基于配网自动化系统通信方式的研究
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配网自动化的研究与实现摘要:配电网的形成是从输电网或地区发电厂接受电能并通过配电设施就地分配或按电压逐级分配给各类用户的电力网,是电力系统的三大系统之一。
其自动化配网工作模式的形成是适应我国经济建设飞速发展充分需求的体现,是电力系统应用现代化技术、设备及战略化设计理念的又一例证。
因此,本文从实现配网自动化的角度出发,对其实施的依据、方式、设备选择、通信系统设计进行了充分、科学的论证,有利于我国供配电企业在科学的指导中逐步建立一体化、自动化的电力服务系统。
关键词:配网自动化配电网电力系统1 配网自动化概述1.1 配网自动化的提出配网自动化包括配电自动化系统及管理系统,是一套基于统一配电GIS平台下,以配电SCADA系统为配电网实时监控中心,实现配电网的运行、监控、调度、事故处理及变电站的自动化管理系统。
该系统以配电管理为生产、运行的核心,通过可监视、可定制、可控制的操作,实现出线管理、负荷管理、供用电管理等供、配、用电多个环节工作管理的信息化、数字化、自动化建设,是一门综合复杂集自动化结构设计、供配电实施、计算机网络技术、人工智能技术、通信技术等综合学科于一身的庞大管理系统。
配网自动化系统的提出将电网中所有智能化的装置以最优化的思想、最便捷的设计、最节能的方式统一起来,构成了一个无论从电网结构还是从安全控制、保护、管理与服务方面均能以最强大的能力适应电力使用需求的综合自动化系统,因此,配网自动化系统的提出能充分的改善我国电力系统服务能力不强的局面,体现了我国电力系统、能源企业创新改革、可持续发展的决心。
1.2 配网自动化技术的突破点及创新点与国外先进的配网自动化系统相比,我国的电力系统自动化建设进程还处在不断探索的初级阶段,主要原因在于我国电力系统偏重于对变电站综合自动化系统的建设及投入,却忽视了对配网综合自动化建设的重要性,因此在技术投入、设备使用、生产环境建设等方面始终处于相对落后的局面。
随着科技的不断创新,我们对国外的DMS发展历程进行了充分的调研,并针对其智能性的自动就地控制及近远程可选控制方式加集中数据库和专家系统的控制特点进行了全面的分析,从而实现了配网自动化技术的重大突破。
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。
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。
偏远区域供电配网自动化通信系统研究【摘要】:供电配网自动化通信系统建设是维护供电系统运行的关键,本文从通信系统的建设特点和建设方案两个角度研究了适合偏远地区供电配网自动化通信系统建设问题。
关键词:供电配网自动化;通信系统中图分类号:f407.61 文献标识码:a 文章编号:引言:近年来,我国的经济发展水平正在不断提高,人们对供电系统的依赖度也有了提升,对电能质量的要求也在逐步提高。
为了更好的实现供电系统的供电可靠性和供电质量,就需要依靠供电配网自动化工程,通信系统是实现供电配网自动化工程的关键,因此需要得到合理的建设。
而不同的区域其通信系统的构建存在不同的难点与方式,特别是在偏远的山区更是如此,需要采用不同的角度进行思考、探索。
1.供电配网自动化通信系统的建设需求在偏远农村地区建设供电配网自动化通信系统实施过程中需遵循“先进性、实用性、可行性”的原则,因地制宜地优化选择多种通信方式进行构建。
供电配网自动化通信系统的建设,是遥测信息传输的关键。
如果通信系统不存在,不能将远方数据安全可靠的传送到调度及配电站,那么调度员就无法及时获取相关信息,也就无法准确掌握供电配网的整体运行情况,这样一来,就无法维护供电配网的运作,也将最终影响到供电配网的安全性、可靠性。
因此,为了能够满足供电配网的发展需要,就必须要建立供电配网自动化通信系统,这样才能为供电配网提供技术保障,确保其质量与安全。
2.供电配网自动化通信系统结构与设计方案供电配网自动化的设计思路:配电自动化通信系统应和配电自动化系统应用功能紧密结合,尽可能的根据不同现场特点采用多种通信方式构建,以取得最佳的的效果,满足配电自动化系统的整体性能指标要求;主干通信网的设计应和配电自动化计算机网络系统相结合;拓扑结构应路径最短、涵盖配电终端范围最大,具有较好的扩展性;具有较高的通信速率和较低的误码率;非主干通信网的设计应和配电自动化站端系统相结合,在满足配电自动化整体性能指标和通信可靠的基础上适当提高通信速率。
基于配网自动化系统通信方式的研究
发表时间:2018-08-17T09:38:33.910Z 来源:《电力设备》2018年第15期作者:任宝鹏
[导读] 摘要:配网自动化优势在于提升城区配电网运行的水平,优化网络结构及其无功配置,降低了电能的损耗,还能够提升用户服务质量,但是配网自动化的系统离不开有效地通信通道作为神经网络,联络为数众多的远方终端实现了配电网和设备的正常运行运行千米事故状态下的监测、保护、控制、负荷管理与输电网络相比.配电网络拥有点多面广的远方终端,要实现信息交换.通信系统的造价是相当昂贵的。
(中国电建集团海南电力设计研究院有限公司海南海口 570000)
摘要:配网自动化优势在于提升城区配电网运行的水平,优化网络结构及其无功配置,降低了电能的损耗,还能够提升用户服务质量,但是配网自动化的系统离不开有效地通信通道作为神经网络,联络为数众多的远方终端实现了配电网和设备的正常运行运行千米事故状态下的监测、保护、控制、负荷管理与输电网络相比.配电网络拥有点多面广的远方终端,要实现信息交换.通信系统的造价是相当昂贵的。
因此,配网自动化通信系统是配网自动化系统中非常重要的环节,是配网自动化的神经系统在能满足配网自动化系统要求的时,采用造价最低的通信方式,成为电气没计人员面临的重要课题。
下面就结合作者实际工作经验,简要的分析配网自动化系统的通信方式,以供借鉴。
关键词:配网自动化;自动化系统;通信方式
1 配网自动化通信要求的分析
选择通信方式应当适合当地配电网具体情况。
配网自动化的规模、复杂程度和A动化程度决定了对通信系统的要求,主要有:
第一,质量性。
高可靠性的保护传输通道,确保继电保护装置的正确动作和快速切除,改善和提高继电保护动作性能,提高电力系统的稳定水平。
第二,可靠性。
通信系统是主站系统与配电网终端设备联接的纽带,主站与终端设备间的信息交互都是通过通信系统完成,为电网调度指挥提供高质量、高可靠性的话音通道,使电网调度员和电网运行人员能方便、准确、清晰地通过电话了解情况,下达调度命令,指挥运行操作和事故处理。
因此必须有稳定可靠的通信系统,才能实现配电自动化的功能。
第三,经济性。
通信系统的投资不能太大,以免影响配电网自动化系统的总体经济效益。
第四,寻址量大。
通信系统要求寻址量大,不仅要满足目前及未来数据传输的需要,还要考虑系统功能升级的要求。
第五,双向通信。
主站不仅要向终端下发控制命令,还需接收终端上传的数据。
如故障区段隔离和恢复正常区域供电,要求远方FTU 向主站上报故障信息,以确定故障区段,主站向 FTU发布控制命令。
事实上,配网自动化系统中每一项功能的实现,均要求进行双向通信,通信系统必须具有双向通信的功能。
第六,容易操作与维护。
配电网自动化系统的通信系统,包括传送、接收和网络系统都很复杂,设计时应充分考虑维护的便利性。
2 配网自动化系统的通信方式分析
配电网常用的信道种类包括:光纤信道、微波信道、配电载波信道、无线信道和有线信道。
(1)光纤通信。
光纤通信与其他通信比较有以下优点:光纤传输频带宽,通信容量大,传输损耗小,光电隔离,不受电磁干扰,组网方便、灵活。
在配电自动化中,可以利用已建成的变电站到主控中心的光纤网络进行数据传输,可以光纤以太网或光纤自愈环网来进行传输,这在许多地区都有成功的经验,是未来配网自动化数据通信的发展方向。
(2)配电载波。
从目前的技术水平上看,典型的配电载波机的传输率可达到 150-300bit/s,可满足双向通信的要求,对远方抄表和监测线路数据比较经济。
但对于停电区数据如何用配电载波上传仍然是一个技术难题,有待进一步研究。
配电载波系统数据传输速率较低,容易受到干扰,由于反射使得配电载波在馈线的某些部分存在盲点,其优点是技术相对简单。
(3)微波通道。
电力系统微波在电力通信中发挥着重要作用,对于调度自动化和变电站综合自动化数据的传输有重要意义,微波频率为 IGHz以上,属视距传输,传输容量大,稳定性能好,同时由于微波通信在电力系统运行多年,运行维护人员积累了丰富的经验。
但是,微波为点对点传输,而配电系统点多面广,显然不适合应用。
但值得一提的是一点多址小微波系统,它应用多址技术和统计复用技术,信道利用率高,稳定性好,适合于多点传输,
其缺点是路由选择比较困难。
(4)无线通信:无线通信方式有:AM、FM、PM、GPRS等,也可以应用到配电系统自动化的数据传输,但相对来讲,在数据通信速率、保密性上存在不足,目前主要作为有线通信的补充。
3 配网自动通信方式的设计
配网自动化系统的通信具有终端设备多,单台设备的数据量小,实时性要求不同的特点,因此应因地制宜,根据当地环境和经济条件确定合理的通信系统,同时要考虑调度自动化通信系统的建设。
一般的,城区 10kV主干线路采用光缆通信,建成光缆主干网,用于配电开关和主站问的实时通信;城区 10kV分支线路、变台监控、无功补偿等采用有线通信,就近接人光缆主干网,或采用其它通信方式。
3.1 系统通信设计的一般原则
(1)配电自动化通信系统应和配电自动化系统应用功能紧密结合,将多种通信方式进行合理搭配,以取得最佳的性能价格比,满足配电自动化系统的整体性能指标要求。
(2)配电自动化通信系统的设计应具有先进性、实用性、可靠性、可扩展性。
(3)主干通信网的设计应和配电自动化计算机网络系统相结合;拓扑结构应路径最短、涵盖配电终端范围最大,具有较好的扩展性;应具有较高的通信速率和较低的误码率。
(4)非主干通信网的设计应和配电自动化站端系统相结合,在满足配电自动化整体性能指标和通信可靠性的基础上适当提高通信速率。
3.2 信道具体层次的通信设计
配电系统自动化的信道具体层次与整个系统密切相关,一般可分为:
(1)主站与子站之间。
主站与子站之间的通信一般采用光纤、星型或环网结构,采用 SDH/PDH或 ATM 技术的光纤以太网方式,通
过交换机 +以太网/El转换器或ATM交换机两种方案连接,亦可采用音频电缆等介质连接。
(2)予站与配电终端问。
配电终端(单个或就近成组)既需要与上级通信,相互之间也可能通信,上级可能是主站,也可能是设在变电站或监控中心的子站。
通信介质地理位置远近可采用光纤以太网、自愈双环网或双绞线等。
(3)用户级。
对抄表、设备监测(如配电变压器监测、用电设备监测)等设备,主要功能是监视及测量,实时性要求不高,与它边接的上一级一般是自己的主站或通过现场的终端设备(DTU/FTU等)转发,它们的通信宜选用有线音频、双绞线、电话线、配电载波等,一般距离较近时采用屏蔽双绞线不易架设时,也可采用低压配电载波。
(4)主站及子站内部。
采用以太网方式(主站推荐用双网,子站可用单网或双网),运行 TCP/IP协议。
配电网常用的信道种类包括:配电载波信道、无线信道、光纤信道、微波信道和有线信道。
除此之外,在具体的应用中,数据采集建议支持 GPRS公共无线数据通信方式,同时支持网络通信、GSM 短信相接合的通信方式。
系统还应支持多采集服务器负载均衡、多线程并发的通信调度管理机制;支持灵活配置两个或多个通道互为备用,多通道根据任务繁重程度自动均衡负载。
4 结束语:
综上所述,通信系统作为整个配电自动化系统中的关键组成部分,将直接影响到配电自动化系统整体的性能。
通信系统的可靠性、稳定性都应该高,并且具有高速大容量、可扩展性较强的通信网络,在一定故障下能够自动的恢复。
在现阶段,我国的配电网设备较为分散,地理情况的变化多端,用户的众多、覆盖范围十分广泛,并且极易受到用户的增容、城市建设等的外界影响。
按照当前技术水平分析,还没有一种通信技术可以很好的满足配电自动化系统的各层次需要,通常采用了混合通信的方案。
在日后城网建设过程中,需要重点考虑实施网与信息网的隔离,避免黑客的侵入造成更大的损失。
参考文献:
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