配网自动化中的综合通信模式祝春捷
（杭州市电力局，浙江杭州310009）摘要：对配网自动化中可能应用的通信手段进行了综合比较，并对实际应用中应注意的问题进行了分析和探讨，提出了对通信方式进行总体规划和设计，为配网自动化的实施以及与其它自动化系统的信息共享提供了一定的通信基础。
关键词：配网自动化通信规约信息传递 0概述
配电自动化系统是个非常复杂的系统，配电网设备数量庞大、种类繁多、与EMS、SCADA系统及MIS系统有着紧密的联系。在配网自动化的建设中，通信方式是非常重要的一个环节。要实现数据和命令的及时、快速的传递，通信又是实施配网自动化的基础，因此实施配网自动化必须解决好通信通道的问题，做好总体规划的设计工作，才能准确地将配电终端设备与配电自动化系统主站进行数据通信和数据交换。
随着通信技术的发展，可供选择的通信手段很多，由于配网自动化远方终端数据非常庞大，因此在满足可靠性的基础上如何降低造价，形成最合理的配置，便于推广，也是非常重要的问题。1配网自动化通信的模式
1.1配网自动化对通信的要求
配网自动化对通信的要求取决于配网自动化的规模、复杂程度和预期达到的自动化水平。在不同的供电企业中，经济条件、配网进展的程度以及配网技术发展的速度不同，对配网自动化的要求也不同。而且每个地区供电局不可能在短期内立即建成完善的配网自动化系统，一般也需要5～10年的进程，因此配网自动化的通信也有一个循序渐进的过程，需要总体规划，以免重复建设。
配网自动化初期采用重合器就地隔离故障的方式及智能馈线终端就地控制方式，这两种方式对通信的要求不高。但随着自动化技术水平的发展，目前配网自动化已要求发展成为高度自动控制，高级应用软件的时期，形成了集中远方监控实现馈线自动化功能的配网自动化模式，为避免信息传递以及执行命令下达时间的延误，对通信的有效性、可靠性和经济性都提出了更高的要求。
按现阶段对配网自动化的要求，通信必须具备以下特点：
(1)通信的可靠性。要长期经受恶劣环境的考验，如雨雪、大风等；且会受到较强的电磁干扰或噪音干扰；此外不能受停电和故障的影响。
(2)建设费用。在满足可靠性的前提下，要考虑设备造价，估算长期使用和维护的费用。
(3)双向通信。不仅实现信息量的上传，还要实现控制量的下达。
(4)数据传输速率。在配网自动化系统中，配电变电站监控、馈线自动化对于通信速率要求最高，300bit／s以上才能满足要求；公变检测和负荷监控对通信速率的要求其次，约10bit／s就能满足；远方抄表和计费系统对通信系统要求最低。
1.2各种通信方式的应用比较
目前配网自动化可应用的通信方式很多，主要有光纤、配电线载波、电话专线、CATV通道、无线扩频、无线通信系统、微波通信、专线RS－485、数传电台等方式，主要用于FTU、TTU的通信、负荷控制、低压用户抄表、通信主干线等。目前国内配电自动化大都采用单一的通信模式，且通信方式上沿用主站集成的通信模式；但没有任何一种单一的通信手段能全面满足各种规模的配电自动化的需要，难以发挥最大的效益。各种通信方式的应用比较见表1所示。
通过上述比较，再针对各通道的投资和维护费用，可以在实际的通信应用中进行总体设计。随着通信技术的发展，光纤的价格也一再下降，应用的范围逐渐增加；DLC的用途也较广，但尚未完全解决抗干扰和衰耗的问题，目前仍处于尝试阶段；数传电台的方式也逐步得以应用，如我局的负荷控制系统和城市照明监控系统都采用了该通信方式，运行情况良好；电话线和CATV的方式因为涉及其他单位系统，目前尚未得到大量应用；扩频通信利用电力线进行传输，抗干扰能力强，误码率低，具有较好的应用前景。
2有关应用问题的探讨
2.1通讯规约
在不同的通信系统相结合的配网自动化中，通信规约相当重要，主要有应答式规约、循环式规约和对等方式规约，如IEC870－5－101，MODBUS、DNP3．0，CDT，μ4F等。由于多种类型的配电产品的通信规约各不相同，即使同一类型不同厂家的产品采用的规约格式也不尽相同，因此通信规约的规范和统一显得尤为重要，需要从以下几方面考虑：
(1)对配网自动化的规约进行规范和约束，制订相对标准的格式，在主站中要包容全面的规约格式，以便于所有数据的接收，且做成开放式结构，便于新的规约格式的补充和接入，具有一定的扩展性，以适应未来5年甚至10年的配网需求。
(2)选用终端设备时，要充分考虑是否采用标准的通信规约，以便于配网系统的实施。
(3)如果有通信子站，它实现站内及出线各种设备的数据采集及转发功能，肩负着设备管理和通信管理的职责，负责收发讯息，其规约的接收和转发显得尤为重要，如果考虑不周，则在通信的系统配置上会出现问题。
不同规约之间的比较如表2所示。
当配电设备数量太多，又采用应答式规约，则传输速度太慢，需要中继和分层处理。
2.2分层处理
由于配网自动化涉及的设备数量很多，范围很广，因此如果所有的数据量都发送到配网中心，将造成信息拥挤，容易造成瓶颈，发生故障难以及时处理和控制,宜采用分层处理的方式。一般分3层，即增加一个通信子站的环节，先对信息进行轮询预处理，根据重要性进行筛选再上传，避免了信息的拥挤。一般以变电所作为通信子站，对10kV开闭所的自动化进行控制和管理，通信网络的组织基本上是以10kV输电线路结构为基础，网内使用的通信终端硬件完全相同，只需对站名和站址进行区分即可。
2.3通信管理
由于配网自动化中可能使用多种通信方式，因此通信系统相互间的协调和管理就显得尤为重要，好的管理方式可以实现信息的共享及通信间的有效、高速的连接。此外，无论通信方式是否相同，不同的产品其规约都可能不同，因此需要通信管理机进行综合管理。
2.4中继传输
由于路程、干扰、环境、地貌等因素，有些通信方式容易引起衰耗或存在通信盲区，如配电线载波，数传电台的通信方式，需要设立中继站对信号进行放大和转发。例如，配电线载波对于某些传输路径特别长的，如大于10km，就需要增加设备进行中继传输，否则信号就会衰减。数传电台若处于信号盲区，也需要中继。中继的方式有固定和非固定两种，后者是指每个FTU都是信息转发装置，相当于邮箱功能，当某个终端处于盲区，无法与中心取得联系，它就可以采用询问的方式，通过其周围的终端进行信息上送。DLC中继方式框图如图1所示。数传电台的非固定中继方式见图2。
2.5通道的备用
远方监控方式的配网自动化不能因通道的中断而影响配电网的运行，因此最好具备一主一备的通道，以保证系统的可靠性。通道的备用可以由两种不同的通信方式组成，或通道的环网形式，或同一通道方式的两种形式，如不同频点的备用。
3具有发展前景的DLC(配电载波)通信
多种通信方式中，配电网载波以配电线作为通信媒介，安装方便、维护较少、建设投资小，故具有较好的发展前景。目前在日本、德国、瑞士等国家已有良好的应用。
3.1通道构成
配网由于线路众多，为降低造价，同时构建通信网络，因此不装设阻波器，但需要增强抗干扰能力。通道由通信模块MODEM、耦合装置（包括结合滤波器、耦合电容、耦合电感）组成，其中电缆采用电感耦合、架空线路采用电容耦合、混合线路，采用耦合电容和电感配合的方式。其中电容耦合器适用于一切场合，但由于价格昂贵，因此在多数电缆线路中安装电感式耦合器以降低造价，通过电缆的屏蔽层传输信号。但当电缆屏蔽层质量不良或因接地问题不能采用电感耦合方式时，就应采用电容耦合方式。
3.2安装方式
由于电缆线路通过屏蔽层传输信号，在开闭所安装电感耦合器时，有可能需要解开屏蔽层的接地点安装耦合器；而我国配电网一般为中性点接地方式，如此安装方式是否存在安全隐患尚需论证，因此目前最好选用不需解开接地点的产品，以提[1][2]下一页
