隨著電網(wǎng)智能化水平的不斷提高，電力系統(tǒng)已實現(xiàn)調(diào)度自動化、變電站綜合自動化、配網(wǎng)自動化，下面是小編搜集整理的一篇電力工程師論文投稿：探究配電自動化與通信技術(shù)的論文范文，歡迎閱讀借鑒。

 

　　摘 要： 隨著經(jīng)濟與科技的快速發(fā)展，市場的用電需求越來越大，用戶的用電負荷也日益增長，用戶對電能質(zhì)量的要求越來越高。在供電系統(tǒng)中實施配電自動化，實現(xiàn)對配電網(wǎng)絡(luò)的科學(xué)管理，為用戶提過不間斷的優(yōu)質(zhì)電能，是配電系統(tǒng)當前所面臨的首要問題，而作為配電自動化系統(tǒng)的支撐網(wǎng)絡(luò)——通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，也就尤為重要。

 

　　關(guān)鍵詞： 配電自動化;通信網(wǎng)絡(luò);光纖通信網(wǎng)絡(luò)

 

　　引言

 

　　伴隨著我國經(jīng)濟發(fā)展和城市現(xiàn)代化進程的快速發(fā)展，用電負荷日益增長，用戶對電能質(zhì)量的要求也越來越高，這就需要建設(shè)一個可靠性能高，能夠提供不間斷優(yōu)質(zhì)電能，并且能夠?qū)崿F(xiàn)科學(xué)管理的配電自動化系統(tǒng)。

 

　　配電自動化(DA)是指基于先進的計算機系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，將配電網(wǎng)實時數(shù)據(jù)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和地理圖形進行信息集成、分析、判斷處理，行成一個完整的自動化系統(tǒng)，實現(xiàn)配電網(wǎng)及其設(shè)備在正常運行及異常狀態(tài)下的監(jiān)測、保護、控制、用電和配電的科學(xué)管理。

 

　　1 配電自動化的功能和作用

 

　　1.1 數(shù)據(jù)采集和配電系統(tǒng)監(jiān)控功能

 

　　數(shù)據(jù)采集和配電系統(tǒng)監(jiān)控功能是對配電一次系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集，通過通信網(wǎng)絡(luò)平臺利用先進的通信技術(shù)上傳至監(jiān)控平臺，實現(xiàn)對現(xiàn)場各饋線“三遙”功能，以及設(shè)備狀態(tài)的在線監(jiān)視，具有對一次系統(tǒng)異常事件記錄、負荷曲線變化、歷史事件追憶、實時報警信息、歷史數(shù)據(jù)查閱、事件打印等功能。

 

　　1.2 配電網(wǎng)故障管理功能

 

　　配電一次系統(tǒng)發(fā)生故障通過保護裝置自動切除故障或監(jiān)控中心依據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)上傳數(shù)據(jù)、信息遠程判斷、分析，遙控開關(guān)隔離故障。

 

　　1.3 線損計算、管理功能

 

　　配電一次設(shè)備系統(tǒng)數(shù)據(jù)通過通信網(wǎng)絡(luò)上傳至現(xiàn)場后臺及監(jiān)控中心，監(jiān)控中心根據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)上傳數(shù)據(jù)遠程設(shè)定自動裝置定值，自動裝置根據(jù)裝置定值，自動調(diào)整變壓器有載調(diào)壓開關(guān)分接頭的檔位，無功補償(VQC)裝置自動控制電容器投切，監(jiān)控中心根據(jù)一次系統(tǒng)需求遠程改變運行方式達到母線電壓、無功功率平衡，減小線路損耗。

 

　　1.4 配電網(wǎng)運行管理功能

 

　　該項功能主要包括：自動繪制圖文、設(shè)備管理和地理信息系統(tǒng)(AM/FM/GIS)。以地理圖為背景繪制的單線圖上，分級分層顯示變電站、饋線、變壓器、開關(guān)直至末端負載等，用電的地理位置與有關(guān)設(shè)備參數(shù)等實時數(shù)據(jù)信息。

 

　　2 配電自動化系統(tǒng)的組成

 

　　2.1 配電自動化控制中心

 

　　配電自動化控制中心是基于先進的計算機基礎(chǔ)，通過通信網(wǎng)絡(luò)平臺數(shù)據(jù)共享的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和應(yīng)用程序，是監(jiān)控與管理的核心。配電自動化控制中心從總體上實現(xiàn)配電網(wǎng)的監(jiān)視與控制，分析配電網(wǎng)運行狀態(tài)，協(xié)調(diào)各子站間的關(guān)系。

 

　　2.2 區(qū)域工作層

 

　　由于配電設(shè)備分布廣、設(shè)備多，不可能將所有設(shè)備都與監(jiān)控中心相連，這就需要增加中間一層——區(qū)域工作層，它是以110KV變電站和配電開閉站為中心，對配電網(wǎng)進行劃分，在劃分的各區(qū)域中心設(shè)置配電子站，各子站信息通過通信平臺與控制中心進行數(shù)據(jù)通信。

 

　　2.3 現(xiàn)場設(shè)備層

 

　　現(xiàn)場設(shè)備層包括回路終端(FTU)、配變終端(TTU)、常規(guī)終端(RTU)，統(tǒng)稱為配電自動化終端。主要用于數(shù)據(jù)的采集、綜合分析、上報、遙控命令的接收和執(zhí)行，同時具有異常事件記錄、事件追憶等功能。

 

　　3 配電自動化系統(tǒng)的通信

 

　　要實現(xiàn)配電自動化，需要依靠有效的通信手段，統(tǒng)一的規(guī)約，將控制中心的命令準確地傳送到就地的終端設(shè)備上，并且將分布在各處的反映終端設(shè)備的運行狀況的數(shù)據(jù)信息上傳到監(jiān)控中心，實現(xiàn)監(jiān)控中心對終端設(shè)備的遙控、遙調(diào)功能。

 

　　配電自動化通信網(wǎng)絡(luò)，是搭建配電設(shè)備同配電自動化主站系統(tǒng)間的“通信高速公路”，通過它實現(xiàn)對配電網(wǎng)上各設(shè)備的遠方實時監(jiān)視、控制與協(xié)調(diào)。配電自動化網(wǎng)絡(luò)所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)有上傳監(jiān)控數(shù)據(jù)和下達設(shè)置數(shù)據(jù)。上傳監(jiān)控數(shù)據(jù)：將安裝于環(huán)網(wǎng)柜、開閉所、柱上開關(guān)等電力設(shè)施中的各種監(jiān)控設(shè)備的監(jiān)控數(shù)據(jù)及時準確的上傳到子站或主站系統(tǒng)中;下達設(shè)置數(shù)據(jù)：將子站或主站系統(tǒng)中的設(shè)置數(shù)據(jù)，實時準確的下達到各種監(jiān)控設(shè)備上。

 

　　3.1 通信方式比較

 

　　目前，常用的通信傳輸方式有光纖、電力線載波、電話線、微波、無線電、同軸電纜等。對比各種通信方式的優(yōu)缺點如下：

 

　　光纖通信方式的特點是帶寬高、容量大、傳輸可靠性高、抗干擾能力強、不受環(huán)境條件的影響，是一種高質(zhì)量的傳輸媒介，但需要進行大量的光纜敷設(shè)，除工程技術(shù)要求高之外，工程施工量較大。

 

　　音頻有線通信方式的特點是造價較低，易于實現(xiàn)，缺點是易受環(huán)境的影響，由于音頻電纜與高壓配電線路同桿架設(shè)，高壓輸電線的電磁對音頻電纜干擾較大，影響通信質(zhì)量。

 

　　電力線載波通信的特點是不需要額外布線，可靠性和安全性高于雙絞線和光纖，電力輸電線是傳輸配電自動化數(shù)據(jù)的天然網(wǎng)絡(luò)，因此優(yōu)勢明顯，但由于中低壓電力線路信號衰減大，噪聲豐富，諧波分量多，線路情況復(fù)雜、惡劣，中低壓電力載波上傳輸面臨很多問題。

 

　　對于微波通信、無線通信，由于城市配電網(wǎng)高樓林立，微波通信、無線通信信號不適宜在這種環(huán)境中傳輸。

 

　　綜上所述，在配電自動化網(wǎng)絡(luò)采用的各類通信方式中，光纖通信方式優(yōu)點顯而易見，在各種通信接入技術(shù)中，基于光纖介質(zhì)的PON接入技術(shù)是優(yōu)勢尤為突出，因此在配電自動化網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中建議選擇PON技術(shù)。

 

　　3.2 通信組網(wǎng)方案

 

　　將網(wǎng)絡(luò)層次劃分為3層，即主站控制層、子站通信層和接入通信層。

 

　　3.2.1 子站通信層。光線路終端OLT安裝于110KV變電子站處，與已有的電力通信網(wǎng)相連接，OLT也可以獨立具備支持環(huán)網(wǎng)組網(wǎng)的能力(支持RSTP/MSTP)，當網(wǎng)絡(luò)中某節(jié)點鏈路發(fā)生故障，設(shè)備可快速完成保護倒換。

 

　　3.2.2 接入網(wǎng)通信層。接入通信層主要由ODN和ONU兩部分通信設(shè)備組成，ODN設(shè)備是OLT與ONU之間的通信光鏈路，它將ONU采集到的監(jiān)控數(shù)據(jù)傳輸給子站通信層的OLT，或者將子站或主站信息、控制命令通過ONU傳遞給終端設(shè)備，實現(xiàn)終端控制。ODN根據(jù)配電網(wǎng)常見的單輻射型、手拉手型及環(huán)形三種拓撲結(jié)構(gòu)，靈活的配置1：2/1：4/1：8/1：16等不同的分光器，其中針對1：2的不等比分光器，需要根據(jù)具體安裝節(jié)點選擇不同的分光比。ONU用于采集開閉站、環(huán)網(wǎng)柜、柱上開關(guān)等處FTU/RTU/TTU上的監(jiān)控數(shù)據(jù)，ONU上行需要提供兩個EPON端口，有一個端口故障時，應(yīng)能快速切換到備用端口上;下行需要提供FE接口，考慮一個開閉所、環(huán)網(wǎng)柜或柱上開關(guān)安裝一臺ONU，ONU設(shè)備應(yīng)能提供4或8個FE接口。

 

　　根據(jù)OLT至ONU通道衰減的允許范圍以及ONU的配置經(jīng)驗，結(jié)合具體配電網(wǎng)實際情況，同時充分考慮今后網(wǎng)絡(luò)的擴容、改造和升級，初期網(wǎng)絡(luò)應(yīng)預(yù)留足量的光功率余量，因此對于建網(wǎng)可做如下考慮：當節(jié)點數(shù)超過ONU及分光器控制數(shù)量時，將網(wǎng)絡(luò)進行拆分，新增光芯以減少分光器級數(shù)及通道衰減;分光器和光纖連接多采用熔接方式，盡量減少活接頭數(shù)量，以減少鏈路損壞和鏈路潛在故障點;在有潛在擴容需求的位置，可以考慮使用活動連接器，方便后續(xù)擴容，或者預(yù)先安裝一個分光器，預(yù)留分支接口。

 

　　3.3 配電自動化網(wǎng)絡(luò)方案拓撲設(shè)計

 

　　配電自動化網(wǎng)絡(luò)通常使用單輻射型、手拉手型及環(huán)形三種拓撲結(jié)構(gòu)，對于PON光網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)、分光器級數(shù)和分路比可以根據(jù)具體應(yīng)用環(huán)境選擇。

 

　　在理論上PON系統(tǒng)對于分光器級數(shù)沒有限制，但由于每個ONU的光通道衰減要求小于28dB，在實際應(yīng)用中若分光器級數(shù)越多，雖然會節(jié)省主干光纖數(shù)量，但會造成接頭損耗增加，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)拓撲復(fù)雜，因此在網(wǎng)絡(luò)拓撲設(shè)計時要兼顧主干光纖資源和網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)。

 

　　4 結(jié)束語

 

　　在配電自動化系統(tǒng)中，通信網(wǎng)絡(luò)作為支撐網(wǎng)，它的重要性不言而喻。為了更好地實現(xiàn)配電自動化，應(yīng)根據(jù)實際需要構(gòu)建一個經(jīng)濟、可靠的配電網(wǎng)通信系統(tǒng)，可以考慮采用幾種通信技術(shù)混合組網(wǎng)方式，更好地實現(xiàn)配電自動化功能并完成配電網(wǎng)絡(luò)的科學(xué)管理。

 

　　參考文獻：

 

　　[1]龐運東，《配電自動化功能與作用》，民營科技，2010，7.

 

　　[2]韓春成，《鞍山配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)分析及其應(yīng)用》，北京：華北電力大學(xué)，2007.