面向智能配電網的通信網絡建設研究探討

何詩思

【摘要】 本研究結合了我國最新的智能電通信網建設理論，對配用電通信網建設的規劃和設計進行了論述。闡述的內容有智能配電業務分析、配用電業務網模型、配用電通信網關鍵要素以及典型配用電通信技術混合組網示例等。目的在于給智能電網的配用電通信網絡建設提供一定的啟示。

【關鍵詞】 智能電網 配用電 通信網絡

我國電力產業在最近幾年的發展速度很快，配用電網是我國電網的重要組成部分，而且它是實現電能分配的重要途徑。不過配用電通信網還存在一定的問題，問題主要表現為配用電通信系統缺乏整體規劃、通信網兼容性較差、通信資源浪費嚴重等。隨著社會經濟和科技的發展，智能電網已慢慢成為提高供電質量的重要手段。智能電網配用電業務具有特定的分布以及多種網絡建設模式，加強智能電網配用電通信網絡的研究是促進電力系統發展的關鍵。

一、智能配電業務分析

智能配電業務是電力系統中的重要組成部分。智能配用電業務具有很多特點，首先，智能配電網業務種類多、節點多、覆蓋面廣且分散、運行環境較差；其次，智能配電網非常容易受到城建和擴容的影響；第三，智能配電網通信距離遠，信息總量大但單點容量小；第四，智能配電網運行維護工作量大、管理問題多以及建設復雜。要實現智能配電網業務就意味著大量業務的傳輸，但傳統的通信模式已經不能滿足此業務實現的條件，因此必須采用網絡的概念融合更多的業務，這樣才能更好地保證業務的服務質量。另外，智能配電業務涉及了很多內容，其中包含了新型充電站業務、分布式能源業務、傳統自動化業務、電網狀態分析業務等[1]。

二、配用電業務網模型

2.1高級配電自動化系統

配電自動化系統是配電網業務的重要組成，它可以完成現場配電終端與主站之間的業務數據交互工作。在此之前，配電網通信主要依靠專線通信，而通信協議主要采用串行通信協議，這種情況下的線路資源利用率比較低。目前，變電站網絡正向著更高級的通信協議發展，并且已經基本實現站層級的網絡標準。新時期實現自動化業務比較有效的方式是建立基于以太網技術的高級配電自動化業務系統。經過大量的實踐證明，網絡設備在30%負載的情況下才具有最好的實時性和可靠性。在配電自動化系統發展中，推廣應用的通信協議需要滿足一定要求，即通信協議要能滿足自動化業務的實時性、通道帶寬、通信節點數量、新型配電業務，只有這樣才能最終實現調度自動化和基于以太網配電自動化的綜合管理[2]。

2.2用電負荷管理系統

目前，我國電力用戶的電量信息采集已經向著自動化、全覆蓋以及全預付費的方向發展。當前電量信息采集主要采用了通用無線分組業務網絡，這是一種對帶有GPRS 模塊的集中器匯集局部區域的用電信息進行間接采集的手段，用電信息是經電信專網接入電力公司主站。但這種手段存在一定的弊端，即被采用的GPRS設備在線率較低，因此不能實現實時電價和用戶的需求，而且這種網絡費用比較高。

其實解決用電負荷管理業務可以通過建立以太通信專網來實現，以太通信專網可以連接用電信息管理主站與各個電力用戶終端；而本地通信則可通過總線、載波、無線傳感器網絡來實現[2]。

2.3用能服務網絡

用能服務網絡是為了滿足用戶用電需求定制、多樣化服務以及多種用能策略而產生的一種服務網絡。這個網絡服務設計到的業務有語音、視頻、數據業務，這種服務網絡對帶寬的要求很高，需要制定一種特殊的網絡方式來滿足服務網絡發展的需求。用能服務網絡發揮作用過程中通常會利用到公共互聯網和電力通信網，具體來說就是用戶將需求通過公共互聯網傳輸到電力服務網站，最終用戶定制的服務由電力通信網傳輸至用戶的表計和用戶終端。

2.4環境輔助監測網絡

視頻或環境輔助監測系統在配電網中發揮著至關重要的作用，比如說它通常被應用在無人值守變電站的監視中或者被應用在重要開關設備的監視中，又或者被應用在現場維修安全監視和事故搶修現場分析中。最關鍵的是電力公司監控中心科員對所有視頻信息進行統一處理。總之，環節輔助監測系統在電網服務中占有一席之地。

三、配用電通信網關鍵要素

配用電通信網能夠支撐多種業務的關鍵在于它本身涉及的一些重要技術，比如說無源光網絡等多種通信技術、融合的數據網絡技術、綜合網管技術、通信協議結構以及網絡安全技術等。這些關鍵技術在配用電通信網中各自發揮著不同的作用。具體說來，我國配電網的發展經歷了很多階段，而且每個階段所應用的主要技術都不一樣，然而配電通信網的構建必須綜合使用這些技術；為了滿足配用電多業務網絡發展就必然要采用數據融合技術，但數據融合技術必須要滿足安全性要求和可靠性要求；通信網絡發展特點是將通信結構和多種通信技術應用到同一個網絡中，這樣不僅擴大了網絡的規模，而且增加了網絡的復雜性，這最終給網絡的運行和維護增加了很多困難。為了解決這一問題就需要建立統一的網絡管理系統，通過這種統一的網絡系統來實現網絡的集中管理。統一網絡管理系統的優勢在于它可以結合地理信息系統對通信網絡的故障進行準確的定位，這樣就可以提高運行維護人員工作效率；當前我國配用電方面的通信規約類型非常多，但是并沒有一個完整的解決體系。在這些通信規約中有些是用于點對點連接的專線或數字傳輸通道，這些規約只有三個層次，即物理層、鏈路層和應用層；還有一些規約是用于數據通信網絡中，這類規約在物理層、鏈路層和應用層的基礎上又增加了網絡層和傳輸層；配電通信網融合了多種通信技術而形成了一個開放的網絡，這個網絡擁有大量的終端設備的接入，但與此同時網絡安全及數據的保密性就成為了值得關注的問題。然而，在配電通信網絡中采用了一些安全技術，比如在應用層、網絡層、物理層應用認證加密過濾技術，同時應用安全測試評估技術、安全存儲技術、主動實施防護技術、網絡安全事件監控技術、惡意代碼防范與應急響應技術來保障配電通信網的安全[3]。

四、典型配用電通信技術混合組網示例

在配用電通信技術使用過程中，由于考慮到充分發揮各種通信技術的優點，從而克服某些技術的缺點，所以建立起以光纖網絡為骨干，無線技術、載波為補充的網絡結構。這種結構能夠更好地滿足很多業務的需求，如用電信息采集。環境監測、臨時應急通信以及用能服務和配調自動化等。這種混合組網結構主要分為三個層和一個綜合網管系統，三個層分別為骨干傳輸層、遠程接入網絡、本地接入網絡，每個層發揮各自不同的功能，它們在配用電通信技術混合組網中發揮了重要的作用。不過在這個混合組網中網管系統的作用更為重要，這個網管系統的任務是管理以太網、無線專網、通信設備、網絡設置管理以及其它網絡管理[3]。

五、結語

總之，配用電通信網的建設意義重大，而且它涉及眾多因素，所以要全面地、綜合地規劃才能做出最合理的建設方案。如何建設出最為科學的通信網是重中之重。本研究對配用電通信網的相關內容作出的闡述為配用電通信網的建設提出了一定的建議。

參 考 文 獻

[1] 黃盛.智能配電網通信業務需求分析及技術方案[J].電力系統通信. 2010（06）：12-14

[2] 孫中偉，馬亞寧，王一蓉，霍司天，徐光年.基于EPON的配電網自動化通信系統及其安全機制[J].電力系統自動化.2010（08）：10-11

[3] 王李娟. 基于IEC61850的配電網絡饋線自動化終端[J].陜西電力. 2011（06）：21-22