无线公网通信技术在配电自动化系统中的应用

无线公网通信技术在配电自动化系统中的应用
通过分析现今配网自动化系统中主站与自动化终端多种通信方式的优劣，详细介绍了其中基于无线公网技术的通信方式的广泛应用性，提出了基于无线公网通信技术的4种组网方案，于实际应用中卓见成效。

标签：配网自动化系统自动化终端无线公网技术
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 配网自动化系统中常见的通信方式
1.1 光纤通信光纤通信是以光波作为信息载体，以光导纤维作为传输介质的通信手段。

目前，光纤通信技术已很成熟，并且已在电力系统中广泛应用。

光纤通信较其他通信技术具有以下优点：①传输频带很宽，通信容量大。

②传输衰耗小，适合长距离传输。

③输入与输出之间隔离，不怕电磁干扰。

④保密性好，无漏信号和串音干扰。

光纤通信方式的主要缺点：①一次性建设投资大。

②光纤连接比较困难，一旦发生故障后，修复工艺要求较高。

③维护费用高，需专项维护和管理。

在现今的配电自动化系统中，由于造价高昂等原因限制，光纤通信主要应用于：主站与子站（远程工作站）之间、重要负荷，如配电网自动化的SCADA系统、中心城区的电房、环网柜等。

1.2 无线公网通信无线公网通信是指使用由电信部门建设、维护和管理，面向社会开放的通信系统和设备所提供的公共通信服务。

公共通信网具有地域覆盖面广，技术成熟可靠，通信质量高，建设和维护质量高等优点。

利用公共通信方式，既可以传输电力系统的语音业务，也可以传输自动化等数据信息业务。

目前无线公网通信主要包括GPRS、CDMA、3G等。

GPRS是一种基于GSM系统的无线分组交换技术，目的是为GSM用户提供分组形式的数据业务。

CDMA是在数字技术上的分支——扩频通信技术上发展起来的一种新的無线通信技术。

3G指第三代移动通信技术，主要包括TD-SCDMA，WCDMA和CDMA1x （CDMA2000）等，目前3G在我国商用化进程正在快速推进当中，但在配电网中的应用尚处于萌芽阶段。

自中国移动的GPRS网络正式开始商用后，其网络覆盖范围包括了全国所有省会城市和大部分大中城市。

作为移动数据业务最主要的承载方式，与其他通讯方式相比，GPRS业务具有实时传输、网络覆盖范围广等优点，因此，基于GPRS数据传输业务在配网自动化终端得到了广泛应用。

1.3 载波通信配电线载波通信是指利用现有电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行传输的通信技术。

载波通信主要适用于：通信终端对通信的实时性要求不是很高，或可以接受因线路停电所造成通信中断的场合。

如阶段性、间隔性进行通信交换的自动化系统，不适用于自动化终端与主站间的通信。

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 基于无线公网通信技术，配网自动化主站与配网终端组网通信方案
主要有如下四种：
方案一：中心采用ADSL等INTELNET公网连接，采用公网固定IP或者公网动态IP+DNS解析服务。

此种方案需向先INTERNET运营商申请ADSL等宽带业务。

①中心公网固定IP：监控点直接向中心发起连接，运行可靠稳定，推荐此种方案。

②中心公网动态IP+DNS解析服务：客户先与DNS服务商联系开通动态域名，监控点先采用域名寻址方式连接DNS服务器，再由DNS服务器找到中心公网动态IP，建立连接。

此种方式可以大大节约公网固定IP的费用，但稳定性受制于DNS服务器的稳定，所以要寻找可靠的DNS服务商。

此种方案适合小规模应用。

方案二：中心采用主副GPRS-DTU，采用移动内网动态IP+移动DNS解析服务。

此种方案客户先与移动DNS服务商联系开通移动动态域名，监控点先采用域名寻址方式连接移动DNS服务器，再由移动DNS服务器找到中心移动动态IP，建立连接。

中心也用GPRS-DTU做接收端，但GPRS无线方式的中心不如有线方式的稳定，所以采用主副两个GPRS-DTU作冗余备份。

主中心GPRS-DTU接收端掉线时，所有监控点自动转到副中心GPRS-DTU接收端。

此种方式也可以大大节约固定IP的费用，但并不是所有移动公司都提供DNS解析服务，所以要在有DNS解析服务的省市才能采用此种方案。

此种方案适合小规模应用，但它
的时效性和稳定性较差，不推荐使用。

方案三：中心采用主副GPRS-DTU，采用移动APN专网固定IP。

此种方案客户先与移动申请APN专网业务。

移动为客户分配专用的APN，普通用户不得申请该APN。

用于GPRS专网的SIM卡仅开通该专用APN，限制使用其他APN。

得到APN后，给所有监控点及中心分配移动内部固定IP。

此种方案中心也像方案二一样采用主副两个GPRS-DTU作接收端，冗余备份，但此种方案较方案二而言，无需DNS解析，本身具有移动内网固定IP，减少中间环节，稳定性增强；且所有数据都在移动GPRS的APN内网传输，无需经过公网，安全性增强。

此种方案无需负担宽度专线月租费用，性价比合理，推荐使用。

方案四：中心采用APN专网，所有点都采用内网固定IP。

公网数采服务器通过移动运营商提供的专线接入GPRS网络，然后使用运营商提供的GPRS虚拟专用网（VPN）与无线终端进行数据通信。

为保证数据传输的安全性，向移动运营商申请了APN专网服务，并且所有用于GPRS专网通信的SIM卡仅开通该专用APN服务、分配内部固定IP，限制使用其他APN服务。

无线终端数据传输过程全部在移动GPRS的APN专网内完成，无需经过公网，与外界完全隔离，充分保证了数据传输的安全性。

此种方案无论时时性，安全性和稳定性较前三种方案都有大大提高，适合于安全性要求较高、数据点比较多、时时性要求较高的应用环境。

在资金允许的情况下之最佳组网方式，中山供电局配网终端通信方式采用此组网方式。

4 结束语
中山供电局自建立配网自动化主站系统以来，应用上述组网方式，基于GPRS通信技术，主站系统累计接入的馈线自动化终端及故障指示器共2600多个，至今运行良好，两遥终端在线率达到97%以上。

随着中山配电网的不断发展，中山供电局在配网自动化系统上的实用化程度亦不断提高。

主站对于终端的管控及维护有明显的成效，累计了丰富技术及管理经验，有力地保证了配网自动化系统的高效、优质、安全运行。

参考文献：
[1]黄汉棠等.地区配电自动化最佳实践模式研究[M].中国电力出版社.2011.
[2]陈堂等.配电系统及其自动化技术[M].中国电力出版社.2003.。