动化系统论文; 通信技术论文; 《电力设备》2018年第24期论文;