配网自动化通信方式分析
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配电网通信技术的应用分析摘要:为配合配电自动化业务需求,对配电网的通信技术要求越来越高,本文介绍了现有的配电网自动化的几种通信方式及应用对比分析,以适应配电自动化业务各种需求。
关键词:光纤通信;中低压载波;无线专网;无线公网配电自动化系统通信方式有很多种,但其主要分为有线通信方式与无线通信方式。
有线通信方式主要有:光纤通信、配电网载波等;无线通信方式有:GPRS、CDMA、LTE等。
有线通信方式具有较强的防干扰性和传输速度快的特点。
无线通信架设方便、易于扩展、价格也比较便宜。
按照建设方投资方式又可分为租用、自建及租建结合的通信方式。
自建通信方式主要是光缆通信、电力载波通信、电力无线专网等;租用方式最为广泛是采用中国移动和中国联通的GPRS(EDGE)、CDMA或4G公网,在没条件自建的情况下采用租用方式,也可以采用租建相结合的方式。
下面对配网通信可采用的几种主流成熟技术分布进行简要阐述。
1.光纤通信技术光纤通信技术主要特点是传输容量大、高速率、传输距离长、抗干扰性强、绝缘性能好等,是目前电力系统通信中广泛应用的通信方式,除此之外,光纤成本不断下降,经济效益越来越显著。
作为配电自动化通信网络,工业以太网和EPON是两种主流的通信技术,是配电自动化等的主要通信方式。
1.1光端机光纤通信环路可以链接多个通信节点,为了防止因光缆光端设备或光接头等因素引起的光纤环路通信故障而造成整个光纤通信系统通信中断,可以采用光纤双环路通信和具有双环自愈功能的光端机设备,以提高光纤通信环路的可靠性。
1.2商用以太网交换机商用光纤以太网方式是在充分调研的基础上,借鉴了以太网络的通信模式,结合配电网终端的现状与未来发展趋势所提出的一种站端通信方式。
以太网络技术的使用,使配电自动化系统在许多方面发生质的变化,可大大提高系统的信息交换速度,保障系统通信的高可靠性和高实时性。
主要表现在:通信速度大幅度提高;信息路由简单易行。
1.3工业以太网交换机针对目前国内配电自动化通信现状,尝试使用新型工业光纤以太网代替光纤收发器和光端机,组建真正意义上的光纤以太环网。
配电自动化通信网设计架构探究配电自动化通信网络是一种用于实现配电自动化的重要技术手段,它通过网络通信的方式将各个配电设备连接起来,实现设备之间的数据传输和信息交换,从而实现对配电系统的远程监控、远程调控以及故障诊断等功能。
在配电自动化系统中,通信网络的设计架构是至关重要的,它直接影响着系统的稳定性、可靠性和性能。
本文将探讨配电自动化通信网络的设计架构,并对其进行深入分析。
一、通信网络的基本要求在设计配电自动化通信网络的时候,首先需要考虑的是通信网络的基本要求。
通信网络作为配电自动化系统的基础设施,需要满足以下几个基本要求:1、稳定可靠:通信网络需要保证系统的稳定性和可靠性,确保数据传输的稳定和可靠。
2、实时性:配电自动化系统对数据传输的实时性要求较高,通信网络需要满足系统对实时性的要求。
3、安全性:通信网络需要保证数据传输的安全性,防止数据泄露和被恶意攻击。
4、兼容性和可扩展性:通信网络需要具有良好的兼容性和可扩展性,能够适应不同厂家的设备和不同的系统需求。
二、通信网络的设计架构在满足基本要求的前提下,配电自动化通信网络的设计架构通常包括以下几个方面的内容:1、网络拓扑结构设计:通信网络的拓扑结构是通信网络设计的重要组成部分,它包括物理拓扑结构和逻辑拓扑结构。
物理拓扑结构通常包括星型、总线型、环形等不同结构,而逻辑拓扑结构通常包括总线型、环形、星型、网状型等不同结构。
在配电自动化通信网络中,通常采用星型或网状型的拓扑结构,以确保数据传输的稳定性和可靠性。
2、网络通信协议设计:通信网络的设计需要明确采用何种通信协议,以保证各个设备之间能够进行正常的数据交换。
常见的通信协议包括Modbus、DNP3、IEC 61850等,不同的通信协议适用于不同的通信场景,需要根据具体情况进行选择。
3、网络安全设计:通信网络的安全性是系统设计中需要重点考虑的问题,配电自动化通信网络需要采取一系列措施来保障网络的安全,包括数据加密、身份认证、访问控制、防火墙等,以防止未授权的访问和数据泄露。
浅谈光纤通信在配电网自动化上的应用摘要:随着科学技术的不断发展,配电网自动化技术将会在不远的将来得到更加普遍的运用,对于现阶段部分地区配电网建设所产生的一些问题,我们应该加快科学研究的脚步,对配电网不断进行智能化的升级和优化。
只有这样才能够确保配电网自动化的稳定发展,为我国电力事业作出更多的贡献。
本文主要对光纤通信在配电网自动化上的应用进行了深入探讨。
关键词:光纤通信;配电网自动化;应用随着我国社会主义市场经济的繁荣,社会各项生产建设得到了长足发展,人们的生活水平得以不断的提升,从而对于电力能源的质量以及供应稳定性有了更高的需求。
在我国部分经济建设较差的地区,其配电网的设备老化比较严重、布局不够科学、技术含量较低,对于电力供应的稳定性和可靠性产生着很大的影响,所以我们必须要进一步促进配电网自动化的推广建设,从而让电力供应更好的满足我国经济发展以及人们实际生活的需求。
一、配电网自动化对光纤通信要求1、可靠性一般来说,配电网系统通信大多数都暴漏在室外中。
但是,由于环境复杂多变,所以,要求必须可以抵御高温、日晒、大风、雨淋等其它自然环境侵害的能力,并且,还要避免其它电磁的影响,确保配电网稳定运行下去。
与此同时,如果线路发生突然停电,那么通信系统依然可以正常运行。
2、经济性在充分考虑到配电网整体效益的基础上,要求对通信系统投入的资金不能过多,要合理利用当前已有主网通信资源,对主配电网进行重新规划,这样一来,可以减少重复投资现象的出现。
体现配电网自动化运行的经济性。
3、寻址量偏大对于通信系统来说,既要全面考虑当前通信需求,又要考虑到今后通信需要。
除此之外,更要充分考虑系统升级各种需求。
4、双向通信性配电网自动化既要有遥测、遥信以及遥控等功能,并且还必须要有双向通信的能力。
二、光纤通信的主要特点分析光纤通信的特点主要包含以下几点:第一,光纤通信的传输频带是比较宽的,并且通信容量也较大;第二,光纤通信的损耗偏低,当前最常用的光纤主要是石英光纤,为减小在光纤中的损耗,我们要提高玻璃纤维纯净度便可以实现,想要做到此点是比较容易的;第三,不会受到电磁的干扰。
配电自动化系统中的通信系统分析文章以配电自动化系统中的通信系统分析为题展开论述。
首先,阐述了配电自动化对通信系统的可靠性、经济性、实时性等要求。
然后,对比了几种常见的配电自动化通信方式。
最后,基于以上讨论,提出选择通信方式的几点建设性意见。
希望作为研究配电自动化系统的参考资料。
标签:配电;自动化;系统;通信;分析;研究配电自动化系统在运行的过程中,利用控制中心传送命令,并将其传送到远方终端。
同时,将远方设备传来的数据反馈到控制中心当中。
区别于输电网自动化,配电网可以与点多、面广的远方终端进行信息交换。
所以,为了满足系统的要求,必须降低系统工程造价。
当前,这一问题引起了设计人员的广泛关注。
1 配电自动化对通信系统的要求配电自动化系统具有规模大、终端数量多的特点。
基于此,对通信网的安全性、可靠性要求很高。
通常情况下,配电网的规模与实际水平不同,也会使配电网自动化系统在通信系统中存在不同的要求。
首先,提高通信系统的可靠性。
配电网自动化通信系统一般被安装在户外,导致配电网采集的收据容易受到天气、环境的影响。
同时,由于设备、人为因素等原因,系统经常会发生故障或者停电的状况。
针对以上现象,要求通信系统具有良好的安全性。
其次,配电网自动化必须操作简单,维护方便。
配电自动化通信系统结构复杂、规模大。
针对以上特点,如果采用单一的信息系统,显然不能满足所有功能的发挥。
因此在系统设计上,应该尽可能简化通信系统的使用与维护。
实践证明,选择标准化的通信协议后,有效的提高了系统的兼容性。
最后,通信系统还要求有一定的实时性。
通信系统应该对各个监测点的数据进行实时采集,然后按照要求发送统计报表。
同时,为了避免系统出现运营方面的故障,需要及时对故障方面的数据进行记录,只有这样才能提高对配电网的监控力度,从而提高供电的质量。
2 配电自动化中通信方式的比较随着科学技术的不断发展,通信技术的方式越来越多。
下面根据自动化系统的具体情况,分析每一种通信方面的应用特点,并对其进行比较。
配网自动化系统中通信方式综述摘要:可靠的通信系统是配电网自动化建设的关键部分,通信技术选择正确与否决定着整个配电自动化项目建设的成败,本文阐述了配电自动化系统对通信的要求,并对配电网自动化系统中现有的通信方式进行总结。
配电网自动化是对配电网中的各类设备的运行工况进行实时检测、监控的集成系统,将配电网的检测计量、故障探测定位、自动控制、规划、数据统计管理集为一体的综合系统。
建设配电网自动化必须具备相对完善的智能化配电网络、性能稳定的配网主站和可靠的配电通信系统。
而其中通信系统是配电网自动化建设的关键部分,通信技术选择正确与否决定着整个配电自动化项目建设的成败。
1 配电网自动化对通信的要求配电网自动化对通信的要求取决于配电系统的规模、复杂程度和预期达到的自动化水平。
总体上讲,配电网自动化对通信系统的要求主要表现在以下几个方面[1]:1)可靠性;配电自动化的通信系统应能抵抗恶劣的气候条件,如雨、雪、冰雹、狂风和雷阵雨,还有长期的太阳紫外线照射。
通信系统应能抵抗强电磁干扰,如间隙噪声、放电、电晕或其它无线电源的干扰,以及闪电、事故或开关操作涌流产生的强电磁干扰。
停电区和电网故障时通信能力是衡量通信可靠性的一个重要指标,必须加以考虑。
2)经济性;在追求通信技术先进的同时,应考虑到通信系统的费用,寻找费用和技术先进性的最佳组合,此外还应充分利用现有的主网通信资源,进行主、配网整体规划,避免重复投资。
在计算通信系统费用时,除了考虑初期投资,还应考虑到将来运行和维护的费用。
3)传输速率;通信系统必须提供足够高的速率将众多远端设备的采集的实时数据及时传走,以免引起信道拥塞,系统崩溃。
4)双向通信能力;除了具备数据上报功能,还要能够接收来自配调中心的控制命令以完成“四遥”功能。
5)停电和故障时的通信能力;正常的调度操作或馈线自动化的故障隔离、恢复供电功能,都要求通过通信系统对停电区的开关进行操作,用电力线作通道的通信方式有可能就会遇到麻烦。
光纤通信在配电网自动化上的应用简介近年来,随着工业自动化的飞速发展,配电网自动化已经成为电力行业中的重要环节。
而在配电网自动化系统中,光纤通信起着至关重要的作用。
本文将介绍配电网自动化系统中光纤通信的应用以及在该领域的优点。
光纤通信在配电网自动化上的应用光纤通信是将信息通过光的方式传输的技术。
光纤通信在配电网自动化系统中,主要用于提供高速稳定的数据传输,以保证配电网自动化的高效性。
光纤通信在配电网自动化中的传输方式光纤通信在配电网自动化系统中采用的主要传输方式有两种,分别是点对点传输和环形传输。
点对点传输是指将信息从一个发送端传输到一个接收端。
这种传输方式可以确保数据的高速稳定传输,并且对信号干扰的抵抗能力也较强。
环形传输则是指在一个环形光缆中传输信息。
这种传输方式不仅可以提供高速稳定的数据传输,而且还可以在主干线路出现故障时实现环形光缆中的二次备份,保证数据传输的稳定性。
光纤通信在配电网自动化中的应用场景光纤通信在配电网自动化系统中,应用场景主要集中在以下几个方面:1.告警处理:在配电网自动化系统中,会有大量的告警信息需要传输。
利用光纤通信技术,可以快速稳定地传输大量的告警信息。
这样,维护人员可以在第一时间收到关于配电网的信息,从而及时处理问题,提升了配电网自动化的效率。
2.监控数据的传输:在配电网自动化中,需要传输大量的监控数据。
利用光纤通信技术,可以实现高速稳定地传输大量的监控数据,以便及时获得配电网的有用信息。
3.遥控功能的实现:配电网自动化系统中,需要实现对远程设备的遥控功能。
利用光纤通信技术,可以实现遥控功能的高速稳定传输,实现配电网自动化系统的远程操作。
光纤通信在配电网自动化中的优点光纤通信在配电网自动化系统中,具有以下几个优点:1.传输速度快:相比较传统的配电网自动化系统中采用的通信方式,光纤通信技术的传输速度更快。
这可以提高配电网自动化系统的效率。
2.抗干扰能力强:光纤通信技术可以有效地抵御干扰,从而减少配电网自动化系统中发生的通信故障。
阐述配电网自动化(DA)技术的三种模式从2008年开始,中山供电局统筹配电网规划、建设和改造工作,按照“三分”原则(配电网络结构“分区”、配电网络结构“分层”、公用线路和用户设备管理“分界”)对配电网架构进行调整和优化。
解决了10kV电网结构较为薄弱、转供能力差、环网结构不合理等问题,形成了较为简单合理的环网结构,大幅提高了配网线路的环网率,为配网自动化(DA)的顺利实施奠定基础。
1 主站集中型DA模式(基于光纤通信方式)主站集中型DA是馈线自动化普遍采用的模式,在配电房或环网箱安装配电终端,并建设可靠有效的通信网络将配电终端与主站系统相连,通过信息收集和遥控命令由主站系统集中进行故障判别和隔离。
1.1 应用介绍中山供电局在中心城区使用光纤通信方式建设三遥配电终端,实现“三遥+故障隔离”功能。
主站集中型DA采用“主站—终端”的两层结构,在就近的变电站使用通信子站汇聚各配电终端的光纤通道,以减少重复投资;同时配网主站系统与主网EMS系统实现互联,通过数据转发方式获取变电站内开关位置及保护信息。
当线路发生故障时,各终端设备检测到馈线有故障电流,集中上传到主站,由主站系统根据故障信息、拓扑结构,结合变电站的保护动作、开关跳闸信息,综合分析并确定故障类型和故障区段。
主站集中型DA可以闭环或者开环运行,当采用闭环运行方式时,由主站系统根据最优处理方案直接发遥控命令进行故障隔离和恢复非故障区段供电,从而减小停电面积和缩短停电时间;当采用开环运行方式时,主站系统仅提供一个以上的处理方案供调度员参考,辅助调度员进行决策和遥控操作,达到快速隔离故障和恢复供电的目的。
1.2 故障处理分析2 架空线路就地型DA模式(基于重合器-分段器)基于重合器-分段器的就地型DA是通过开关设备的相互配合来实现线路故障的自动隔离和恢复供电,其模式通常有三种:重合器与重合器配合模式、重合器与电压-时间型分段器配合模式以及重合器与过流脉冲计数型分段器配合模式。
电缆配电网自动化系统基本功能及通信方式
电缆配电网自动化系统是一种可以实现电缆配电网设备省力操作,远程监控,智能诊断,快速应急,以及发电网络安全、稳定运行的系统。
它的基本功能包括:
1、布置控制:电缆配电网自动化系统能够实现远程控制,可以实
现对电缆配电网设备的自动布置和控制。
2、故障诊断:系统可以根据一定的算法,结合光纤传感技术、故
障定位服务,准确诊断出电缆配电网设备的故障类型和原因。
3、数据采集:系统可以通过交换数据采集技术,实时采集电缆配
电网设备的运行数据,并实现网络上透明传输,实现实时监测和数据
分析。
4、距离保护:系统可以通过在电缆配电网设备之间安装特定的传
感器或遥测装置来实现距离保护功能,以避免意外短路事故的发生。
5、仿真技术:系统还可以通过建立仿真模型,模拟复杂的电缆配
电网系统结构,为设备安装、操作模拟提供技术支持。
6、远程通信:系统使用高速传输协议,通过高速以太网连接各个
现场设备,实现远程通信和控制。
7、应急处理:系统可以快速识别紧急情况,根据异常情况的不同
可以实现设备的自动报警、自动处理等应急操作。
电缆配电网自动化系统的通信方式主要有定位运行系统(LORS)、多级通信接口(MSC)、广播交换网络(BEN)、无线电数据网络(R-DNet)、电力自动化网络(PCN)等。
定位运行系统可以实现定位控制、路径规划、数据采集,等功能;多级通信接口可以实现系统之间的信息
交换和数据传递;广播交换网络可以实现电缆配电网的自动监控;无
线电数据网络可以实现高效的实时数据采集和传输;电力自动化网络
可以实现电缆配电网的自动控制和故障分析。
配电网自动化的通信方式配电网自动化有三个基本的功能要求,即对配电网进行安全监视、控制和保护。
例如通过采集配电网上的状态量(如开关位置和保护动作情况等)、模拟量(如电压、电流和功率等)以及电度量,对配电网的运行状况进行监视;通过控制开关分、合闸以及有载调压设备的升、降压等,实现电压调度、无功补偿和负荷平衡等;通过对故障特征景的检测,判断故障区段,使继电保护准确动作,实现故障隔离、恢复正常供电。
通信系统的建设是配电网自动化系统的关键之一。
配电网自动化系统需要借助于有效的通信手段,将反映远方设备运行情况的数据信息收集到控制中心,并将控制中心的控制命令准确地传送到为数众多的远方终端。
没有通信系统的支撑,配电网自动化系统是根本无法实现的。
配电网自动化系统的通信网络是一种典型的数据通信系统。
它基本上由数据终端设备DTE(Data Termination Equipment)数据传输设备DCE(DataCircuitEquipment)和数据传输信道组成。
常见的数据终端设备有配电自动化SCADA(Supervisory Control And Data Acquisi tion)系统、RTU、馈线RTU(FTU)、变台RTU(TTU)、区域工作站、抄表集中器和抄表终端等;常见的数据传输设备有调制解调器(Modem)、复接分接器、数传电台、载波机和光端机等。
一般DCE和DTE之间均采用RS-232C或RS-485标准接口。
和输电网自动化不同,配电网自动化系统要和众多的远方终端通信。
因此如何降低通信系统的造价,而且满足配电网自动化系统的要求,是设计人员面临的重要问题。
随着通信技术的发展,目前可选用的通信手段很多。
但从目前的技术水平看,没有任何一种单一的通信手段能够全面满足各种规模的配电网自动化的需要。
因此在配电网自动化中,常混合使用多种通信方式。
表15-2汇总了可能用到的各种通信方式,下而仅就现场总线和无线扩频通信技术予以简要介绍。
配电自动化的通信方式配电自动化系统需要借助于有效的通讯通道,将控制中心的控制命令准确地传送到为数众多的远方终端,并且将反映远方设备运行情况的数据信息收集到控制中心,从而实现对配电设备运行参数的实施监视与控制。
和输电网自动化不同,配电自动化要和点多面广的远方终端信息交换,因此如何降低通信系统的造价,而且还能满足配电自动化系统的要求,成为规划设计人员面临的重要课题。
配电自动化的通信方式:1、有线通信方式:1.1专线专线通常采用双绞线或音频电缆, 各用户端在与终端设备通信的过程中采用的是polling 方式,通过Modem将数字信号转换成模拟信号在专线上传送, 可实现不小于1 200 b it / s和不低于10 km的通信, 但其传输速率低, 运行维护费用高。
1.2市话网利用市电话网组成配网通信系统, 其特点是不需要投资建设专用通信网, 开通费用低, 但运行费用高。
1.3 配电线载波配电线载波通信是利用已有的电力架空明线或地埋电缆通过配电载波设备来传递语音和数据,其优点是:1) 利用现有的配电线路传输不需另铺专用通信线路, 能连接电网关心的任何测控点;2)其安全性为电力部门所控制, 因而便于管理。
其缺点是: 1)数据传输速率较低;2) 容易受到干扰、非线性失真和信道间交叉调制的影响;3)配电线载波通信系统采用的电容器和电感器的体积较大、价格也较高。
除了传统的电力载波, 目前采用扩频载波或正交频分复用技术的配电线载波也有所应用, 其特点是能在传统载波机无法开通的线路上稳定工作,具有长距离中继等功能, 主要应用于路线长、面积广的农网配电网自动化系统及无法敷设通信线路的特殊场合。
1.4光纤通信光纤通信是以光波作为信息载体,以光导纤维作为传输介质的先进的通信手段,目前常用光纤环网和光纤以太网方式。
与其他通信方式比较,光纤通信有以下的优点:(1)传输频带宽,通信容量大;(2)传输衰耗小,适合于长距离传输;(3)体积小、重量轻,可饶性、抗酸碱、抗腐蚀强,敷设方便,可埋地或架空架设;(4)输入与输出间电隔离,不怕电磁干扰;保密性好,无漏信号和串音干扰;目前光纤通信技术已经成熟,较其他通信方式都优越之外在它对于电磁干扰不敏感。
供用电第24卷第1期2007年2月配电网a动化通信方式的比较DEF(福建省龙岩电业局9福建龙岩364000)摘要#根据配电网自动化对通信系统的要求9对光纤通信\移动网通信\配电线载波通信方式进行了比较9并指出各自的适用场合D关键词#配电网9自动化系统9通信方式中图分类号#T N914文献标识码#C文章编号#1006-6357(2007)01-0030-03对配电网自动化系统层次功能的设置有一定的通用性9即主要分为主站\子站\通信和终端四个层次D通信层的主要功能是提供通道9将控制中心的控制命令准确地传送到为数众多的远方终端9并且将反映远方设备运行情况的数据信息收集到控制中心9从而实现主站与各子站及远方终端之间的互相通信9传递数据信息\设备状态\控制命令等功能D目前9影响各供电企业配电网自动化实用化应用的主要问题是通信系统建设滞后9因此9建设高速实用的通信网是配电网自动化发展的关键D1配电网自动化对通信系统的要求配电网自动化对通信系统的要求9主要取决于要实现自动化网络的整体规模\接线的复杂程度\自动化系统的功能要求\预期达到的自动化水平等9主要体现在以下几个方面D1)通信的可靠性D配电网自动化的通信系统是在户外运行的9容易导致材料老化9故要求能经受起恶劣气候的考验D另外9通信系统还要经受噪音\电磁\雷电等的干扰9保持稳定运行D在电力设备发生故障时9应能抵抗事故所产生的瞬间强电磁干扰9完成故障诊断\故障隔离和恢复非故障区段供电的通信任务D2)通信的实时性D配电网自动化的重要功能就是能够实时监控网络运行\进行在线分析9实时性对通信传输速率提出了较高的要求D正常运行时9主站系统在3s内需刷新全部R T U\F T U 等终端的数据9发生故障时9主站系统和R T U\ F T U终端之间需要交换的数据较正常情况下多得多D因而9除了考虑刷新速度外9还要考虑能快速及时传送大量故障数据的问题D同时9还需考虑今后发展的需要9今后发展可能不仅要传送数据9还要传送现场实时图象等D3)通信的双向性D对主站来说9不仅向终端下发控制命令9也需接收终端上传的数据D配电自动化系统中的各项功能均要求双向通信9如故障区段隔离和恢复正常区域供电的功能9远方的F T U必须能向主站上报故障信息以供主站确定故障区段9主站必须再向F T U下达控制命令9才能实现故障区段隔离和恢复非故障线路的正常供电D因而9配电自动化系统各层次之间的通信是双向的9通信系统必须具有双向通信的能力D4)通信的灵活性D配电自动化系统中的通信系统点多面广9规模庞大9这就要求通信设备具有较强的灵活性9选择标准的通信设备9便于安装\调试\运行和维护D通常采用多种通信方式相结合9需要尽可能地简化系统的使用与维护9选择标准的通信协议9提高系统的兼容性和灵活性D2通信方式的选择探讨随着通信技术的发展9在配电网出现了光纤通信\移动通信网\配电线载波通信等多种通信方式D作为配电自动化系统信息高速公路的通信方式9可供选择的余地很大9由于配电网通信存在点多\面广\分散的特点9很难只采用一种通信方式解决问题9应因地制宜地选用不同的通信方式9以符合经济适用\安全可靠的原则D下面对光纤通信\移动通信网\配电线载波通信这3种应用最多的通信方式进行比较D2.1光纤通信光纤通信是以光波作为信息载体9以光导纤0 3维作为传输介质的通信手段O目前9光纤通信技术已很成熟9并且已在电力系统中广泛应用O 光纤通信较其他通信技术具有以下优点I1)传输频带很宽9通信容量大9多模光纤的传输容量一般在140M b i t s以下9而单模光纤的传输容量可达140M b i t s以上O2)传输衰耗小9适合长距离传输O当工作波长为0.8~0.9卜m9中继距离为10k m;当工作波长为1.0~1.6卜m9中继距离为100k m;当工作波长为2.0卜m以上9中继距离为1000k m9完全可以满足地区配电网自动化通信要求O3)光纤体积小9重量轻9可绕性强9易敷设O4)输入与输出之间隔离9不怕电磁干扰O5)保密性好9无漏信号和串音干扰O光纤通信方式的主要缺点I1)一次性建设投资大9路径要求高9架设比较困难9这点是阻碍光纤发展的主要因素O2)光纤连接比较困难9一巳发生故障后9修复工艺要求较高O3)维护费用高9需专项维护和管理O光纤通信的主要适用范围I主站与子站之间\中心城区\重要负荷9如配电网自动化的S C A D A 系统9馈线自动化系统等O2.2移动网通信配电网自动化通信系统可利用移动网络通信系统作为强大技术支撑9以提高通信质量9降低通信系统投资O目前9配电网自动化大量应用移动G S M和通用分组无线业务(G e n e r a lP a c k e tR a-d i OS y s t e m9G P R S)通信方式OG S M是第二代数字通信9G S M将数据以短消息的方式发送到主站9短消息的优点是费用低9最大的缺点是延时不确定9而且短消息是不可靠通信9因此要求对方确认OG P R S是介于第二代和第三代之间的一种通信技术9通常称为2.5G O G P R S使若干移动用户能够同时共享一个无线信道9一个移动用户也可以使用多个无线通道O有了G P R S9用户的呼叫建立时间大为缩短9几乎可以做到6永远在线7O G P R S网为移动数据用户主要提供突发性数据业务9能快速建立无时延的连接9特别适用于频繁传送小数据量及非频繁传送大数据量的场合OG S M与G P R S组网的适用性比较见表1O表1G S M与G P R S组网的适用性比较项目G S M G P R S通信建立速度每次9不确定一次95~30s可靠性一般优良并发处理支持并发通信优秀9支持所有点的并发通信业务扩展一般优秀从表1可看出9G P R S组网通信在建立速度\可靠性\并发处理\业务扩展等关键技术方面明显强于G S M组网9新建的配电网自动化应用系统通信9应多采用G P R S组网O移动通信网的适用范围I城乡结合部9郊区线路设备9以及动作时间要求不高且不需瞬间动作配合的终端9如无线抄表系统\无功补偿系统\负荷控制系统9等等O2.3配电线载波通信配电线载波通信是指利用现有电力线9通过载波方式将模拟或数字信号进行传输的通信技术O配电线载波通信这种通信方式是利用现有的配电网作为通信信道9无须对现有电网进行任何改造O其主要优点I1)易安装\维护9建设和运行成本低O2)可完全由电力部门控制9便于管理O配电线载波主要缺点I1)在三相电力线间有很大信号损失O配电线路的载波频率越低9线路衰减越小9受50~z工频的谐波干扰越大;载波频率越高9线路衰减越大9受50~z工频的谐波干扰越小O一般配电线载波通信选择频率范围为5~40k~z O2)由于载波通信传输速率低9易受干扰O配电网中的变压器\电容器\分支线等将对高频信号产生较大的损耗9造成失真O不同的用电设备对载波信号的干扰也不同9直接整流环节和高频激励的气体放电灯对载波信号的干扰最大O3)载波通信中存在信号盲区O信号盲区发生在配电线上的反射信号9反射往往发生在线路不连续点9会抵消或大大消弱入射信号O4)载波通信受线路停电影响大O线路停电运行将造成载波通信中断运行9无法正常使用9这是影响载波通信大规模使用的最重要缺点O 载波通信适用于I架空网络结构牢固9停电少9通信终端对通信的实时性要求不是很高9或可以接受因线路停电所造成通信中断的场合O如阶!yz{37|"空间9用于保存E M S所有的参数表9大小规划为512M B9U n i f O r mS i z e大小定义为4M B9②创建历史数据表空间9用于保存E M S采集的历史数据9大小规划为400G B9U n i f O r m S i z e大小定义为32M B9③采用本地方式管理O2.4.5索引表空间&I n d e xt a b l e s p a c e’索引表空间用于保存所有索引数据O根据E M S历史数据库的实际部署环境9索引表空间按以下原则部署I①创建参数索引表空间9用于保存E M S所有参数表的索引数据9大小规划为256 M B9U n i f O r m S i z e大小定义为4M B9②创建历史索引表空间9用于保存E M S采集的历史数据的索引数据9大小规划为123G B9U n i f O r m S i z e 大小定义为32M B9③采用本地方式管理O2.5数据表(索引存储规划与部署数据库的访问9归根结底主要是对数据库中T a b l e和I n d e X的访问O通常9系统中的数据是不断更新和变化的9这样就造成了T a b l e和I n d e X 对存储空间的需求也在不断变化O为了减少生产系统对存储空间的动态申请9对其T a b l e和I n d e X 的存储规划是非常重要的O3结语电力系统不断发展9E M S的重要性也日益提高O不注重数据存储的规划9容易让高档的配置变成一纸空文9造成资源浪费9使系统运行出现瓶颈O 肇庆供电局率先开展了对E M S的数据存储规划9正是这些很细致的考虑和设置9确保了系统软\硬件的良好配合9磁盘容量的高可用率和高可靠性9有力地保证了E M S的高效\优质\安全运行O收稿日期I2006年6月杨志欣硕士9工程师9主要从事电力系统自动化工、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、作!上接第26页"决策系统7中的G数据设计及分析7模块的开发9系统界面美观\方便实用\自成一体9可为规划人员分析地区电网9完成电网规划提供全方位的支持O G I S数据库有效地保证了负荷分布预测\对现状电网分析评估\高中压配电站位置及容量优化\中压配电网网络优化规划\配电网管理自动化等功能的实现O该系统已应用于上海市浦江中心镇10k V 电网\青海省海北洲高压配电网等项目中9取得了较好的效果O4结语在分析比较了国内外一些成功的G I S软件的数据结构模型及研究了配电网空间数据结构自身的特点基础上9开发了本文所介绍的配电网络G I S数据库管理系统9使配电网规划工作和地理信息系统紧密衔接起来9为配电网规划提供了必要的地理空间信息查询和分析功能9以及可靠的数据仓库9使今后的电网规划工作更便捷\规划结果更合理和优化O收修改稿日期I2006年9月张叁工程师9上海浦海求实电力新技术有限公司总经理9从事配电网规划方面工———————————————————————————————————————————————作!上接第31页"段性\间隔性进行通信交换的自动化系统O3结语配电网自动化通信方式应该首选光纤通信9特别是中心城区和重要负荷等可靠性要求高的终端9但一次性投资最大9在光纤不易到达的地区9实时性相对要求不高9且不需要进行相互间的瞬间动作配合9可选用移动通信的G P R S网络9一次性投资最小9但需向移动公司交纳月租等费用9运行费用较高9容许进行阶段性\间隔性通信系统可采用配电载波通信9一次性投资小9运行费用低O收稿日期I2006年8月配电网自动化通信方式的比较作者:戴新文, DAI Xinwen作者单位:福建省龙岩电业局,福建,龙岩,364000刊名:供用电英文刊名:DISTRIBUTION & UTILIZATION年,卷(期):2007,24(1)被引用次数:4次1.施俊.许辑.杨佳华.汪培林供电侧电能量数据采集的通信方式[期刊论文]-供用电2009,26(5)2.牛全保.唐建民.陈磊.NIU Quan-bao.TANG Jian-min.CHEN Lei光交换以太网在城市开闭所自动化工程中的应用[期刊论文]-陕西电力2008,36(3)3.侯嘉莉探讨配电网自动化的通信模式[期刊论文]-科技与生活2010(6)4.王一蓉.赵强.尹少鹏.WANG Yu-rong.ZHAO Qiang.YIN Shao-peng EPON系统安全性分析与安全策略[期刊论文]-电力系统通信2009,30(6)5.供电局配电自动化系统载波组网通信方式研究[期刊论文]-现代计算机(专业版)2009(10)6.刘柏良.LIU Bo-liang馈线自动化系统改进方案探究[期刊论文]-江苏电机工程2009,28(4)7.徐昊.XU Hao电力负荷管理系统中通信方式的比较[期刊论文]-华中电力2007,20(3)8.王李娟.WANG Li-juan基于IEC61850的配电网络馈线自动化终端[期刊论文]-陕西电力2009,37(6)9.高强.GAO Qiang配电自动化系统载波组网通信方式研究[期刊论文]-广东电力2009,22(12)1.方显业.赵萌数字化配电网通信系统建设方案探讨[期刊论文]-电力系统通信 2009(9)2.曹美钦配电光纤通信技术的改进方案[期刊论文]-硅谷 2010(6)3.国海.陈松.权悦配电网自动化通信方案的对比及应用设计[期刊论文]-电子技术 2008(9)4.柳志军.张鹏飞.申威智能电网的数字化台区建设研究[期刊论文]-供用电 2010(3)引用本文格式:戴新文.DAI Xinwen配电网自动化通信方式的比较[期刊论文]-供用电 2007(1)。
配网自动化通信方式的分析摘要:通信技术是配网自动化系统实现的关键,也是配网自动化的核心。
当前,通信问题已经成了制约配网自动化发展的瓶颈。
本文根据配网自动化对通信系统的要求,对实际现行配网自动化各种通信技术进行了分析,对配电系统自动化的信道具体层次的通信进行了设计。
笔者通过对配电网自动化的具体应用,就配电网馈线自动化通信方式进行了研究,关键词:配网自动化通信0前言配电系统自动化是利用现代电子技术、通信技术、计算机技术及网络技术,将配电网在线路数据和离线数据即配电网数据和用户数据、电网结构和地理图形进行信息集成,构成完整的自动化系统,实现配电系统正常运行及事故情况下的监测、保护、控制、用电和配电管理的现代化。
1配网自动化通信系统1.1配网自动化通信系统的特点配电网和输电网不同,输电网由于终点节点数量有限,加上通道距离较长,对通信效率和可靠性的要求均较高,因此输电网通信大多采专用通道点点或无线通信方式,而不采用广播通信放式。
而配电网往由于其数量极大,形式繁多,寻址量可达百万级以上.,而且两节点之间距高较短,正是由于配电网网架的特殊性,决定了配网自动化通信系统的特点是测点多、分散、覆盖面,中间距离短,通信效率求不是很高;并且随着城市建设的发展,配电网整体上具有确定的拓扑结构,网此配自动化通信系统还应具有不断适应配电网络发展的特点。
1.2配网通信系统的网络结构配网自动化通信网络根据配电网的规模和特点分为3级第l级,各个变电所到配调主站的通信网络,利用现有sdh刚络。
第2级,由变电所(配网子站)到各个开关站rtu、住上开关ftc 之的通信组织,这过我们主要研究的部分,它是整个配网自功化通信系统的核心。
第3级,由于开关站rt、柱上开关ftc通信控制器之间的通信,将ft乙、rtu采集的信息发送至通信控制器,并输送至通信主站,我们采用rs131或rs-485接口。
1.3配网白动化通信系统应满足的技术要求由于配网自动化涉及的功能众多,自动读表、负荷控制、馈线开台、故障隔离,其系统的复杂程度、自动化综合程度决定配网自动化通信系统直满足以下要求:(1)具有rs-232或rs485串行接口,能满足配网自动化系统的数据传输速率;(2)通信的高可靠性,抗干扰能力强,误码率小于l0-9;(3)通信系统的性能价格比,必须与配网自动化系统的投资成比例;(4)具有可靠的交、直流工作电源;(5)能提供双向通信能力,在配电停电区和故障时仍有通信能力;(6)便于运行和维护,适户外运行的温度和湿度环境。
(7)配置灵活,扩展方便;根据以上要求,配网自动化通信系统,必须具有一个高效、可靠、成本合理的双向通信系统。
2光纤通信方式光纤通信作为现在最热门的通信手段,技术已经相当成熟。
同时由于电力系统有着独特而丰富的资源一电力线路和电力电缆沟道,充分利用这些资源可以节省大量投资,又可大大提高]工作进程。
因此光纤通信应作为配网自动化通信的主要方式。
2.1光纤通信配置方式光纤作为配网通信的主要方式,就要对它的网络结构和光端设备配置方法作一详细地研究,选择一种适合市区配网自动化要求的通信网络结构。
当一个光纤通信网中节点比较多时,为防止光缆或光端设备损坏等因素引起光纤环路通信故障,造成整个环路通信中断,可采用光纤双向环路通信(见图2)就可避免.上述现象。
若双环的光端设备都具有自愈功能,相邻的两光端设备各自利用其备用环路将信息沿反向传输到主站,保证信息传输中断。
图2中信息传输有2条途径即a环和b环,实线图示为a环,虚线所示为b环,2条途径方向相反。
在正常情况下,仅使用主环(a环),b环作备用。
当光纤环路出现故障时,信息将存到达故障点之前折回,并且利用备用路径形成完整通信链路,使故障两端的节点继续保证与主站通信。
如在a环中d点发现中断,a环中断,子站3的信息通过a环的收发光纤折回到主站,同时使环路主通道切换到b环。
此种方式下,在不要求自愈功能或仅有一条光纤时,此光端设备可设置成单环工作模式。
用上述方式组网,命令下发和状态上报可以任意进行,而且允许2个或2个以上分站同时上报,成本较高,但网络有自愈功能,系统存活性好。
2.2光纤环路的设计在设计光纤环路时将按变电所分区原则,即每一个变电所为一区,每一区接入20-3台ftu,住每一中再分为几个环路,根据备开关站、住上开关ftu分布就近接人的原则,在考虑环路时,须统一规划,既要考虑目前现有的测点,叉要考虑将来的发展。
根据电缆沟和架空线路的走向,以选择最小路径为原则,合理设计光纤环合路路由。
通信主站建在变电所内,通信主站到调度主站的主干道可利用市局的sdh光纤系统,组成士、备双通道形式,确保通信的可靠性。
在实际应用中,以一个变电所为起点和终点,沿一条l0kv馈线出发,按地理位置将一些开关站、ftu接人环路,然后沿另外‘条l0kv线路返回到变电所。
3gprs技术3.1gprs介绍gprs(genera1packetra—dioservice)即通用分组无线业务,是一种基于包的无线分组交换技术,它突破了gsm只能提供电路交换的思维模式,是在现有gsm网络移动基站和基站控制全面升级的基础上,通过叠加gprs核心网络(sgsn+ggsn)来实现无线数据的分组交换,提供端到端或端和互联网(包括专用网络)的广域无线ip连接。
gprs采用无线分组交换技术具有以下优点:(1)资源利用率高。
在gsm网络中,gprs首先引入厂分组交换的传输模式,对于分组交换模式,用户只有在发送或接收数据期间才占用资源,这意味着多个用户可高效率地共享同一无线信道,从而提高了资源的利用率。
gprs用户的计费以通信的数据量为主要依据,体现厂“得到多少、支付多少”的原则,目前最高单价为0.03元/kb,gprs的单位字节费率仅为短消息的几十分之一。
实际上,gprs用户的连接时间可能长达数小时,却只需支付相对低廉的连接费用。
这点非常适合配网自动化通信的特点。
(2)传输速率高。
通信数据经压缩后,gprs町提供高达115kb/s的传输速率(最高值为171.2kb/s,不包括fec)。
(3)接人时间短。
分组交换接人时间缩短为少于1s,能提供快速即时的连接,每次使用只要一个短暂的激活过程。
(4)支持ip协议和x.25协议。
gprs支持internet上应用最广泛的ip协议和x.25协议。
(5)覆盖面广。
gprs系统建网方便、无需布线,只要有移动信号的地方,就能实现gprs信息的传输,受区域限制。
gprs允许用户在端到端分组转移模式下发送和接收数据,使用无需电路交换的网络资源。
提供了一种高效、低成本的无线分组数据业务。
特别适用于间断的、突发性的和频繁的、少量的数据传输,同时也遁用偶尔的大数据量传输。
gprs技术采用分组交换方式,提供了灵活的差错控制和流量控制,在端到端的高层进行,减少了中间网络低层环节小必要的开销,并在网络部分环节上增加控制,提高了安全性。
通过设置服务等级qos等手段,可有效控制和分配延时、带宽等性能,非常适用于数据应用,在配网自动化的应用具有无可比拟的性价比优势。
3.2实际应用中的构成gprs网络是基于现有gsm网络实现的。
gprs也是由移动台(ms)、基站子系统(bss)和网络子系统(nss)构成。
由于配电系统大量采用远方控制,对控制系统和数据网络的安全性、可靠性、实时性的要求很高,同时移动gprs又是一个全球性、开放性、不可管理的国际互联网络,基于internet、存在信息威胁、和安全隐患。
为确保电力数据互联网络的安全,保证数据的正确传递、配电网络的控制可靠,防止对电力一次设备进行非法破坏性操作,必须设计一个专用的网络。
在技术上采用gprs+vpn的通信传输通道。
3.3配网信息的管理方式改造现有rtu的数据采集系统,安装gprs终端,完成配电rtu 与gprs终端的接口工作,安装开发配网主站的控系统和监控软件,是实现gprs传递配网信息的主要工作。
主站开发时要将主站做成数据采集、分析、转发一体的数据仓模式。
应遵循开放性、通用性原则,一是标准的采集数据库,适用于不同厂家gprs终端入网;二是根据不同的通信规约及标准的通信函数,开发主站通信模块,实现管理人员实时召测不同类型终端的数据,通过mis系统、调度自动化、配网自动化系统、地理信息系统的数据共享,实现采集的配电变压器信息,得到二次利用。
其网络拓扑图如图3所示。
3.4实现成果通过移动gprs的电力专用网,将原来没有远程通信的自动化开关站纳入配网调度实时监控范围,确保了电网信息的正确性和安全性,gprs技术能适应配闱系统点多、面广、环境复杂的实际情况,其设备安装方便,组网简单,具有较强的通信保障能力和环境适心能力,与原有的光纤通信方式相比,具有初期投资省、运行成本低、布置灵活,见效快的优点,可作为光纤通信方式的有效补充,而且随着电网的不断扩大,站点数量不断增多,长远考虑须采用光纤通信,一旦光纤通信建成后,相应gprs设备可以立即移到另外急需的站点上去,大大节省了经济成本,同时也使整个配网自动化的管理水平得到了较大的提高。
4结语这2种通信方式在电力局的配网自动化中都得到较好的应用。
光纤通信作为主要的通信方式,运行稳定,起到框架的作用。
gprs 技术作为光纤通信的补充,也较好实现了它的功能。
这2种方式其实是互补的,在没有光缆铺设条件时,用gprs技术町以先期完成自动化的工作,等有了铺设条什,换成光缆后,gprs的设备可以拆掉安装在另外的站点,不会造成设备的浪费。
此,这2种通信方式的综合运用,是实现配网自动化通信的最佳组合。
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