配网自动化通信结构体系设计研究

配网自动化通信结构体系设计研究

梁思琪

肇庆市恒电电力有限公司端州分公司 广东 肇庆 526020

摘要：现阶段，伴随着科学技术手段的不断进步，电网建设的智能化与自动化已经迎来了实现的契机，我国一些电力企业依托发达的技术，已经实现了自身的升级与改造，建立起了配网自动化网络系统，并且已经呈现出日趋成熟的发展态势。与此同时，许多电网运营企业在不断发展的进程中构建起了集成程度较高且网络化较强的信息管理系统，这为科学化决策创造了良好的环境。本文研究了配网自动化通信结构的体系设计。

关键词：配网自动化；通信结构；体系设计

引言：对配网自动化通信系统进行优化、完善与修改，可以为实现规范化管理供配电工作提供有利的条件，同时，还能够有效增强供电系统运行过程中的稳定性与安全性，这样一来，工作人员在后续的维护以及出现故障之后的抢修过程中都会减少许多的麻烦。不仅如此，还能够在很大程度上避免季节性供电矛盾现象的产生，并有效防止窃电、偷电等违法行为的产生。由此可见，对配网自动化通信结构进行优化有着十分深远的意义。

1 配网通信方式

在配电自动化系统中,通讯系统所扮演的主要角色尤其是信息处理中心和信息高速公路,占据了非常关键的地位。而与此同时,在配电自动化系统中所涉及的每一个子系统,及其控制中心在发出并实施每一项控制指令的过程中,通信系统都起到了十分重要的角色,并且,在控制系统中所有数据的收集、分析和处理,都与通信系统脱不开关联。从供配电领域中可以使用到的通信方法上来说,也是存在着比较多的选择的。从大体上来说,主要可以分成无线和有线两类。首先,无线通信方式还可以分为PM、AM、FM等基本无线电通信，微波一点多址广播通信、卫星移动通信以及无线寻呼和数控电台通信等；第二，有线通信主要包括电视通信总线专网、架空线缆、载波通信光缆以及广播电话等^[1]。

在对配网自动化通信结构进行设计时，最重要的就是保证信息传输的稳定性、安全性、便捷性以及先进性，值得一提的是，在通信系统的设计过程中，还要保障其拥有较强的可持续改进性，为后续的维护以及更新创造良好的便利条件。配电系统的通信系统在设计期间内，首要任务就是要选择正确的通信方式，之后,才可以进行系统设备选择和关键技术的选型,以确保所有电子设备的基本技术参数以及所用到的关键技术都能够和通讯方式相互契合,以便达到通信系统工作的最高效率。层次化架构设计也是在配电及通讯体系中比较普遍的一个设计方式,其中所用到的设备一般为二到三层次的架构。以使用二级的系统为作例子来说,一方面,系统中包含了配电系统主站与配电子站,或者是配电系统汇接站之间的通讯网络,在这里使用到的通信形式主要是骨干光纤通信网络。而另一方面,系统中还包含配电子站与配电应用系统中各部分的通讯网络,这里使用到的通讯方式主要是经由无线公网、无线通信、光缆、系统中现存的中压配电线载波等许多种通信技术结合所形成的组合模式完成的。

2 配电通信网络体系结构设计

2.1 配电通信网络体系结构

配电通信网络有着相对固定的传输规约，并且国际层面以及电力行业都对这方面内容做出了有关规定，并制定了行业通行标准。通常来说，应用层、数据链路层以及物理层是配网自动化通信体系中常用的三层结构体系，体系中所包含的通信波形、软件平台和通信硬件平台三者之间相互支撑。第一，通信波形为组件模块化设计，其主要作用就是支撑通信运行环境，其中主要包括链路层、安全组件、网络组件和物理层等,这些组件通常都具有较优秀的可持续更新性能,为今后的维护工作提供了优越的条件。第二,软件平台,这部分内容基本包含硬件数据处理软件、网络通信的核心架构系统软件以及嵌入式操作系统等,能够对整个系统中的网络通信硬件平台实现更高效的集中管理。第三,网络通信硬件平台,这项构成内容的主要功能是为信道传送模块、信号处理模块和射频通信等流程的工作提供强有力的支撑力量^[2]。

2.2 配网三层结构设计

配网三层架构基本是由三方面内容构成的：第一，配电自动化中心主站层，这也是配网三层架构中的最高层，处于整个配网自动化系统中的核心地位。它的主要功能就是对系统的整体进行控制和管理，并对整个系统运行的状态进行监视，针对其中的状况进行分析，除此之外，还要完成协调各个配电子站的工作，并翻译和解释通信规约，从而达成提升配电系统运行质量的目标。不仅如此，配电自动化中心主站层还能显示出各种图形，针对存在的故障进行自动的诊断，并提示系统展开维护工作，对系统中使用到的每一项设备进行有效的控制和管理，并将其调节到良好的运行状态。第二，配电子站层，这方面内容是配网三层架构中的中间层，，它能够完成在RTU、FTU现场的数据收集工作，并向主站上传相应的数据信息，并将这些数据信息下达至各个子站所对应的馈线监控终端设备中。区域变电站一般是配电子站最主要的安装位置，它能够对所在的供电区域内存在的所有故障进行诊断，并将其与无故障电路进行隔离，再将其修复。同时，配电子站层还能够对供电线路的实际运行状况进行监督和控制。第三，配电终端设备层，这方面内容是配网三层架构中的执行层，它的主要功能在于采集各类开关设备、箱式变压器设备、配电变压器设备等设备现场运行的信息，并对这些设备的运行状况进行监督和控制。

3配网通信平台接口设计

3.1通信平台组成

从功能上来看，配网通信平台主要包括三方面的内容，分别是配网终端通信模块、配网通信前置机以及配网通信服务器。从物理结构上来看，配网通信平台还涉及到公用移动网的无线网络，也可以称之为通信依赖的网络。一般来说，高速的局域网内是安装通信前置机和通信服务器的常见位置，配网终端和通信前置机之间的连接基本是借助公用移动网络。除此之外，配网通信系统中也应当应用部分其他类别的通信手段，串口就是一个很典型的例子。

3.2通信平台接口设计

在对配网自动化的通信网络架构进行设计时,所用到的通信平台接口通常都需要符合在国际层面上所使用的规约接口标准,而一般来说,A类接口与B类接口是当前最主要的两个接口形式。A类接口一般指的是一个通信平台的外部接口,而B类接口则一般是指处于数据通信服务器与通信前置机中间的通信平台内接口。一般情况下,A类接口又可区分为不同的种类,分别为A1接口和A2接口。A1接口通常指的是通信服务器与主站层之间所用到的端口,A2接口则是配网终端设备和通信前置机之间使用到的接口。从不同接口的功能作为依据来对接口进行分析，A1类接口能够将主站层包含的服务器进行主动的连接，并向其相关的应用功能子系统下发各种不同类型的数据，是一种客户型接口，A2接口则能够满足应用层在通信规约方面提出的要求，并为其提供正确的通信方式，这里的通信方式基本包括串口这种形式的延伸形式。B类接口则属于一种服务型接口，能够对通信前置机的网络链接服务做出被动的响应。

总结：综上所述，逐步建立健全配网自动化通信体系有着多方面的作用，能够充分提升供电质量和电力企业的服务质量，同时，还能够与人民群众提出的生活需求以及国家建设提出的要求相契合，有效减少电力企业在配电网系统运行过程中投入的成本。推行配网自动化能够为供电系统运行的稳定性、可靠性和安全性提供保障，相信随着5G通信技术、大数据技术等技术手段的全面推广，配网自动化通信系统将会得到更好的发展，从而发挥出更大的作用。

参考文献：

[1]陈冠宇.配网自动化通信结构体系设计[J].通信电源技术,2020,37(12):124-126.DOI:10.19399/j.cnki.tpt.2020.12.041.

[2]陈宇浩.配网自动化的关键技术分析及运行维护[J].电子技术与软件工程,2020(12):109-110.