配电自动化通信技术研究

戴晖

摘 要：通信系统是配电自动化系统的组成部分，是配电网络调度中心完成对远处终端设备的数据传送、收集以及从事操控的必需手段。把控制中心下达的任务命令转发给各个执行部门或者远处终端设备，把远处监控单元所整理搜集来的各样信息上传给控制中心，进而达到对配电网络系统稳定工作以及对危险事故时的监控、保护、操控以及配电管理的自动化。

关键词：配电自动化；通信技术；数据传送

配电自动化的特点是将计算机应用技术、全自动操控技术、数据通信技术以及信息的管理技术集于一身的综合型信息管理系统。远处数据的搜集、远方操控、事故定位与分离、以及负荷移动等诸多功能得以发挥，都严重依靠于远处终端设备与主站间的通信设施。配电自动化系统的工作需要依靠有效且稳定的通信技术。

1 通信系统的设计方案

配电网络的终端数目众多，网络构成也较为复杂，然而其通信通道建设却比薄弱。此外，配电自动化的信息采集与远方控制对通信的具体要求各不相同。大体说来对于大多配电系统的通信设备都是暴露在室外，它们需要受到来自各种恶劣自然环境的威胁以及电磁的侵扰，与此同时还必须充分考虑到方便日常的维护工作，因而需要保证充分的可靠性。

根据地理气候条件，构建无线宽带专网、光纤通信网、中压PLC载波、短距离无线通信共同交互耦合的通信网，是当前较为有利的组网方案。多种通信方式共同交互耦合，符合电力通信专网的演进策略。在建设初期，通信的业务量相对较小，覆盖面大，而光纤的造价较高，全光纤网不满足经济性组网需求，采用此种组网方案可在建设初期减少投资，同时便于日后通信业务量增加时的通信网络改造升级。同时，现有的GPRS公网并不可靠，属于非实时和安全性很低的网络，难以满足配电自动化需求。而无线专网具有可靠性高、实现性和安全性高的特点，可满足集抄业务安全性以及配电自动化业务实时性的要求。在使用上，无线专网将逐步作为稀疏地区光纤通信盲点的补充，且进一步将其作为光纤网络的备份系统和应急系统，从而提高电力通信网络的可靠性。

2 自动化通信系统的主要功能及可行性分析

配电终端互相间的通信，就是指各FTU能够实现与所属TTU互相间的通信。因为各FTU与其所属TTU距离比较小，电缆通信方式作为一种性价比很高的通信手段，具有高度的稳定性，所以可在各FTU与所属TTU间设立电缆，并应用RS-485的通信方式。对于通信系统的介质，应选用具有屏蔽功能的普通通信电缆及双绞线。各FTU将从所属TTU收集到的信息、数据不予任何加工、处理，直接传送到主站系统，统一由主站系统进行数据的加工、处理。相反，来自配电网中心主站的指令下达到对应的FTU，经过FTU的判断，当为FTU指令时，将由FTU作出回应；经过FTU的判断，如果为TTU指令时，则FTU需要把指令传送给TTU，这是应由TTU作出回应。原因是FTU不会对属于TTU的指令做出任何回应，因此，针对FTU及TTU的应用类型不会受到任何限制。

到2010年，国内供电企业基本已建成覆盖全部变电站的光纤通信网。以此为基础，以变电站为起点建设10kV线路段的电力通信网，即可完成配网段的电力专网。配电自动化通信系统的可行性主要体现在技术方面，即光纤、PON技术已经成熟，供应厂商有华为、中兴等知名企业，在电力行业中已有很多应用实例，是国网公司电力光纤、配电自动化、调度通信系统等项目的推荐技术。无线宽带方面，国内有自主知识产权的Mcwill、LT800产品，也有Wimax等国际标准产品，且已在少数省网公司的用电信息采集系统以及铁路、机场等工业专网中有所应用。

3 通信系统自动化技术规约

因为馈线自动化系统中具有多个通信点，然而通信的数据信息量太少，所以这种在调度自动化过程中选用相对较多的循环式CDT规约以及查询式的POLLING花费时间过长的办法并不适合实际问题的解决。当前，世界电工委员会确定的IEC 870-5-101规约是目前来说较为适合配电自动化系统的通信规约。

3.1 IEC 870-5-101规约用户数据分类

在自动化的配电系统信息数据传输中，对于很多信息数据极为重要，必须立刻进行传输，它们拥有很高的传输优先性；而对于一些数据信息传输的优先性很低，可以进行比较慢的传输。从以上原则的角度考虑，在实际配电自动化系统中，为了确保优先、迅速传输事故状态数据信息以及迅速实现事故识别，并迅速完成事故状态的隔离及恢复供电，把负荷开关的变更状态及电力系统的事故信号等关键信息作为优先数据信息来进行解决；而电流、电压以及功率等其它的测量量则作为二级的用户数据信息来进行解决；对于有关脉冲量及统计量都为视为慢数据信息来进行处理。

3.2 通信系统规约程序流程

对于主站向终端发布的指令时有初始化、对时、总召唤、一级数据信息查询、二级数据信息查询、刀闸（或为开关）以及全站总复归等等，而对于终端的回应报文则有遥测量、遥信量以及确认等。

通过初始化等相关步骤，主站方面就可针对终端进行常规的报文询问，此后将依据回答报文以及标志位的不同，发射出不同的报文，以此得到所需要的数据信息。IEC 870-5-101规约在平衡传输过程中，询问呼唤二级用户信息数据变化以及定点呼唤每组返送的信息数据有没有FT1.2帧长样式操控中的要求访问位ACD-1。当出现上述情况，主站则利用“请求一级用户信息数据”来向终端实施请求。IEC 870-5-101规约处在非不平衡的传输过程中时，将会应用快速-校对、验证-过程采集一级用户的数据信息。具体的程序流程如下图所示。

通信流程示意图

4 配电自动化通信技术优势

综合运用EPON、宽带无线、PLC、WSN等技术率先建立基于复合通信的电力用电信息实时采集系统，建设跨业务“配用电一体化通信网络平台”，开展配网自动化建设，可有效促进电网安全、可靠、高效供电，提高服务水平。从技术与实践两方面研究电力通信网建设方式和运维模式，对建设具备系统自愈、用户互动、高效运行和分布式能源灵活接入等功能的智能电网具有决定性作用。

5 结束语

实际生活中的配电自动化通信系统应做到整体规划、分析并结合实际、优化设计方案以及实现信息资源的全面共享。在具体的设计方案问题上，应以光纤来构成通信网络的主干线，利用双纤通道保护环方式，以此形成区域光的自愈环。配电系统一方面可规范现场设备进行数据信息采集等工作，另一方面又可便捷地实现与其他自动化系统数据信息的交换。

参考文献

[1]刘健，倪建立，邓永辉.配电自动化[M].北京：中国水利水电出版社，1999.

[2]郑力明，刘伟平，等.以太源光网络技术及其系统设计[J].电信科学，2004，20（4）：8-11.

[3]马军.配网自动化相关技术的研究[D].西安：西安理工大学，2004.endprint

摘 要：通信系统是配电自动化系统的组成部分，是配电网络调度中心完成对远处终端设备的数据传送、收集以及从事操控的必需手段。把控制中心下达的任务命令转发给各个执行部门或者远处终端设备，把远处监控单元所整理搜集来的各样信息上传给控制中心，进而达到对配电网络系统稳定工作以及对危险事故时的监控、保护、操控以及配电管理的自动化。

关键词：配电自动化；通信技术；数据传送

配电自动化的特点是将计算机应用技术、全自动操控技术、数据通信技术以及信息的管理技术集于一身的综合型信息管理系统。远处数据的搜集、远方操控、事故定位与分离、以及负荷移动等诸多功能得以发挥，都严重依靠于远处终端设备与主站间的通信设施。配电自动化系统的工作需要依靠有效且稳定的通信技术。

1 通信系统的设计方案

配电网络的终端数目众多，网络构成也较为复杂，然而其通信通道建设却比薄弱。此外，配电自动化的信息采集与远方控制对通信的具体要求各不相同。大体说来对于大多配电系统的通信设备都是暴露在室外，它们需要受到来自各种恶劣自然环境的威胁以及电磁的侵扰，与此同时还必须充分考虑到方便日常的维护工作，因而需要保证充分的可靠性。

根据地理气候条件，构建无线宽带专网、光纤通信网、中压PLC载波、短距离无线通信共同交互耦合的通信网，是当前较为有利的组网方案。多种通信方式共同交互耦合，符合电力通信专网的演进策略。在建设初期，通信的业务量相对较小，覆盖面大，而光纤的造价较高，全光纤网不满足经济性组网需求，采用此种组网方案可在建设初期减少投资，同时便于日后通信业务量增加时的通信网络改造升级。同时，现有的GPRS公网并不可靠，属于非实时和安全性很低的网络，难以满足配电自动化需求。而无线专网具有可靠性高、实现性和安全性高的特点，可满足集抄业务安全性以及配电自动化业务实时性的要求。在使用上，无线专网将逐步作为稀疏地区光纤通信盲点的补充，且进一步将其作为光纤网络的备份系统和应急系统，从而提高电力通信网络的可靠性。

2 自动化通信系统的主要功能及可行性分析

配电终端互相间的通信，就是指各FTU能够实现与所属TTU互相间的通信。因为各FTU与其所属TTU距离比较小，电缆通信方式作为一种性价比很高的通信手段，具有高度的稳定性，所以可在各FTU与所属TTU间设立电缆，并应用RS-485的通信方式。对于通信系统的介质，应选用具有屏蔽功能的普通通信电缆及双绞线。各FTU将从所属TTU收集到的信息、数据不予任何加工、处理，直接传送到主站系统，统一由主站系统进行数据的加工、处理。相反，来自配电网中心主站的指令下达到对应的FTU，经过FTU的判断，当为FTU指令时，将由FTU作出回应；经过FTU的判断，如果为TTU指令时，则FTU需要把指令传送给TTU，这是应由TTU作出回应。原因是FTU不会对属于TTU的指令做出任何回应，因此，针对FTU及TTU的应用类型不会受到任何限制。

到2010年，国内供电企业基本已建成覆盖全部变电站的光纤通信网。以此为基础，以变电站为起点建设10kV线路段的电力通信网，即可完成配网段的电力专网。配电自动化通信系统的可行性主要体现在技术方面，即光纤、PON技术已经成熟，供应厂商有华为、中兴等知名企业，在电力行业中已有很多应用实例，是国网公司电力光纤、配电自动化、调度通信系统等项目的推荐技术。无线宽带方面，国内有自主知识产权的Mcwill、LT800产品，也有Wimax等国际标准产品，且已在少数省网公司的用电信息采集系统以及铁路、机场等工业专网中有所应用。

3 通信系统自动化技术规约

因为馈线自动化系统中具有多个通信点，然而通信的数据信息量太少，所以这种在调度自动化过程中选用相对较多的循环式CDT规约以及查询式的POLLING花费时间过长的办法并不适合实际问题的解决。当前，世界电工委员会确定的IEC 870-5-101规约是目前来说较为适合配电自动化系统的通信规约。

3.1 IEC 870-5-101规约用户数据分类

在自动化的配电系统信息数据传输中，对于很多信息数据极为重要，必须立刻进行传输，它们拥有很高的传输优先性；而对于一些数据信息传输的优先性很低，可以进行比较慢的传输。从以上原则的角度考虑，在实际配电自动化系统中，为了确保优先、迅速传输事故状态数据信息以及迅速实现事故识别，并迅速完成事故状态的隔离及恢复供电，把负荷开关的变更状态及电力系统的事故信号等关键信息作为优先数据信息来进行解决；而电流、电压以及功率等其它的测量量则作为二级的用户数据信息来进行解决；对于有关脉冲量及统计量都为视为慢数据信息来进行处理。

3.2 通信系统规约程序流程

对于主站向终端发布的指令时有初始化、对时、总召唤、一级数据信息查询、二级数据信息查询、刀闸（或为开关）以及全站总复归等等，而对于终端的回应报文则有遥测量、遥信量以及确认等。

通过初始化等相关步骤，主站方面就可针对终端进行常规的报文询问，此后将依据回答报文以及标志位的不同，发射出不同的报文，以此得到所需要的数据信息。IEC 870-5-101规约在平衡传输过程中，询问呼唤二级用户信息数据变化以及定点呼唤每组返送的信息数据有没有FT1.2帧长样式操控中的要求访问位ACD-1。当出现上述情况，主站则利用“请求一级用户信息数据”来向终端实施请求。IEC 870-5-101规约处在非不平衡的传输过程中时，将会应用快速-校对、验证-过程采集一级用户的数据信息。具体的程序流程如下图所示。

通信流程示意图

4 配电自动化通信技术优势

综合运用EPON、宽带无线、PLC、WSN等技术率先建立基于复合通信的电力用电信息实时采集系统，建设跨业务“配用电一体化通信网络平台”，开展配网自动化建设，可有效促进电网安全、可靠、高效供电，提高服务水平。从技术与实践两方面研究电力通信网建设方式和运维模式，对建设具备系统自愈、用户互动、高效运行和分布式能源灵活接入等功能的智能电网具有决定性作用。

5 结束语

实际生活中的配电自动化通信系统应做到整体规划、分析并结合实际、优化设计方案以及实现信息资源的全面共享。在具体的设计方案问题上，应以光纤来构成通信网络的主干线，利用双纤通道保护环方式，以此形成区域光的自愈环。配电系统一方面可规范现场设备进行数据信息采集等工作，另一方面又可便捷地实现与其他自动化系统数据信息的交换。

参考文献

[1]刘健，倪建立，邓永辉.配电自动化[M].北京：中国水利水电出版社，1999.

[2]郑力明，刘伟平，等.以太源光网络技术及其系统设计[J].电信科学，2004，20（4）：8-11.

[3]马军.配网自动化相关技术的研究[D].西安：西安理工大学，2004.endprint

摘 要：通信系统是配电自动化系统的组成部分，是配电网络调度中心完成对远处终端设备的数据传送、收集以及从事操控的必需手段。把控制中心下达的任务命令转发给各个执行部门或者远处终端设备，把远处监控单元所整理搜集来的各样信息上传给控制中心，进而达到对配电网络系统稳定工作以及对危险事故时的监控、保护、操控以及配电管理的自动化。

关键词：配电自动化；通信技术；数据传送

配电自动化的特点是将计算机应用技术、全自动操控技术、数据通信技术以及信息的管理技术集于一身的综合型信息管理系统。远处数据的搜集、远方操控、事故定位与分离、以及负荷移动等诸多功能得以发挥，都严重依靠于远处终端设备与主站间的通信设施。配电自动化系统的工作需要依靠有效且稳定的通信技术。

1 通信系统的设计方案

配电网络的终端数目众多，网络构成也较为复杂，然而其通信通道建设却比薄弱。此外，配电自动化的信息采集与远方控制对通信的具体要求各不相同。大体说来对于大多配电系统的通信设备都是暴露在室外，它们需要受到来自各种恶劣自然环境的威胁以及电磁的侵扰，与此同时还必须充分考虑到方便日常的维护工作，因而需要保证充分的可靠性。

根据地理气候条件，构建无线宽带专网、光纤通信网、中压PLC载波、短距离无线通信共同交互耦合的通信网，是当前较为有利的组网方案。多种通信方式共同交互耦合，符合电力通信专网的演进策略。在建设初期，通信的业务量相对较小，覆盖面大，而光纤的造价较高，全光纤网不满足经济性组网需求，采用此种组网方案可在建设初期减少投资，同时便于日后通信业务量增加时的通信网络改造升级。同时，现有的GPRS公网并不可靠，属于非实时和安全性很低的网络，难以满足配电自动化需求。而无线专网具有可靠性高、实现性和安全性高的特点，可满足集抄业务安全性以及配电自动化业务实时性的要求。在使用上，无线专网将逐步作为稀疏地区光纤通信盲点的补充，且进一步将其作为光纤网络的备份系统和应急系统，从而提高电力通信网络的可靠性。

2 自动化通信系统的主要功能及可行性分析

配电终端互相间的通信，就是指各FTU能够实现与所属TTU互相间的通信。因为各FTU与其所属TTU距离比较小，电缆通信方式作为一种性价比很高的通信手段，具有高度的稳定性，所以可在各FTU与所属TTU间设立电缆，并应用RS-485的通信方式。对于通信系统的介质，应选用具有屏蔽功能的普通通信电缆及双绞线。各FTU将从所属TTU收集到的信息、数据不予任何加工、处理，直接传送到主站系统，统一由主站系统进行数据的加工、处理。相反，来自配电网中心主站的指令下达到对应的FTU，经过FTU的判断，当为FTU指令时，将由FTU作出回应；经过FTU的判断，如果为TTU指令时，则FTU需要把指令传送给TTU，这是应由TTU作出回应。原因是FTU不会对属于TTU的指令做出任何回应，因此，针对FTU及TTU的应用类型不会受到任何限制。

到2010年，国内供电企业基本已建成覆盖全部变电站的光纤通信网。以此为基础，以变电站为起点建设10kV线路段的电力通信网，即可完成配网段的电力专网。配电自动化通信系统的可行性主要体现在技术方面，即光纤、PON技术已经成熟，供应厂商有华为、中兴等知名企业，在电力行业中已有很多应用实例，是国网公司电力光纤、配电自动化、调度通信系统等项目的推荐技术。无线宽带方面，国内有自主知识产权的Mcwill、LT800产品，也有Wimax等国际标准产品，且已在少数省网公司的用电信息采集系统以及铁路、机场等工业专网中有所应用。

3 通信系统自动化技术规约

因为馈线自动化系统中具有多个通信点，然而通信的数据信息量太少，所以这种在调度自动化过程中选用相对较多的循环式CDT规约以及查询式的POLLING花费时间过长的办法并不适合实际问题的解决。当前，世界电工委员会确定的IEC 870-5-101规约是目前来说较为适合配电自动化系统的通信规约。

3.1 IEC 870-5-101规约用户数据分类

在自动化的配电系统信息数据传输中，对于很多信息数据极为重要，必须立刻进行传输，它们拥有很高的传输优先性；而对于一些数据信息传输的优先性很低，可以进行比较慢的传输。从以上原则的角度考虑，在实际配电自动化系统中，为了确保优先、迅速传输事故状态数据信息以及迅速实现事故识别，并迅速完成事故状态的隔离及恢复供电，把负荷开关的变更状态及电力系统的事故信号等关键信息作为优先数据信息来进行解决；而电流、电压以及功率等其它的测量量则作为二级的用户数据信息来进行解决；对于有关脉冲量及统计量都为视为慢数据信息来进行处理。

3.2 通信系统规约程序流程

对于主站向终端发布的指令时有初始化、对时、总召唤、一级数据信息查询、二级数据信息查询、刀闸（或为开关）以及全站总复归等等，而对于终端的回应报文则有遥测量、遥信量以及确认等。

通过初始化等相关步骤，主站方面就可针对终端进行常规的报文询问，此后将依据回答报文以及标志位的不同，发射出不同的报文，以此得到所需要的数据信息。IEC 870-5-101规约在平衡传输过程中，询问呼唤二级用户信息数据变化以及定点呼唤每组返送的信息数据有没有FT1.2帧长样式操控中的要求访问位ACD-1。当出现上述情况，主站则利用“请求一级用户信息数据”来向终端实施请求。IEC 870-5-101规约处在非不平衡的传输过程中时，将会应用快速-校对、验证-过程采集一级用户的数据信息。具体的程序流程如下图所示。

通信流程示意图

4 配电自动化通信技术优势

综合运用EPON、宽带无线、PLC、WSN等技术率先建立基于复合通信的电力用电信息实时采集系统，建设跨业务“配用电一体化通信网络平台”，开展配网自动化建设，可有效促进电网安全、可靠、高效供电，提高服务水平。从技术与实践两方面研究电力通信网建设方式和运维模式，对建设具备系统自愈、用户互动、高效运行和分布式能源灵活接入等功能的智能电网具有决定性作用。

5 结束语

实际生活中的配电自动化通信系统应做到整体规划、分析并结合实际、优化设计方案以及实现信息资源的全面共享。在具体的设计方案问题上，应以光纤来构成通信网络的主干线，利用双纤通道保护环方式，以此形成区域光的自愈环。配电系统一方面可规范现场设备进行数据信息采集等工作，另一方面又可便捷地实现与其他自动化系统数据信息的交换。

参考文献

[1]刘健，倪建立，邓永辉.配电自动化[M].北京：中国水利水电出版社，1999.

[2]郑力明，刘伟平，等.以太源光网络技术及其系统设计[J].电信科学，2004，20（4）：8-11.

[3]马军.配网自动化相关技术的研究[D].西安：西安理工大学，2004.endprint