通信技术在自动化系统中的监控功能

通信技术在自动化系统中的监控功能

王亮

日海通信服务有限公司广东广州510000

摘要：当前，配电自动化已成为配电网发展的必然趋势，作为配电自动化系统的重要系统---通信网络，需要针对不同地区配电自动化建设模式，组建与之匹配的配电通信网。通信技术的监控功能和信息传输功能都在配电自动化系统中具有重要作用。基于此，文章就通信技术在自动化系统中的监控功能进行简要的分析，希望可以提供一个有效的借鉴，从而更好地促进自动化系统中的通信技术应用水平的提升。

关键词：通信技术；自动化系统；监控功能

1配电网自动化对通信的要求

配电自动化系统中有很多终端，包括FTU和TTU终端，这些终端用于监控补偿电容器、重合器、配电变压器、柱上断路器、开闭所设备等的运行状况。配电自动化系统的终端一般安装在电线杆上，随配电安放，由于终端地域分布广、通信节点分散、数量极多，因此很难实现与上级通信设备的数据共享。

1.1可靠性高

通信设备一般随配电安装，且通常安装在室内，自然环境十分恶劣，因此要求通信设备必须具有抵御风雪、冰雹、高低温、日晒、雨淋、雷电等自然环境的侵袭，为了能够实现很好的控制，必须保证通信设备长期安全稳定性运行。除此之外，通信设备必须保证时时刻刻都安全稳定工作，提供备用电源，避免在线路停电时发生通信中断的现象。

1.2容量大

通信系统在建设时必须做长远考虑，以满足未来系统升级的数据传输需求。

1.3双向通信

通信系统要能保证控制中心的信息准确地传输到远程终端，同时还要保证远程终端的运行数据能及时、准确地传递给控制中心，做到及时的监督和控制。系统应该具有遥信、遥控、遥测、甚至遥视功能等功能。

1.4经济性

为了提高整个配电自动化系统的经济效益，必须合理的控制通信系统的投资。充分利用现有的主干通信网资源，进行主、配网整体规划，避免重复投资。

2配电自动化系统的通信方式

在电力系统中，较常用的通信方式分为两线对地传输方式，相间结合传输方式以及回路间结合传输方式。在电力系统中，载波通信主可以沿着电力线传输到电力系统的各个环节，不仅仅要满足双向通信的要求，而且还要适用于可靠性要求不高的支线数据采集。

2.1无线传输方式

无线通信系统可以构成双向通信系统。所有的无线通信系统都很容易安装，依靠机内备用电源仍能进行通信，在配电自动化系统中应用比较广泛。但是无线通信也有一定的局限性，比如无线通信不利于市中心地区，因为市中心有多高层建筑物，也不利于多山地区，另外，有些区域有强烈的电磁干扰，也会使无线电通信成功率低，不可能进行。

光纤通信以光导纤维作为传输介质的先进通信手段。光纤通信的优点有通信速率高、可靠性高、传输损耗小、抗干扰、并且具有较强的抗腐蚀能力。另外光纤通信的组网方式可利用公用光纤电话网进行数据传输，也可以利用专用网络传送数据信息，但是缺点是投资费用相对较高。光纤通信网络配置方式主要有以下几种：（1）点对点配置方式这种方式主要用于两点之间距离比较长，比如超过几十公里，或距离中心站比较远的站，不容易链接到环形网中。（2）主站-子站配置方式这种方式支持两个节点以上的多点通信，只有一个主站进行寻址和查寻，每个子站接收命令，确认地址相符后予以响应，这种方式适合多节点、系统分散的地方。另外，还有环网通信对等配置方式，这种方式环网中每个站点都能是主站，但传输数据时只能有一个主站，通过设置转发开关来区别子站和主站。

3配电自动化通信系统应用设计

3.1设计目标

电力企业在开展配电自动化数据通信系统应用设计工作之时，需要采取预备拓展、因地制宜的方式来实施通信系统建设。例如，我国有些城区能够利用光缆线路，当作该通信系统的基础，电力企业只需要为电网光缆配置好相应的配电开关以及其他设备就可以有效完成相应的通信系统建设。对于一些较为偏远的地区来讲，电力企业便可以采取电话线的形式来实施通信建设。

3.2组网方案

配电自动化系统主要是以配网出线变电站为中心，然后选择合理的通信方式，实现对终端的控制。配电自动化通信系统大多是在现有的骨干传输网建设的基础上进行建设，可以通过现有的四级骨干通信网设备的标准接口，实现信息的传输。目前我国已广泛采用光纤通信，光缆的布设是实现通信的关键。光缆布设过程应合理地利用现有的管线资源，实现站间的光纤多路由布放结构，兼顾终端站点的地貌情况，以及电气接线结构，提高布线的经济性。在一次电缆管道的建设，新建、改扩建线路时，应将光缆管路一同考虑，必要是可预留通信专用管孔。光缆的布设方式包括直埋、架空、沿沟(管、隧)道铺设，针对不同的布设方式，合理地选择光缆的类型。光分路器可以选择链形、星形等接入形式灵活组网，采用链形组网方式时，分光级数应低于八级，采用星形组网方式时，分光级数应低于三级。组网设计过程中，可以采用相交环、相切环等多种组网方式。在光纤无法覆盖的地方，可以采用光通信与载波技术结合的方案，载波将终端的信息收集起来传递给载波主站，然后再由光纤将信息从载波主站传递至主站。

3.3设计方法

配电自动化通信系统设计根据系统的组成和分布特征，通信系统有很多种网络结构，一般采用分布式网络结构，主渠道和多层次的分支网络。通信系统分为两个层面：第一级是主网络到变电站RTU或二次主机。第二级是变电站RTU、分布仪、自动仪表读取设备。有些数据由于距离不适合集中转发终端，可直接传输至主机。（1）主站与子站通信，需要良好的通信可靠性、较高的传输速度等，以便在主站和子站之间实现通信，如果子站数量较多，位置相对分散，因此主机与子站之间的通信采用光纤通信。（2）子站与终端通信，该通信的要求包括数据量大，可靠性高，因此采用的是光纤自愈双环网方式。

（3）TTU通信部分（见图1），TTU数据通信所具备的特点在于，数据传输量较大、对于实时性的要求较低，且系统成本少，通常采用的是RS485电缆。

图1TTU通信部分

3.4网络管理

采用综合网络管理对加强配电自动化通信系统的运维管理有这极其重要的作用，配电自动化通信系统采用多种通信技术体制，增加了管理的难度，因此需要采用综合网络管理方式。在设备网管的基础上，采用标准北向接口或协议，收集设备运行数据。通信系统采用省集中模式，服务器与数据库位于省级部署系统，市级部署采集系统，系统应满足实时运行情况统计、网络资源调配、信息监视、告警信息查询，同时还应配备GIS平台、配电自动化主站系统、生产管理系统等，以实现信息的交互。

3.5信息安防

配电通讯系统的安全防护对整个电网系统至关重要，安全防护主要解决无线通信和有线通信的安全接入、安全传输、身份认证、终端自身安全、统一监控与审计、访问控制、数据过滤等问题，加强安全基础设施，提高安全管理。配电通讯系统的安全防护应满足相关规定，并作出一定的细化和补充，相关的规定主要包括国家电网调［2011］168号、电监安全［2006］34号、《电力二次系统安全防护规定》电监会第5号令。

总之，随着配电网结构的日益复杂，迫切需要提高配电网的自动化水平。通信系统作为衡量自动化水平的关键因素之一成为研究的热点。因此，需要在日后的工作中，不断的实现技术的改革，实现通信技术与自动化系统的结合，使我国的电网通信技术再上一个新台阶。

参考文献

[1]向超,李伟,林丽.电力自动化系统现代通信技术探究[J].科技创新与应用,2015,01:104.

[2]李清宁.光纤通信技术在电力系统调度自动化中的应用[J].时代农机,2015,09:31-32.

[3]吴新水.配电自动化系统中通信网络的规划分析[J].科技创新与应用,2015,36:173-174.