配电网自动化通信系统的研究分析

配电网自动化通信系统的研究分析

段承辉

（国网山西省电力公司检修分公司山西太原030032）

摘要：配网自动化通信系统是配网自动化系统中的重要环节，同时也是配网自动化系统的核心部位，它的主要功能是采集配电网数据、优化配电网的运行状态等。本文主要对配电网自动化通信系统进行了具体的分析，希望可以给配网自动化通信系统工作提供参考。

关键词：配网自动化；通信系统；研究

1、配电网自动化系统的基本结构

1.1配网控制中心层

1.1.1配网控制中心主站

配网控制中心主站是配电自动化系统的最高层，也是整个配电网监控、管理的核心，它的基本功能是从整体上控制和监测配电网，对配电网的运行状态进行分析，协调控制配电子网之间的关系，以有效管理配电网络，使配电系统正常达到最优的运行状态。配网控制中心层还可以实现管理人员和计算机之间的交互，进而完成各项基本工作，比如设备管理、系统维护、打印报表、和其他系统交换信息等，而且还具备控制调节可控装置的功能。

1.1.2远程配网控制分中心

远程配网控制分中心是系统中某个地区的管理层，主要监控该地区的配网。

1.2站控终端层

在配网自动化系统中，监控设备的点面多且广，配网自自动化主站不能完成所有的站端监控设备的连接，因此还需要在站端监控设备和主站之间增设一级站控终端，该终端能够给配网控制中心的通信处理机传达由RTU和FTU采集的各种信息。除此之外，监控子站还可以诊断该区域内系统中出现的故障，并对其进行隔离和恢复。站端通常设置在变电站中或者大型的开闭所里，在向下属的馈线监控终端和配电自动化主站通信时可以采用多种通信方式[2]。

1.3配电终端设备层

位于配电自动化系统最底层的是配电终端设备层，它的主要功能是采集各项现场信息并对系统进行监控。

通过配电网系统各层次之间的有机结合和协调运行，才得以完成配电网的监控和管理工作。

2、配网自动化通信系统

2.1配电自动化通信系统结构

配网自动化通信系统可主要分为三个层次，分别是:配网控制中心一远程配网控制分中心；配网控制中心一站控终端；站控终端一配电终端。具体的系统结构图见图1.

2.2配网控制中心——远程配网控制分中心

2.2.1光纤收发器

光纤收发器的主要特点是通信速率比较高，并且可以直接应用到远程配网控制中心到配网控制中心的通信中。这种通信方式的最大可以达到100M的通信速率。但不足之处是总是需要一对直达光纤。

2.2.2SDH2M+路由器

SDH2M+路由器的主要优点是可以节约通信信道资源，但由于传输速度比较慢，在一定程度上制约了分中心到控制中心的传输速度。

2.3配网控制中心——站控终端

站控终端的设置位置通常为变电站或者大型开闭所，该方式在变电站到调度中心SDH光纤通信系统的裕度比较大时比较适用。主要分为两种通信方式，分别为SDH2M+路由器和SDH64K。SDH2M+路由器的优点是通信速率高、可靠性强，可以较快的解决各种系统故障问题并及时恢复供电。不足之处为占用的通信资源较多。SDH64K的优点是通信通道少，不足之处为容易出现站端到控制中心的瓶颈现象。

2.4站控终端——配电终端层

2.4.1站控终端——馈线主干线上的FTU通信

该通信方式主要采用光纤以太网通信方式。该方式的优点为:

(1)通信速度比较快，提高了整个系统的实时性。信道上传递的信息更多了。当多个FTU共享通道集中在一起时，实时性指标就会随着数量的增多而逐渐下降，导致控制时间变长。

(2)配电系统的自动化功能得到进一步分布。故障的诊断和隔离在集中模式下需要依赖站端收集的信息。配电终端在新的对等模式下可以实现信息互换。这种交流使故障发生部位更加明确。

(3)实现了设备之间的互相冗余。配网系统中有很多设备，比如通信线路、站控终端和配电终端等。因此故障的发生要尽量避免影响到整个系统。传统的集中通信模式可以完成光纤通信的双环自愈。

(4)信息路由简单容易操作。以太网的结构为分层体系，设备之间的信息路由可以通过网桥和路由器在IP层之间实现，可以通过应用层也可以通过路由信息。

(5)提高了配网系统的技术指标。配网自动化系统中的两个最关键的指标就是馈线故障隔离时间和非故障区段的回复供电时间。两项指标是由系统通信决定的。通信的速度和质量明显提高了，隔离时间和恢复时间也有效缩短了。

(6)配网系统的控制中心、子站和FTU以太网都基于IEC104，达到了三网合一的局面，最终实现配网控制中心的全网监控。三网均遵循相同的标准，是配电系统自动化一体设计系统性的有效体现。

2.4.2馈线主干线上的FTU和馈线分支线上的FTU、TTU通信

馈线主干线上的FTU和馈线支线上的FTU、TTU通信一般采用的专用通信方式为屏蔽双绞线。主要包括两种基本结构:MODEM方式和485总线方式。MODEM和485总线方式分别见图2、图3。

图4485总线方式结构图

通信规约:以上两种通信方式，都采用DNP3.0通信规约。

2.4.3TTU和集抄器通信

TTU和集抄器通信采用485总线方式通信，通信速率≤9600bps，基本结构见图4。

结论：

配网自动化系统主要包括配网控制中心层、站控终端层和配电自动化终端层。配网自动化通信系统主要分为配网控制中心——远程配网控制分中心，配网控制中心——站控终端，站控终端——配电终端三层。不同的层次均有其独特的通信方式和通信规约，通过系统、合理的设计各个层次，从而提高整个通信系统的安全性、可靠性和实用性。

参考文献

[1]李克文,高立克,李果,吴玉燕,孙兵.配电网自动化通信规约测试系统开发与应用[J].广西电力,2011,01:10-12+25.

[2]钟强.一种配电网自动化通信系统的设计方案[J].科技资讯,2011,13:138.