配電自動(dòng)化的數(shù)據(jù)通信探索

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【摘要】我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展背景下，如何做好配電自動(dòng)化建設(shè)，對(duì)于緩解當(dāng)下電力供應(yīng)緊張，確保供電穩(wěn)定性來(lái)說(shuō)，具有十分重要的意義。配電自動(dòng)化建設(shè)過(guò)程中，數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)建設(shè)，為配電自動(dòng)化發(fā)展提供了可靠支撐，切實(shí)保證配電自動(dòng)化運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。文章結(jié)合配電自動(dòng)化發(fā)展情況，就數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)建設(shè)展開分析和探究。

【關(guān)鍵詞】配電自動(dòng)化;數(shù)據(jù)通信;系統(tǒng)設(shè)計(jì)

前言：

為了更好地實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化發(fā)展，必須做好數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)建設(shè)，保證主站與其他遠(yuǎn)方終端信息傳輸具有較高的可靠性，從而實(shí)現(xiàn)主站對(duì)遠(yuǎn)方終端的控制。隨著電力行業(yè)迅猛發(fā)展，配電自動(dòng)化中的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)變得越來(lái)越復(fù)雜，在進(jìn)行實(shí)際建設(shè)過(guò)程中，必須做好妥善安排，能夠?qū)ο到y(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)的性能進(jìn)行把握，使通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)與配電自動(dòng)化發(fā)展保持一致性。

一、配電自動(dòng)化中數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)特征及要求分析

1.1配電自動(dòng)化數(shù)據(jù)通信特征分析配電自動(dòng)化系統(tǒng)要想更好地實(shí)現(xiàn)其功能和作用，必須有一個(gè)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)作為支撐，能夠?qū)χ髡九c遠(yuǎn)方終端的數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行控制，對(duì)命令做好有效調(diào)節(jié)。受此影響，數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)有著獨(dú)特的特征，主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：①數(shù)據(jù)通信終端節(jié)點(diǎn)數(shù)量較多。在進(jìn)行配電網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中，其由眾多的變電站、開閉所、配電變壓器及線路上的重合器、無(wú)功補(bǔ)償電容等組成。為了更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)這些設(shè)備的監(jiān)控，需要更多的RTU或是智能監(jiān)控裝置，針對(duì)于這一情況，需要對(duì)更多地監(jiān)控節(jié)點(diǎn)進(jìn)行布設(shè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)配電系統(tǒng)的有效監(jiān)控[1]；②節(jié)點(diǎn)分散。數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)設(shè)置，需要結(jié)合配電站的分布情況進(jìn)行，而配電站建設(shè)過(guò)程中，考慮到了各個(gè)區(qū)域的供電情況，其分布區(qū)域較廣，這使數(shù)據(jù)通信節(jié)點(diǎn)呈現(xiàn)出分散化的特征；③通信距離較短。在進(jìn)行通信節(jié)點(diǎn)布設(shè)過(guò)程中，為了確保通信質(zhì)量，RTU或是通信裝置的距離較短，一般在2-3公里范圍內(nèi)[2]；④數(shù)據(jù)量小。數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)建設(shè)目的在于實(shí)現(xiàn)對(duì)配電自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控，這一過(guò)程中，配電自動(dòng)化RTU的監(jiān)控對(duì)象以線路開關(guān)、配電電壓器為主，這導(dǎo)致單個(gè)數(shù)據(jù)通信節(jié)點(diǎn)獲取的數(shù)據(jù)信息量較小。1.2配電自動(dòng)化中數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)建設(shè)要點(diǎn)1.適宜性。配電自動(dòng)化中數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)設(shè)置主要在戶外，這就導(dǎo)致通信節(jié)點(diǎn)受到環(huán)境因素影響較大，一些地區(qū)地形環(huán)境較差，并且存在著惡劣的天氣問(wèn)題。針對(duì)于這一情況，在進(jìn)行數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)布設(shè)過(guò)程中，必須對(duì)其適宜性問(wèn)題予以考慮，能夠因地制宜的選擇建設(shè)方案，以實(shí)現(xiàn)對(duì)配電自動(dòng)化的有效監(jiān)控[3]。2.安全性。數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)在進(jìn)行配電自動(dòng)化監(jiān)控過(guò)程中，若是在設(shè)備遇到故障時(shí)，要避免通信中斷問(wèn)題。這一過(guò)程中，數(shù)據(jù)通信節(jié)點(diǎn)設(shè)置時(shí)，RTU/FTU與主站之間的通信要不受影響，并且確保信號(hào)通路的可靠，使配電自動(dòng)化處于一個(gè)安全的監(jiān)控環(huán)境下。3.經(jīng)濟(jì)性。數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)建設(shè)對(duì)配電自動(dòng)化發(fā)展起到了一定的輔助作用，其投資不能過(guò)多，保證DMS系統(tǒng)的整體經(jīng)濟(jì)效益。4.開放性。配電自動(dòng)化中數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的建設(shè)，必須堅(jiān)持開放性的原則，使系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)子系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息交流和共享，在確保系統(tǒng)功能的同時(shí)，減少數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的建設(shè)投資。

二、配電自動(dòng)化中的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)應(yīng)用方案分析

2.1通信技術(shù)選擇在進(jìn)行通信技術(shù)選擇過(guò)程中，要注重把握配電自動(dòng)化建設(shè)的實(shí)際情況，做好妥善安排，使通信技術(shù)與通信系統(tǒng)建設(shè)需要保持一致性。關(guān)于常用的通信技術(shù)，主要涉及以下幾點(diǎn)：1.以太網(wǎng)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。該技術(shù)又被稱為“GPON”技術(shù)，是一種基于ITU-TG.984.X標(biāo)準(zhǔn)的最新一代寬帶無(wú)源光綜合接入標(biāo)準(zhǔn)，該技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中，具有高帶寬、高效率、覆蓋范圍廣等優(yōu)勢(shì)，能夠?yàn)橛脩艚尤胩峁└嗟剡x擇。在對(duì)GPON技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)木C合化改造，從而使數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)更好地滿足實(shí)際情況，提升數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的性能水平。2.載波通信技術(shù)。載波通信技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中，借助于10kV配電線路作為數(shù)據(jù)傳輸通道，利用FSK和調(diào)頻技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。3.無(wú)線專網(wǎng)通信技術(shù)。無(wú)線專網(wǎng)通信技術(shù)對(duì)WIFI技術(shù)進(jìn)行了利用，在對(duì)WIFI技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，對(duì)2.4GUHF或5GSHFISM射頻頻段進(jìn)行了應(yīng)用，使無(wú)線局域網(wǎng)得到密碼保護(hù)，提升了無(wú)線專網(wǎng)通信技術(shù)的安全性和可靠性。目前在對(duì)WIFI技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，對(duì)802.11ad進(jìn)行利用，該標(biāo)準(zhǔn)最高傳輸速度可達(dá)到4.6Gbps，比當(dāng)前的802.11ac提升了4倍。

三、配電自動(dòng)化中數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法分析

1、線路設(shè)計(jì)。在線路設(shè)計(jì)過(guò)程中，根據(jù)系統(tǒng)情況，借助于以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)配電主站與其他分站的有效連接，以實(shí)現(xiàn)數(shù)字信息的有效轉(zhuǎn)換。在線路設(shè)計(jì)過(guò)程中，要注重做好數(shù)字信息的有效轉(zhuǎn)換，一般利用轉(zhuǎn)換器或是交換器等設(shè)備，使中央集成系統(tǒng)能夠?qū)Ω鱾€(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行控制，保證數(shù)據(jù)信息的可靠傳輸。同時(shí)，隨著配電網(wǎng)建設(shè)的復(fù)雜性不斷提升，需要對(duì)無(wú)線接收器和發(fā)射器設(shè)備做好妥善地安排，能夠?qū)崿F(xiàn)通信方式的多樣化發(fā)展。此外，在線路建設(shè)過(guò)程中，要注重對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施做好完善工作。供電公司在這一過(guò)程中，要注重加快通信線路建設(shè)，構(gòu)建智能配電專用通信網(wǎng)絡(luò)，敷設(shè)專用的線路，使通信的質(zhì)量和效率得到更好地提升。在進(jìn)行配電自動(dòng)化監(jiān)控過(guò)程中，為了保證監(jiān)控效果，要注重做好數(shù)據(jù)的分析和處理，能夠?qū)ε潆娋€路的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，在出現(xiàn)故障問(wèn)題后，能夠第一時(shí)間對(duì)故障進(jìn)行解決，以保證通信系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。2、協(xié)議設(shè)計(jì)。通信協(xié)議設(shè)計(jì)關(guān)系到了配電自動(dòng)化中數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，在協(xié)議設(shè)計(jì)方面，主要借助于IP協(xié)議或是TCP協(xié)議，使系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸具有穩(wěn)定性，并能夠保證系統(tǒng)的可拓展性[4]。由于配電站規(guī)模較大，需要更多地?cái)?shù)據(jù)通信節(jié)點(diǎn)，在協(xié)議設(shè)計(jì)方面，需要采取多地址的分配方式，以滿足當(dāng)下智能電網(wǎng)的發(fā)展需要。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的通信協(xié)議設(shè)計(jì)時(shí)，可以借助于GPRS或是GSM通信，或是將GPRS通信與GSM通信進(jìn)行結(jié)合，以保證數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的功能和作用。協(xié)議設(shè)計(jì)過(guò)程中，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，無(wú)線通信得到了廣泛地應(yīng)用，這使得GPRS通信方式發(fā)揮了更加強(qiáng)大的功能和作用[5]。但是在進(jìn)行協(xié)議應(yīng)用過(guò)程中，要注重對(duì)協(xié)議設(shè)計(jì)做好評(píng)估工作，能夠?qū)ο到y(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，使通信協(xié)議的優(yōu)勢(shì)得到發(fā)揮。3、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備的設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)在配電自動(dòng)化發(fā)展中的應(yīng)用，注重對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行有效監(jiān)控，為了滿足實(shí)際需要，必須對(duì)數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備的應(yīng)用情況予以把握，保證網(wǎng)絡(luò)通信的可靠性。在對(duì)數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備選擇及應(yīng)用過(guò)程中，要確保設(shè)備的可維護(hù)性，以增強(qiáng)配電網(wǎng)應(yīng)用的長(zhǎng)遠(yuǎn)性。數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要對(duì)設(shè)備做好運(yùn)維管理工作。在進(jìn)行設(shè)備維護(hù)過(guò)程中，需要結(jié)合數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)情況，制定針對(duì)性的設(shè)計(jì)方案，能夠使運(yùn)維人員做好定期維護(hù)，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中可能出現(xiàn)的安全隱患問(wèn)題做好妥善解決，以確保配電自動(dòng)化發(fā)展的可靠性。

結(jié)束語(yǔ)：

在配電自動(dòng)化中對(duì)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的應(yīng)用，要注重把握數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的功能和作用，保證數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)對(duì)配電站運(yùn)行情況予以有效監(jiān)測(cè)，以保證配電自動(dòng)化運(yùn)行的可靠性。數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中，要結(jié)合配電自動(dòng)化發(fā)展的情況，做好每一個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)工作，使數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)能夠有效監(jiān)控，對(duì)配電運(yùn)行情況進(jìn)行可靠反饋，以滿足系統(tǒng)實(shí)際需求。

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作者:曾祥容 單位:香港中文大學(xué)