通信自动化系统在配电网中的分析与应用

通信自动化系统在配电网中的分析与应用

摘要：随着电力行业规模不断扩大，配电网正逐步向智能化方向发展，配电网自动化业务种类越来越多，且对配电网通信技术提出了更高的要求。在当前形势下，电力企业应当在全面分析各种通信技术特点、性能和技术要求的基础上，合理选择配电网通信自动化技术，构建配电网通信自动化系统。

关键词：通信自动化系统；配电网；应用

引言

智能电网的实现依赖于高速、可靠的电力通信网络系统，在信息资源共享的基础上，通过用户终端，在用户之间、用户与电网和电网之间建立网络数据互动关系，从而实现配电网信息数据的实时、高速、准确传输。对配电网通信自动化系统建设的要求进行了介绍，并在此基础上，就如何构建配电网通信自动化系统提出一些建议，以供参考

1配电网通信自动化系统的基本要求

对于配电网通信自动化系统构建而言，其中主要包括网络技术、传输介质、通信设备等都受到了限制，应充分考虑网络结构及相关设备的选择，应适合配电网系统的特点、建设规模、具体业务需求和未来发展需求。但是，对于具体的项目而言，假如无线专网覆盖范围自身具有生产控制区终端，另外又涵盖了管理信息区的终端，但是基于当前无线系统本身的特点来说，在数据信息采集之中几乎无法将采集到的数据信息来进行业务区分，网络应该运用数据信息汇总来进行核心交换机的方式，防火墙传输到配电自动化和计量自动化系统。在实践过程中，为了能够达成用户业务量的增加以及业务的不断拓展，本文主要是探讨配电网通信自动化系统，同时也将经济合作原则具体分析，在此过程中，运用当前现代化的通信技术方式，不断增强数据和信息的传统质量与效率提升，与此同时也能够有效的缩短项目建设周期。配电网自动化通信系统在构建过程中，需要不断的满足配电网与通信的需求，具有安全性和可靠性高、速度快、带宽科学、组网结构合理、覆盖范围广、接入灵活等特点确保所提出的配电网系统的安全、经济和效率。在建立通信网络系统时，需要充分考虑如下的三个方面，比如说有效的运用接口组网的经济条件，运用当前有网络技术相对应的组网方式，在此过程中，需要有效的运用当前的资源与技术方式，进而来保障系统建设的协调性。充分考虑配电网通信自动化系统网络数据采集和传输的及时性，确保数据和信息的安全性和可靠性，子网之间使用不同的通信方法。

2配电自动化中通信系统设计的总体原则

配电自动化通信系统要遵循全方位规划设计、分步逐级实施的原则，具体来讲，主要表现在以下几个方面：（1）宏观考虑、优化设计网络路由，充分利用现有的网络资源，使通信网络的宽带的速度与容量能够达到电网通信数据自动化的要求，还要保证所使用的网络具有可扩展性与易管理性。（2）对于通信网络在布局实施的时候，要清晰合理，采用独立的网络结构，不与其它通信网络有交叉合并，对通信系统的管理应用采用统一的模式，而且尽可能与上一级管理中心靠拢。（3）在通信设备与实施技术上要选择经过国内外相关专业验证过的先进设备技术，对于实施过程中出现的任何技术难题与疑问都能有理可依有据可查。（4）实施过程中各个地方因经济情况不同导致的配电网发展情况不同，通信系统建设也要适应当地的电网结构，不能一蹴而就，要步步为营、循序渐进。（5）通信系统自动化的实施发展离不开经济的支持，而这项工程又是一项投资巨大的工程，因此我们的考虑实施方案时要充分考虑实施时的基础费用、设备费用和维护费用，综合比较，择优而用。

3配电网通信自动化系统的构建与实践

3.1配电网通信自动化系统架构

配电网通信自动化系统的主体架构包括三个层次，即主站系统层、通信系统层和终端系

统层。通常情况下，在变电站调度中心设自动化系统主站，经通信自动化网络系统，将配电

网采集终端信息数据统一送至自动化系统主站，然后对其进行集中处理。配电网自动化系统

与通信自动化系统非常相似，也分为三个主要层次，即骨干通信网（核心层）、接入通信网（接入层）和终端层。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。

3.2配电网通信自动化系统各层设计要点

（1）核心层设计要点。经调查发现，国内部分供电局已经投入使用的通信网络主要包

括MSTP光纤传输网、综合业务数据网和调度数据网，各通信子站实现了光纤全覆盖，因此，将大部分通信子站设在变电站。通过综合分析，核心层所承担的主要任务是配电网通信子站

至主站的相关业务处理，通过MSTP光纤传输网络和相关技术来实现。在核心层通信组网过

程中，利用MSTP光纤传输网传输业务信息和相关数据。一般而言，当通信子站位置的MSTP 存在空余端口时，可利用MSTP光传输技术和设备板卡，将汇集于变电站配电网的相关业务

数据信息，经SDH或MSTP网络系统送至电力调度中心；调度中心的MSTP技术设备将业务

落地以后，利用工业以太网将相关数据信息传至配电网自动化主站系统中。（2）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：①基

于IP的连接方式，即为不同的终端划分差异性IP网段；②基于MAC地址的连接方式。由实践可知，由于每一个终端MAC地址都具有唯一性特点，因此，可根据终端MAC地址来实现

对VLAN的有效划分。具体操作如下：①在无线专网交换机上指定准确的物理接口，并且与VPN网络一一对应。②利用现代无线专网网关设备，对接入终端实施VLAN划分，方式有两种，即IP网段划分和MAC地址绑定，具体根据实际情况来选择。③将无线专网VLAN网和

电力VPN网进行有效的互通。由于配电网无线专网只是一种传输通道，因此，数据信息需传

送至不同的系统以后，再进行纵、横向的安全隔离。（3）终端层设计要点。在终端层通信

自动化系统设计过程中，终端层和接入层之间利用无线专网进行连接通信，终端层的任务是

对开关站、配电房和环网柜等配网节点相关设备进行信息数据采集和状态检测。对于终端层

而言，该层设备需安装CPE，基本要求如下：CPE电源为24V，采用DC供电模式，由DTU提供，并且要保证停电时利用DTU蓄电池供电（CPE与DTU之间通过网线相连）。如果有现成

的建筑结构可以利用，则CPE可以置于室内适当的位置，将天线安装在屋顶抱杆之上；如果

没有现成的建筑结构可以利用，则在环网柜周围加装落地3m左右的抱杆，并且将CPE置于

环网柜中，将天线固定在抱杆之上。由实践可知，由于DTU供电功率会受到环网柜空间的限制，因此，每一个配电网终端都经CPE接入。

结语

通过对配电网通信自动化系统的构建与测试可以看出，现代化专网技术既可以满足配电

网通信自动化的需求，又可以满足配电网在未来发展中的业务要求，表现出移动性、便捷性

和灵活性等特点，应用效果非常显著。同时，笔者认为，相关技术人员应当不断地创新和改