智能配電網通信技術研究

沈雨生，荀思超，徐 榮，劉曉玥

（國網鹽城供電公司，江蘇 鹽城 224000）

0 引 言

隨著科學技術的不斷發展和進步，智能電網實現了大范圍普及。要想全面覆蓋AMI智能電表和負荷控制管理業務節點，就要整合配電網通信技術體系，滿足業務實時性需求的同時，為智能配電網通信體系的可持續發展奠定基礎。

1 智能配電網通信概述

1.1 特 點

首先，智能配電網本身就是廣域通信網，變電站、開閉所、配電變壓器等數量較多，要想借助智能設備和遠程終端節點控制模塊對其予以監控，就要全面掌控終端模式，終端的節點需求就會隨之增多[1]。

其次，通信距離較短。DTU和TTU集中器的基礎終端數據一般都是在小區范圍內完成匯集和轉發，而多數的通信距離會控制在5 km以內。需要注意的是，在實際設置處理過程中，會選取小區分支通信匹配主干通信的智能配電模式實現信息數據的實時性管理。

最后，通信數據的體量較小。我國多數地區依舊采取電纜傳輸技術完成通信，而電纜傳輸信號本身就存在質量水平一般的弊端，這就使得采集到的數據應用效率大大降低。如果對大量的線路開關和配電變壓器予以智能終端采集，在資源配備和處理方面也存在一定難度。基于此，全范圍推廣光纖通信技術將成為智能配電網建設方案的重點，充分發揮光纖通信技術低誤碼率、高保密性以及高抗干擾性的優勢作用，為智能配電網通信的綜合優化提供支持[2]。

1.2 需 求

1.2.1 ADO通信需求

在智能電網裝備中，ADO（Microsoft ActiveXData Object）能為智能配電網實時性監控用戶互動業務數據提供保障。相較于傳統的配電網應用模式，配網通信通道縱聯網絡保護機制能在保護電氣元件的同時，提升電力系統的穩定性。智能配電網通信的設立能充分滿足高級配電自動化通信需求，并且在建構分布式電源和儲能站狀態監測模塊的同時更好地維持通信應用效果。例如，分布式能源站能對負荷予以實時性預測，一般是15 min一次，然后在24 h內將96點預測點繪制為基礎曲線，上傳調度端就能對其予以合理性分析評估[3]。

1.2.2 AMI通信需求

（1）智能電表通信需求。在電力用戶管理過程中，借助智能電表對用戶用電量信息予以實時性收集和匯總，確保電費傳遞的規范性和合理性，同時也能及時掌握分時電價和智能家電控制信息。假設區域內要配置400個配電臺區、安裝20萬個智能電表，每個電表按照300字節/min信息量予以設定，則借助RS485電纜和WiFi技術等完成集中點匯聚處理后，配合使用配電網就能建立完整的傳輸機制[4]。

（2）負荷需求側通信需求。對一些負荷量較大的用戶，要利用對應的應用模塊完成電能質量監測、負荷控制參數處理等工作，保證帶寬滿足5K級別[5]。

1.2.3 AAM通信需求

在智能配電網通信管控工作中，要想從根本上提高電網資產的利用率，需要對電網設備予以全生命周期管控。配合設備運行狀態分析機制，全面了解監測信息點的相關內容，從而有效完成監測信息的管控。除此之外，智能配電網通信技術的應用和升級也是為滿足匯總智能配電通信網業務需求而展開的。通過搭建非實時性監測管理和實時性控制業務模塊，更好地評估符合需求控制管理的要點，保證運行狀態監測的規范性[6]。

2 智能配電網通信技術方式

在技術條件支持下，智能配電網通信體系能依據相應技術屬性建立更加有效的信息數據交互模式，滿足應用管理的基本需求。

2.1 電力線載波

電力線載波技術是針對電力系統建立的特有通信模式，在現有電力線基礎上利用載波的處理模式有效完成模擬信號和數字信號的傳遞。電力線載波最大的應用特點就是無需架設網絡模式，只需要使用電力線就能實現數據傳遞。由于電力線載波技術的變化模式較為復雜，因此在實際應用過程中需要配合調制編碼技術才能有效提高信息傳輸的可靠性[7]。

在智能配電網通信體系中應用電力線載波技術建立擴頻窄帶調頻處理模式，能為擴頻調試處理工作提供良好的應用平臺，同時配合正交頻分多路復用技術就能建立傳輸效率和頻譜利用率更高的抗噪處理模式，提高電力線上網應用的通信質量。此外，電壓電力線載波組網體系中，結合物理拓撲結構組網就能建立邏輯拓撲結構模式，有效提升通信可靠性和糾錯技術水平，維持傳輸模式控制、數字調制等模塊應用的規范性。

2.2 以太無源光網絡

在智能配電網體系中應用以太無源光網絡技術能實現光纖實時性接入，配合局端OLT設備和多個用戶端設備，維持光分配網連接網絡應用的規范性。這種技術體系最大的優勢在于能打造組網靈活度較高、網絡應用模式較為簡便的穩定性主干光纖體系，在滿足業務需求的同時實現技術應用目標。

典型EPON系統完整的應用模型如圖1所示。其中，光線路終端放置在智能變電站中心機房，配合系統完成數據連接工作；光分配網絡借助無源光纖分支器和光纖元件等建立ONU和OLT光傳輸通道，維持分配機制的規范性；光網絡單元能為用戶側提供對應的接口，維持OLT轉發數據廣播的實時性，保證接收效果滿足預期[8]。

圖1 典型EPON系統應用模型

此外，以太無源光網絡模型還支持多樣化的業務端口配置模式，為組網應用提供保障，借助技術自身的穩定性特點和可擴展性優勢，在提升以數據業務為基礎的網絡建設應用效果的同時，實現智能配電網新建業務承載的目標[9]。

2.3 分時長期演進技術

近年來，無線寬帶技術的研究范圍在不斷擴大。分時長期演進技術作為新一代無線寬帶技術，采取不同無線通信技術模塊和應用要點，建立更加合理且有效的技術統籌體系，其中包括正交頻分復用技術、多輸入多輸出技術等，在提高數據吞吐量的同時還能擴大覆蓋范圍[10]。

一方面，物理層建設基本傳輸技術和多址技術模型，主要是應用OFDM調制技術方案實現高速數據流的串并變換模式，為子信道信息和數據傳輸的規范性提供保障。基于每個基礎信道中符號周期的增加，要想建立完整的信息管控結構，需要借助技術要求減少無線信道多徑時延擴展產生的彌散性影響。

另一方面，在網絡結構中應用Node B單層結構建立相應的技術體系，能在減少網絡延遲問題的同時真正實現低時延控制的要求。相較于傳統的3GPP接入網技術模式，分時長期演進技術網絡結構有效減少了無線網絡控制器（Radio Network Controller，RNC）節點，更好地維持演進模式的規范性。同時基于典型IP寬帶網結構，其綜合應用效能更加突出。

除此之外，分時長期演進技術還支持核心層、接入層、終端層的分層處理。配合智能配電網整體管理要求，建構滿足服務器歸屬簽約用戶服務器（Home Subscriber Server，HSS）功能、網絡操作管理功能的應用體系，提高網絡服務的合理性。與此同時，分時長期演進技術還能輔助智能配電網實現饋線自動化系統、配變運行狀態監測系統、高故障設備監控系統的聯合處理，及時檢索故障問題，為應急調度一體化工作的全面落實提供支持。

3 結 論

總而言之，智能配電網通信技術的發展要順應技術升級的趨勢。建立健全網絡應用平臺，打造雙向高速且應用效能更高、可靠性更好的通信系統，充分發揮分時長期演進技術、無源光網絡技術等應用優勢作用，在保障技術應用效果的同時，為電網可持續發展奠定堅實基礎。