配電通信網建設與技術政策分析

胡慧萍，周 琦，劉佳誕

(無錫供電公司，江蘇無錫214061)

為保證我國能源和電力的可靠供應，實現電力工業與環境的可持續發展，滿足社會經濟快速發展的用電需求，國家電網公司提出了建設以特高壓電網為骨干網架、以各級電網協調發展的堅強電網為基礎，利用先進的通信、信息和控制技術，構建以信息化、自動化、互動化為特征的自主創新、國際領先的堅強智能電網的戰略發展目標[1]。2012年，無錫供電公司以電網戰略發展目標為依據，以網架完善、配電自動化建設、應用系統集成為目標，在無錫太湖新城區域開展配電自動化試點建設，實現建設區域內配電網實時監控和配電網智能化運行管理，為配電網運行和管理提供更為全面的配電運行信息，提升配電網信息化、自動化、互動化能力，加強配網智能化運行管理和優質服務水平。同時結合配電自動化建設以光纖通信為主，無線公網為輔的無錫配電通信網，用于承載配網自動化、用電信息采集和用電營銷等業務[2]。

1 無錫配電通信網現狀

2012年無錫供電公司結合無錫配電自動化試點項目建成了以無錫配電自動化主站為核心節點，以110 kV大壩、金匱、新明、楊亭變電站和35 kV春雷、商貿變電站為匯聚節點的無錫配電通信網，網絡為太湖新城區域內905個開關站、配電室、環網柜和柱上開關的配電終端裝置（簡稱配電終端）提供自動化信息業務傳送平臺（如圖1所示）。

1.1 總體目標與技術線路

無錫配電通信網建設確立以滿足配電信息交互可靠性、安全性、實時性為目的，以智能配電需求和今后擴展應用為遠期發展目標，采用經濟合理、先進成熟的通信技術，建設高速、雙向、實時、集成的，便于管理、具有良好擴展性的配電通信系統為總體目標[3]。同時以網絡分層分級、通信技術光纖為主、公網無線為輔助、設備選用工業級產品和通信線路與電力同步建設的4個方面的技術線路。

圖1 無錫配電通信網拓撲結構

（1）采用分層分級建設原則，建設配電主站、變電站、10 kV配電站點兩層配電網信息傳送網絡。

（2）首選工業級以太網交換機和EPON通信方式，不具備光纜敷設條件的站點采用無線等其他通信方式作為補充。新建環網柜應實現同步實現光纜鋪設，現狀重點環網柜應創造條件實現光纜通信。

（3）采用成熟、穩定、可靠的通信設備，具備抵御高溫、低溫、雷電和強磁場等環境侵襲的性能。

（4）配電通信網站點基、改建工程中涉及電纜溝道、管井改造、建設及市政管道建設時應一并考慮光纜通道，并同期敷設，逐漸擴大光纖通信覆蓋率。

1.2 組網原則與網絡結構

無錫配電通信網建設方案可研期間，確立對三遙配電自動化區域站點建設專用光纖通信網，對二遙配電自動化區域站點采用通用分組無線服務技術（GPRS）公網，并通過虛擬專用網（VPN）專線、正反向隔離等措施實現安全防護的組網原則[4]。

在通信網絡結構上確立了以10 kV配電網的開關站、配電室、環網單元、柱上開關、配電變壓器、分布式能源站點、電動汽車充電站為通信建設網絡節點。網絡采用二級分層結構進行組網，分別為配電自動化主站系統到變電站通信層和變電站到配電終端通信層。

配電自動化主站系統到變電站通信層是以設置在無錫供電公司大樓內無錫配網自動化主站為核心，大壩、金匱、新明、楊亭、春雷、商貿變電站作為配電終端信息匯聚點，采用無錫城區骨干通信網作為傳輸層形成無錫配電通信網環網運行模式，用于承載變電站匯聚交換機匯集的10 kV配電終端信息。

變電站到配電終端通信層優先選擇實時可靠性高、擴展性好的工業以太網交換機和EPON光纖混合組網方式實現重要配電終端三遙通信，采用無線公網方式實現其余配電終端兩遙通信。

2 無錫配電通信網技術政策分析

截至2013年，無錫配電網A、B類區域共計7542個配電終端，2014年結合無錫配電通信網建成投運，運行站點達905個，并初步驗證了光纖通信和無線公網能夠滿足自動化三遙數據高帶寬、高可靠性傳輸和二遙數據實時傳送的要求（見表1）。

表1 無錫配電通信網通信覆蓋統計

無錫配電自動化試點建設為無錫配電通信網整體規劃完善規劃目標、技術線路提供了實踐依據。

2.1 完善無錫配電網規劃目標

目前無錫配電網A、B類區域通信站點905個站點，通信覆蓋率僅為12%，嚴重制約了無錫配電網智能化建設步伐。隨著智能電網配用電側信息化應用水平不斷提高，現有配電通信網顯然無法滿足需要。完善無錫配電網規劃目標成為首先要解決的問題。

2014年無錫配電通信網提出了對無錫配電網A+、A類區域自動化站點采用光纖全覆蓋；B、C類區域三遙終端采用光纖覆蓋，B、C、D類區域二遙采用無線公網覆蓋規劃目標。同時在建設無錫配電網時，應同期建成網絡統一網管平臺，實現配電通信網設備、通信通道、重要通信站點的工作狀態集中監視和統一集中管理。

2.2 完善無錫配電網技術線路

在無錫配電自動化試點建設中確立的無錫配電通信網技術線路有效地指導了建設方案制定、通信設備選型和配電網絡建設。但是對于無錫配電通信網整體規劃缺乏全面性和整體性。

根據表1，無線公網覆蓋站點為79%，光纖覆蓋站點為21%。終端設備信息傳容量較小，無錫配電網A、B類區域配電終端達8000多臺，如采用光纖來覆蓋需敷設光纜18 000 km，投資將達到3.6億元；采用公網無線網承載8000多臺配電終端，按10 a投資回報率計算，則需0.8億元。如果仍堅持以光纖為主、公網無線為輔助的技術線路，將嚴重制約無錫配電通信網的建設速度。

2014年針對配電網絡結構、配電終端信息傳送和無線公網區域覆蓋率等特點，完善了無錫配電網技術線路。

（1）通信配電通信網是實現配電自動化和用戶用電信息采集系統的基礎設施，網絡設計應具有一定的前瞻性，根據一次電網、配電自動化系統和用戶用電信息采集系統應用的總體規劃和中長期目標，綜合多種應用需求，統一規劃設計，分步實施。

（2）根據城市建設具體情況和配用電應用系統對不同區域的功能要求，充分考慮配網改造工程多、網架頻繁變動的特點，因地制宜，選擇合適的主導通信方式，采用光纖、無線公網相結合的原則組建。

（3）嚴格遵循“安全分區、網絡專用、橫向隔離、縱向認證”的原則，符合電力二次系統安全防護的相關要求，生產控制大區（I、II區）和管理信息大區業務（III、IV區）應實現物理隔離。

（4）配電自動化終端二遙節點采用無線公網方式實現通信。無線公網采用APN+虛擬專用數據網（VPDN）技術實現無線虛擬專有通道，通過認證服務器對接入終端進行身份認證和地址分配，在主站系統和公共網絡之間采用有線專線+通用路由封裝（GRE）等手段，運營商與公司傳輸數據時通過安全接入平臺接入公司內部通信網絡。

（5）在建設通信接入網絡時，同期建成通信接入網設備網管，網管北向接口均應滿足TMS要求。

（6）終端通信接入網所采用的光纜應與配電網一次網架同步規劃、同步建設，或預留相應位置和管道，滿足配電自動化中、長期建設和業務發展需求。光纜芯數不少于24芯；架空線路，優先采用在線路下方加掛全介質自承式光纜（ADSS）光纜；對地下電纜，可沿溝（管、隧）道鋪設阻燃型管道光纜。對直埋電纜，可在電纜旁以符合電氣安全和地埋工藝要求的方式同時鋪設光纜，或采用光纖復合中壓電纜。

（7）終端通信接入網變電站側設備電源應優先考慮站用通信電源；配電終端側通信設備電源應與配電終端電源一體化配置。

2.3 無錫配電通信網應用案例

2014年無錫供電公司在太湖新城建設投運了配電通信網，網絡以110 kV大壩變、金匱變、新明變、楊亭變、春雷變、商貿變電所為網絡匯接點，建設6個無錫配電通信子網，以工業以太網交換機和無線GPRS覆蓋197座站供配所、437座環網柜、261臺柱上開關，以滿足配電自動化二遙、三遙功能。其中光纖覆蓋節點為165個，公網無線GPRS覆蓋節點為730個 （如圖2、圖 3 所示）。

圖2 無錫配電通信光纖網絡

圖3 無錫配電通信網無線網絡

3 結束語

在配電通信網建設和規劃中，不能簡單復制骨干通信網規劃思路，要結合配電終端工作特點，重點研究無錢公網在配電通信網的應用前景，突破無線公網信息傳輸安全上的瓶頸，加大無線公網在配電網的應用，同時在確立EPON和工業以太網作為配電通信網傳輸設備的前提下，研討PTN通信技術在配電通信網的應用前景，以加快配電通信網建設步伐，更好地服務智能配電網的建設。

[1]雷維禮，馬立香，等.接入網技術[M].北京：清華大學出版社，2006：36-49.

[2]張中荃.接入網技術[M].3版.北京：人民郵電出版社，2013：123-126.

[3]秦 健，施金陽，孫 超.縣域配電網配電自動化系統的通信方案選擇[J].江蘇電機工程，2014，33（4）：44-47.

[4]韋惠民，李國民，等.移動通信技術[M].北京：人民郵電出版社，2006：92-98.