隨著電網智能化水平的不斷提高，電力系統已實現調度自動化、變電站綜合自動化、配網自動化，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的論文范文，歡迎閱讀借鑒。

 

　　摘 要： 隨著經濟與科技的快速發展，市場的用電需求越來越大，用戶的用電負荷也日益增長，用戶對電能質量的要求越來越高。在供電系統中實施配電自動化，實現對配電網絡的科學管理，為用戶提過不間斷的優質電能，是配電系統當前所面臨的首要問題，而作為配電自動化系統的支撐網絡——通信網絡的建設，也就尤為重要。

 

　　關鍵詞： 配電自動化;通信網絡;光纖通信網絡

 

　　引言

 

　　伴隨著我國經濟發展和城市現代化進程的快速發展，用電負荷日益增長，用戶對電能質量的要求也越來越高，這就需要建設一個可靠性能高，能夠提供不間斷優質電能，并且能夠實現科學管理的配電自動化系統。

 

　　配電自動化(DA)是指基于先進的計算機系統、網絡通信技術，將配電網實時數據、電網結構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，實現配電網及其設備在正常運行及異常狀態下的監測、保護、控制、用電和配電的科學管理。

 

　　1 配電自動化的功能和作用

 

　　1.1 數據采集和配電系統監控功能

 

　　數據采集和配電系統監控功能是對配電一次系統的數據采集，通過通信網絡平臺利用先進的通信技術上傳至監控平臺，實現對現場各饋線“三遙”功能，以及設備狀態的在線監視，具有對一次系統異常事件記錄、負荷曲線變化、歷史事件追憶、實時報警信息、歷史數據查閱、事件打印等功能。

 

　　1.2 配電網故障管理功能

 

　　配電一次系統發生故障通過保護裝置自動切除故障或監控中心依據通信網絡上傳數據、信息遠程判斷、分析，遙控開關隔離故障。

 

　　1.3 線損計算、管理功能

 

　　配電一次設備系統數據通過通信網絡上傳至現場后臺及監控中心，監控中心根據通信網絡上傳數據遠程設定自動裝置定值，自動裝置根據裝置定值，自動調整變壓器有載調壓開關分接頭的檔位，無功補償(VQC)裝置自動控制電容器投切，監控中心根據一次系統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 配電網運行管理功能

 

　　該項功能主要包括：自動繪制圖文、設備管理和地理信息系統(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、開關直至末端負載等，用電的地理位置與有關設備參數等實時數據信息。

 

　　2 配電自動化系統的組成

 

　　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，通過通信網絡平臺數據共享的數據庫系統和應用程序，是監控與管理的核心。配電自動化控制中心從總體上實現配電網的監視與控制，分析配電網運行狀態，協調各子站間的關系。

 

　　2.2 區域工作層

 

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

 

　　2.3 現場設備層

 

　　現場設備層包括回路終端(FTU)、配變終端(TTU)、常規終端(RTU)，統稱為配電自動化終端。主要用于數據的采集、綜合分析、上報、遙控命令的接收和執行，同時具有異常事件記錄、事件追憶等功能。

 

　　3 配電自動化系統的通信

 

　　要實現配電自動化，需要依靠有效的通信手段，統一的規約，將控制中心的命令準確地傳送到就地的終端設備上，并且將分布在各處的反映終端設備的運行狀況的數據信息上傳到監控中心，實現監控中心對終端設備的遙控、遙調功能。

 

　　配電自動化通信網絡，是搭建配電設備同配電自動化主站系統間的“通信高速公路”，通過它實現對配電網上各設備的遠方實時監視、控制與協調。配電自動化網絡所傳輸的數據有上傳監控數據和下達設置數據。上傳監控數據：將安裝于環網柜、開閉所、柱上開關等電力設施中的各種監控設備的監控數據及時準確的上傳到子站或主站系統中;下達設置數據：將子站或主站系統中的設置數據，實時準確的下達到各種監控設備上。

 

　　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、不受環境條件的影響，是一種高質量的傳輸媒介，但需要進行大量的光纜敷設，除工程技術要求高之外，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，缺點是易受環境的影響，由于音頻電纜與高壓配電線路同桿架設，高壓輸電線的電磁對音頻電纜干擾較大，影響通信質量。

 

　　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據的天然網絡，因此優勢明顯，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，由于城市配電網高樓林立，微波通信、無線通信信號不適宜在這種環境中傳輸。

 

　　綜上所述，在配電自動化網絡采用的各類通信方式中，光纖通信方式優點顯而易見，在各種通信接入技術中，基于光纖介質的PON接入技術是優勢尤為突出，因此在配電自動化網絡建設中建議選擇PON技術。

 

　　3.2 通信組網方案

 

　　將網絡層次劃分為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相連接，OLT也可以獨立具備支持環網組網的能力(支持RSTP/MSTP)，當網絡中某節點鏈路發生故障，設備可快速完成保護倒換。

 

　　3.2.2 接入網通信層。接入通信層主要由ODN和ONU兩部分通信設備組成，ODN設備是OLT與ONU之間的通信光鏈路，它將ONU采集到的監控數據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傳遞給終端設備，實現終端控制。ODN根據配電網常見的單輻射型、手拉手型及環形三種拓撲結構，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，需要根據具體安裝節點選擇不同的分光比。ONU用于采集開閉站、環網柜、柱上開關等處FTU/RTU/TTU上的監控數據，ONU上行需要提供兩個EPON端口，有一個端口故障時，應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、環網柜或柱上開關安裝一臺ONU，ONU設備應能提供4或8個FE接口。

 

　　根據OLT至ONU通道衰減的允許范圍以及ONU的配置經驗，結合具體配電網實際情況，同時充分考慮今后網絡的擴容、改造和升級，初期網絡應預留足量的光功率余量，因此對于建網可做如下考慮：當節點數超過ONU及分光器控制數量時，將網絡進行拆分，新增光芯以減少分光器級數及通道衰減;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，方便后續擴容，或者預先安裝一個分光器，預留分支接口。

 

　　3.3 配電自動化網絡方案拓撲設計

 

　　配電自動化網絡通常使用單輻射型、手拉手型及環形三種拓撲結構，對于PON光網絡的拓撲結構、分光器級數和分路比可以根據具體應用環境選擇。

 

　　在理論上PON系統對于分光器級數沒有限制，但由于每個ONU的光通道衰減要求小于28dB，在實際應用中若分光器級數越多，雖然會節省主干光纖數量，但會造成接頭損耗增加，導致網絡拓撲復雜，因此在網絡拓撲設計時要兼顧主干光纖資源和網絡拓撲結構。

 

　　4 結束語

 

　　在配電自動化系統中，通信網絡作為支撐網，它的重要性不言而喻。為了更好地實現配電自動化，應根據實際需要構建一個經濟、可靠的配電網通信系統，可以考慮采用幾種通信技術混合組網方式，更好地實現配電自動化功能并完成配電網絡的科學管理。

 

　　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，《鞍山配電網自動化系統分析及其應用》，北京：華北電力大學，2007.