配網自動化通信技術的研究

白濤

（國網河北電力公司，河北石家莊 050021）

配網自動化通信技術的研究

白濤

（國網河北電力公司，河北石家莊 050021）

通信是配網自動化系統的重要組成部分，是配網控制中心實現對遠方終端的數據信息傳輸、采集和進行控制的必要手段，對配網自動化系統的構成和功能的實現起著十分重要的作用。本文通過分析配網自動化業務對通信的需求，光纖、載波、無線等通信技術應用于配網通信的優缺點，闡述了無線專網技術應用于配網自動化通信的優勢，提出了配網自動化通信網絡的技術體制規劃建議。

配網自動化 配網通信 無線專網

智能電網的建設以“信息化、自動化、互動化”為特征，覆蓋發電、輸電、變電、配電、電、調度等環節為實現智能電網的配電自動化，必須利用經濟合理、先進成熟的通信技術，建設好10kV配網通信，支持智能電網各類業務的靈活接入。

1 配網自動化業務需求分析

配網自動化業務主要包括配電自動化和計量自動化業務，覆蓋開關站、環網柜、柱上開關、公用/專用配網變壓器、配電線路、220/ 380kV、低壓抄表集中器等，主要業務特性及通信需求如下：

1.1 配電自動化業務

業務點范圍：所有配網節點設備遙信信息的采集；部分配網節點（如重要開關）設備的遙測、遙控采集和控制。

業務采集范圍：按照對配電自動化系統功能影響的重要程度，遙信、遙測和遙控要采集的信息分重要信息量和次要信息，裝置流量約1k。

業務特性及通信需求：遙信、遙測業務通信時延＜2s；遙控業務通信時延＜1s；通信可靠性要求為99%以上。

1.2 計量自動化業務

計量自動化業務以實現變電站、電廠、專變大客戶、配變、低壓客戶供用電數據采集與管理的一體化應用為目標，在功能上實現負荷管理與負荷控制、廠站電能量數據自動采集、配變監測、低壓抄表等業務管理。

1.3 配網自動化業務通信需求小結

安全性要求高：業務必須滿足《電力二次系統安全防護總體方案》的要求，電力二次系統安全防護工作應堅持安全分區、網絡專用、橫向隔離、縱向認證的原則。可靠性要求高：通信設備應具備工業級可靠性，配網自動化的通信系統是在戶外運行的，容易導致材料老化，

故要求能經受起惡劣氣候的考驗，同時能經受噪音、電磁、雷電等的干擾，保持穩定運行。

配網自動化節點數量十分龐大，信息點非常多且分散，覆蓋范圍很廣。現階段配網自動化業務通信需求緊迫，在滿足業務高可靠性、安全性要求的同時，迅速實現配網自動化節點的廣泛覆蓋是配網通信最迫切需要解決的問題。

2 配網通信技術分析

現有配網通信的覆蓋規模、技術管理模式均不能滿足“十二五”智能電網配網自動化業務的通信需求，如何選擇合適的通信技術建設通信網絡是配網通信目前的重點任務，以下從配網通信的網絡架構、技術體制、投資等方面分析無線寬帶專網在配網通信中應用的必要性和優勢。常用的配網通信技術包括光纖通信、中壓電力線載波、無線公網、無線寬帶專網等，以下分析這些通信技術應用于配網通信建設的優缺點：

（1）光纖通信技術。光纖通信是電力通信網的主流技術，具有安全性、可靠性高、傳輸容量大、帶寬高、傳輸距離長、抗電磁干擾性強、絕緣性能好等優勢"然而由于受到配電網網架分布廣散雜多特征的影響。

（2）中壓電力載波通信。中壓電力線載波通信是將信號按一定方式調制后，利用相應的耦合設備注入中壓配電線傳輸，是電力系統特有的通信方式，其優點是可以利用現有的配電線路傳輸到電網關心的任何測控點，不需另鋪專用通信線路，具有投資較低、安全性高等優勢。但受限于其技術體制的影響，多年來載波技術并沒在在配網通信中大規模的應用。

（3）基于無線公網的 GPRS/CDMA。無線公網對用戶的數量沒有限制，用戶無需建網和維護，具有建設周期短、業務開展快、初期網絡成本低等特點，但是電力系統業務并非公網運營商的核心業務和重點保障對象，無論從寬帶安全性還是網絡覆蓋角度考慮，都不會為電力行業進行特殊的針對性保障，無線公網絡適用于間斷的、突發性的或頻繁的少量的數據傳輸，及對通信速率、時延、中斷率、安全性等要求不嚴格的場景，無法滿足智能配網自動化高安全、高可靠的需求。

（4）基于無線寬帶技術的無線專網。基于無線寬帶技術的無線專網具備覆蓋面廣、施工難度低、實施周期短、組網靈活等特點，同時由于專網專用，其業務質量、寬帶保證、安全隔離和覆蓋范圍都能很好地滿足配網自動化業務需求，其主要的優勢有：①帶寬容量大，能滿足配網自動化業務寬帶化發展需求。②安全性高，無線寬帶技術在解決通信系統面臨的中斷、篡改、竊聽、偽造和抵賴等5類安全威脅的問題上，已在通信系統的認證性、機密性、完整性、可用性和不可否認性幾個方面具備很成熟的標準、技術和加密算法。③施工容易，不涉及對線路的停電改造，施工周期短，可迅速實現大范圍節點覆蓋。

3 配網通信技術規劃建議

根據上述技術和投資分析，作為應用于配網的通信網絡，業務對其安全性、可靠性等都有較嚴格要求，而且配用電業務有向寬帶化迅速發展的趨勢，不適合采用無線公網承載；而采用光纖通信、中壓載波等技術無法在短時間內實現大范圍覆蓋。因此，為實現配網自動化，建設專網專用、可定制安全策略的、可自主管理的電力無線寬帶專網是很有必要的。以下是對配網通信技術規劃的建議：1、對于老城區業務點，以無線寬帶專網為主。2、對于新接入的具高可靠、高安全要求的控制類業務點，以光纖通信技術為主，無線寬帶專網為輔。3、對于大量的、分散的、以監測為主的業務節點：以無線寬帶專網為主，公網通信技術作為補充。

4 結語

無線寬帶專網可以為電網公司提供先進的無線寬帶接入技術，可實現配電網絡業務的廣泛接入，提供各種無線信息化應用，為電網公司提供更便捷的服務，全面提升電力行業的競爭力。如今智能電網時代即將到來，電力無線寬帶專網作為智能配網通信的有效解決方案，不僅能支撐智能電網的各種需求，還具有良好的成本優勢，節省通信網絡建設的投資，因此，建設電力無線寬帶專網具有良好的經濟效益和社會效益。

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［3］丁道齊.中國電力通信必須適應電力市場發展的需要［J］.電力系統通信，2003（5）：1-7.

［4］徐丙垠，李天友.智能配電網與配電自動化［J］.電力系統自動化，2009，33（17）.

白濤（1983—），男，河北石家莊人，碩士研究生，工程師，主要從事企業信息通信技術運維工作。