大堤工程項目的配網自動化通信系統設計

徐溫泉

【摘要】在我國水利建設多年的發展以來，全新時期的治水思路和現代自動化與信息化具有密切的關系，水利工程的自動化信息化實現是傳統水利朝著現代水利變化的主要內容。梅州大堤是保護梅州城區的重要防洪屏障，是廣東省十大堤圍之一，由南堤、北堤、東堤、西堤（其中西堤由梅縣水務局管理）組成，其在防洪安全中具有重要的作用。為了能夠有效提高工程項目的通信水平，提高防洪排澇的決策效率，就要實現工程項目過程中配電網的自動化通信，從而有效提高工程在供電過程中的可靠性，考慮到工程配電網的現狀，結合今后工程的發展，促進工程配電自動化的建設，從而有序的開展配電網管理系統的創建。

【關鍵詞】大堤工程；配網；自動化通信

引言

配電網不僅是地方電網中的主要基礎設備，也是電網中的重要組成內容。配電網具有設備多、網絡規模大、結構復雜及通訊基礎較弱等特點，其處于電網末端，并不是直接和用戶接觸，對于電網整體供電的可靠性及投資的經濟型具有直接的影響，也是輸電網供電中的重要內容。實現配電網自動化能夠有效提高配網調度運行及運維檢修服務的管理水平，從而有效提高工程供電的經濟。在我國信息技術不斷發展的過程中，水利工程電網的信息通信水平也在不斷的提高，我國大部分的水利工程都實現了配網自動化通信，有效實現通信數據的自動采集、存儲、查詢及統計。基于此，本文就以梅州大堤為例，探討此項目中的自動化通信系統設計。

1、配網自動化通信系統設計的整體結構

大堤工程項目的配網自動化通信系統的設計，系統主要包括三層架構模式及二層架構模式，三層架構模式主要包括終端層、配電子站層及主站層，在三層架構中，通過中間層配電子展實現終端信息的分類匯總，之后通過配電子站送至主站中，滿足終端數據較大的需求。二層結構中主要包括終端層及主站層，終端信息直接送到主戰中，避免了中間環節，提高了配網終端信息的準確性及實時性。在主站接入容量充足的時候，優先使用二層結構，能夠有效提高系統的效率。根據梅州大堤的規劃，共有47個電排站終端，使用二層機構模式能夠滿足此需求。配網自動化系統使用系統主站與配電自動化終端的兩層架構，并且通過信息交互總線和其他系統相互連接，能夠有效實現應用集成及數據共享。

配電主站的主要目的是實現配電設備運行信息的實時監測及控制；配電終端的主要目的是實現線路檢測點、開關等設備的數據收集及控制；配電信息交互總線的主要目的是實現網絡、用電信息、調用及生產管理等系統的相互連接，從而實現數據的共享及應用的集成。

2、系統的硬件組成

圖1為系統的硬件結構，此系統核心部分包括GPRS數據通信。在單片機上電復位之后，首先初始化TL16，實現和外接模塊的統一處理，之后通過89C52接口實現CMS模塊的初始化，最后實現TL16的中斷掃描監控。數據流通過RS進入到系統中，通過電平實現數據轉換，將電平配置的數據通過輸出引腳傳出數據流，之后進入到轉換芯片TL中，這時候數據流表示為串口形式，在TL接收到數據之后滿足一個字節進行傳出，否則數據丟失。TL通過中斷INT為單片機提供一個信號，表示單片機能夠實現此數據的讀取。在TL16具有一個高電平中斷的時候，通過反相器從引腳中得到低電平中斷，并且通過單片機引腳傳送到單片機中，這個時候單片機通過引腳發出高電平信號，由反相器引腳輸出，再通過TL16引腳選中。這個時候單片機在接收到中斷信號之后會將地址傳出，鎖存到其他引腳中，之后TL16得到地址鎖存信號之后，將數據流通過并口的方式從引腳中輸出，再通過單片機所有引腳中輸入。這個過程會有大量數據進行傳入，所以就要通過引腳CS傳送到反相器中，之后傳出一個低電平信號，將數據暫存器選中，將數據通過引腳暫存到暫存器其中，之后單片機對其進行調用。

圖1系統的硬件結構

3、系統的配網檢測管理模塊

梅州大堤配網自動化通信是將大堤沿岸配電站信息收集到堤段管理中心，在工作站中存儲及管理數據信息，之后數據會通過網絡集中在自動化控制系統的數據庫中，實現數據的統計和分析。此模塊的頁面為各個站的配電接線圖，能夠將各種配電信息顯示出來，并且其開關狀態能夠根據數據的變化而更新。圖2為配網檢測管理模塊的結構。

圖2配網檢測管理模塊的結構

數據整合的主要目的就是實現數據的提取及整理，并且對因為通信等因素導致的數據終端等數據錯誤實現插補，使其能夠在固定的時段中實現正常數據的連續工作。

實時及歷史信息查詢通過圖形化形式在電子地圖中將電排站位置進行顯示，之后將電排站的實時電氣數據清楚的標記出來，在一定時間定期對數據進行刷新，從而為用戶提供直觀形象的監視界面。且此界面電排站能夠進入到歷史數據查詢中，對其所有數據進行查詢。

配電信息查詢主要是通過圖片和文字相互結合方式對配網中的所有信息進行查詢，比如設備的型號、建設的規模及創建時間等，并且還能夠通過系統管理模式實現其的修改及更新。

4、配網自動化通信系統的創建

4.1 選擇組網方案。

現代接入網通信技術主要是光纖通信EPON技術，其被廣泛應用到地區及工程配網通信中。使用光纖通技術主要包括：ONU終端設備選擇雙PON口對其進行保護及自愈；ONU設備使用工業級，從而能夠滿足工程在惡劣環境中的運行需求；其能夠在環網柜等開關中配置，能夠滿足設備信息到變電站上傳的需求；實現OUN設備IP地址的劃分及規劃，能夠避免網絡出現網絡風暴。

4.2 配網通信網絡架構。本文中工程使用的是三遙配電終端數據，其能夠通過10kV通信接入網實現數據的接入，之后通過SDH設備及四級通信網傳送到自動化主站系統中，二遙配電終端數據通過無線公網實現和運營商網絡的接入，之后通過轉線和配電主動化主站系統進行連接。

4.3 通信網絡創建方案。配電自動化業務通過現代四級通信網絡進行承載，在傳輸站點實現以太網接口板的配置，變電站中的設備在加入傳輸網中通過以外網電口實現。在站點中配置OLT設備，使用光纖通信技術創建通信網，使用手拉手的方式實現網絡組網，在工程建設區域中的開關站及電排站中配置ONU設備。

4.4 通信網絡管理系統。創建通信網絡管理監控系統能夠實現不同系統的連接、故障管理、拓撲管理及系統接入、安全管理等，并且能夠針對不同通信設備實現不同管理界面的設計。

5、結語

本文針對現代工程配單檢測終端的種類較多，數量較大及業務存在較大差異的現象，通過光纖EPON技術設計了配網自動化通信系統，此系統能夠具有良好的通信速率，并且降低成本，滿足現代工程電力系統配網自動化通信系統的實際需求，其還能夠實現配網自動化數據通信及電力設備的監控，具有較強的實時性、較高的傳輸速率等。

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