智能化配电网管理系统通信模式的研究论文_罗德霖

智能化配电网管理系统通信模式的研究论文_罗德霖

(昆明供电设计院有限责任公司 云南昆明 650000)

摘要:在智能化配电网的使用运行过程中,只有不断摸索新的管理系统,才能够让智能化配电网的管理更加高效,同时,也应该不断研究智能化配电网的管理通信模式,让智能化配电网管理更加方便高效。

关键词:智能化配电网;管理系统;通信模式

前言

智能化配电网的管理一定要更加的科学合理,同时,还应该针对其管理的模式进行研究,在管理通信方面着重提出一些比较好的管理方法,为智能化配电网的不断进步带来新的参考。

1、智能化配电网对通信的要求

由于历史遗留、配网规划不合理等原因,我国配电网存在诸多问题,配电网架结构不够坚强,中压变电站普遍存在单线单电和负荷过载的问题,低压供电半径较长,供电质量较差。老旧设备依然大量存在,损耗高且运行指标低。给我国城区经济发展、居民安全用电和城市美观带来了一定的影响。根据配网“十二五”规划,我国各地都在加大投资进行配网结果的改造工作。

配电系统自动化程度的重要标志是通信是否符合自动化的要求,因此通信是配网自动化系统的关键之一。它担负着设备及用户与自动化的联络、信息的处理、命令的发送和返回以及所有数据的传递。配网自动化对通信的总体要求有如下几个方面:

1.1满足通信可靠性需求

配电网自动化的通信系统一般安装在户外,要求通信系统必须能在恶劣的运行环境下可靠工作。此外配电网自动化的通信系统将在较强的电磁干扰(EMI)下工作,间隔放电、电晕、谐波干扰、雷电、故障、涌流等电磁干扰会对通信的可靠性产生很大的影响,因而通信系统要具有很高抗干扰能力。

1.2满足数据传输速率需求

配电自动化系统中,在选择通信方式时,一方面应根据不同层次选择合适的通信速率,另一方面应留有足够的带宽,以满足今后发展的需要。

1.3满足通信实时性要求

配电自动化系统是一个实时监控系统,对实时性要求极高,特别是系统故障时,实时性是保证系统快速确定故障、完成故障隔离、恢复供电的基础条件。

1.4满足通信不受停电、故障的影响

配电自动化的馈线自动化功能要求能通过通信系统对停电区域的开关进行操作,提高供电可靠性,因此要保障故障发生时停电区域仍能正常进行通信。

1.5满足通信经济性要求

在选择配电网自动化的通信系统时,不仅要考虑当前通信系统的造价,还应考虑通信系统长期使用和维护的费用。所以应根据实际情况选择技术先进、经济性较好的通信方式,以节省建设和运行费用。

2、智能化配电网管理系统通信模式

2.1智能化配电网管理系统通信具体模式

第一种通信模式是单播通信。单播通信指从单一源点发到单一目的地的一对一连接通信模式,分为自适应性与非自适应性两大类。静态路径的选择有最短路由选择法、扩散法、基于流量的路由选择法。动态路径的选择有距离矢量路由选择、链状态路由选择法。

第二种通信是模式组播通信。组播通信是指从单一源发送到多个目的地的一对多连接通信模式,应用非常广泛。它的算法受到广播与障碍同步的影响,可以采用洪泛法与集中法构建短路径树来解决。洪泛法通过一个节点发现另一个节点计算覆盖子网,除去不可行的路线。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆集中法是通过构建核心树申请集合点以确定节点的加入。

第三种通信模式是广播通信。广播通信是指将源节点发送到所有其他节点的通信模式。在障碍同步机制、并行分支定界范例、科学计算、操作控制中具有广泛应用。实现广播通信子网无需具有特殊功能,运用扩散法、多目的地路由选择、生成子网子集的方法都可以实现。

第四种通信模式是选播通信。选播通信与组播类似,但是是一种新型的通信模式,它的数据包会被投递到离主机最近任意的一台。为了实行这一通信,服务器被指定单一地址。传统的单播通信也可以看做是它的特例。

2.2智能化配电网管理系统通信模式的实现

智能化配电网管理需要用到网络协议,TCP/IP是目前最为可靠的网络传输协议。层次模型包括处于最底层的数据链路层,再往上是定义IP地址的网络层,位于最顶端的是提供应用程序间通信的传输层。如果数据丢失或者失真,TCP协议会要求数据重新传输。TCP还支持远程登录、文件传输、电子邮件传输等等。系统通信主站与终端之间具有采集点多、及时传输、位置分散、下发命令小、电力通信网不可覆盖、安装复杂等特点。通信方式有无线通信与SMS通信两种。无线通信具有专网专线、建立可长期使用、容量大、技术成熟的特点,但它也有缺点如下:①一次性投资大;②受外部影响较大;③电磁波易受干扰;④远距离传输不可靠;⑤传输速率低;⑥不符合联网的大趋势。SMS通信并没有占到主流的原因是如果用户关机,消息就会后发先到,中心服务器有保留期限,缓存区较为有限。系统组网可以选择公网静态IP方案,公网动态IP+DNS解析服务方案,APN专线接入方案。基于静态组网,主站可以申请固定IP。主站与终端信息交互传输规约分为链路层、物理层、应用层三个层次,使用协议通信由链路层完成,与帧格式有关,它的基本单元是字节,每帧有若干字符分为六个部分组成。终端逻辑地址占两个字节。识别主站的对象是控制码,数据域由控制码决定,根据实际需要制定相应格式。一切按照标准执行可以减少由设备带来的供电损失。

3、智能化配电网通信模式建议

考虑一个包含主站、子站、FTU、TTU以及电量集抄系统的完整的智能化配电管理系统,下面分层次对通信系统规划情况进行说明。

3.1主站与子站之间,使用单模光纤。实施智能化配电网管理的电力企业(或供电局),大多在调度中心与变电所之间已经建立了单模光纤通信网络,配网管理系统主站与子站之间的通信可以借用这个通道,以节省再次铺设通信线路的投资。而且,主站与子站之间的通信距离相对较远,中间又没有中继装置,单模光纤的传输距离在6km以上,完全能够满足要求。

3.2子站与FTU之间,使用多模光纤。主干通信网络采用光纤作为通信介质,可靠性高,出现故障的可能性低。光纤通信网络相对于有线及无线而言,投资要高一些,但光纤通信网络可靠性高,而且目前光缆的价格及光收发器的价格也可以接受。因为子站与FTU之间形成的通信网络之间,各个通信节点的距离较短,很少超过3km,多模光纤已经能够满足要求,不需要使用单模光纤。因此,子站与FTU之间可使用多模光纤,构成自愈双环网,沿着城区10kV配电线路进行敷设,在配电子站与馈线终端FTU之间形成物理上的环形或链形结构。分别为配电子站和馈线终端FTU配置一套光通信设备(EPON或光modem),可以保证通信网络故障时不至于导致整个网络通信的崩溃。

3.3配变终端TTU的通信方式。配变TTU的数量较多,分布范围大,运行环境复杂,由于TTU对通信实时性的要求相对FTU较低,因此,推荐的通信模式采用宽带(窄带)PLC通信方式。因为GPRS技术存在安全性较差、传输带宽受限的缺陷,因此,在需要较大传输带宽和较高安全需求的智能化配电网中,推荐采用PLC(数据量小使用窄带,数据量大使用宽带)技术。

4、结束语

综上所述,在探讨智能化配电网的管理系统的同时,要同时明确其通信模式,在创新管理的前提下,对通信的模式进行不断改进和完善,促使智能化配电网管理系统运行更加有效。

参考文献:

[1]刘树德,郑琰,熊卿府.应用地理信息系统全面提升配电网管理水平[J].供用电.2016(04):78

[2]宋月琴.配电网管理地理信息系统的数据解决方案[J].电力信息化.2017(03):33

论文作者:罗德霖

论文发表刊物:《电力设备》2017年第4期

论文发表时间:2017/5/16

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