配電網自動化通信程序運用

時間:2022-06-18 05:23:00

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配電網自動化通信程序運用

電力工業是我國經濟發展的基石,是國民經濟的重要基礎支柱之一。電力網是由配電網和輸電網構成,配電網就是將電力系統中變電站低壓直接或降壓后向用戶供電的網絡,也稱之為配電系統。配電網由電纜配電線路、降壓變壓器、架空配電線路及變電站等構成。通信系統是配電網自動化的核心技術,配電網的運行狀態改變、數據的采集及配電網的優化均通過通信系統。通信系統的設計合理與否將直接影響到配電管理系統的運行成敗。

1配電網自動化通信系統的設計要求

根據配電網自動化系統的復雜程度、規模以及預期達到的自動化水平不同,對其通信系統的要求也有所區別。每個地區的配電網自動化系統規模都是比較大的,不可能在短期內能夠立即建得很完善,因此,建立配電網自動化通信系統是一個長期,循序漸進的過程。總的說來,配電網自動化通信系統需要滿足以下要求:

1.1通信可靠

配電現場對配電網通信系統要求有很高的可靠性。首先,配電現場的工作環境復雜,需要選用能夠抗潮濕、抗高溫等惡劣氣候的設備,在應用的過程中必須要注意密封防塵;其次,業務數據的傳輸無論是在配電網正常運行,還是在配電網出現線路故障時,通信必須保持其業務數據能夠暢通傳輸,通信系統還應具有診斷配電網故障、故障區隔離和非故障區恢復供電的通信任務;再次,由于通信終端附近的電磁場較強,為了保證通信數據不受外界的影響,保證數據的準確性,通信系統還需具有較強的抵抗電磁干擾的能力。

1.2設備應具有靈活、易于安裝的特點

由于配電網規模大、網點多,各終端的安裝環境要求也不一樣,使得通信設備復雜。為了滿足靈活、易于安裝、運行可靠、便于維護等特點,選取的通信設備尺寸應適宜,不能太大,能滿足多樣的安裝方式,能應對復雜的現場環境。

1.3通信實時性、雙向性

通信系統的首要任務就是將站點的數據傳送給各個終端,并將各個端點的檢測數據傳送至站點,并對數據進行分析,實時監控配電網的運行情況。配電網通信系統的實時性與雙向性,能夠實現在系統正常時,及時更新系統的數據,也能夠實現在系統發生故障時,能快速地將故障數據傳送給站點,從而及時排除故障,增加供電的可靠性。

1.4配電網需要具備一定的擴展性與開放性

由于業務數據大小與實時性的要求不同,對通信系統的要求也不盡相同,配電網將會隨著城市的建設、信息業的發展進行擴展與改造,這就要求其具有一定的可擴展性與開放性。

2配電網自動化系統通信方式的比較

配電網自動化系統通信方式有很多種,但其主要分為有線通信方式與無線通信方式。在有線通信方式中主要有載波通信與光纖通信方式兩種。而無線通信方式中主要的應用為GPRS通信技術。無線通信架設方便、易于擴展、價格也比較便宜。有線通信方式具有較強的防干擾性和傳輸速度快的特點。本文就載波通信、光纖通信與移動無線通信技術中的GPRS進行具體分析與比較。

2.1載波通信方式

載波通信又分為電力載波通信與有線通信的載波通信兩種方式,它們原理基本相同,具有繼電保護功能、傳輸運行信息功能、進行電網內調度電話的功能。對配電網的運行安全、高效、穩定具有重要的作用。其主要有以下特點。

1)配電網的電力線上的電壓電流相當大,信道若想在此電力線上進行傳輸,則必須要通過耦合元件才能連接載波通信設備與電力線。這些耦合設備必須具備高效、安全、消除電力線上的傳輸電能對載波通信設備的損害,從而保證配電網自動化通信系統的安全。

2)高壓電力線上存在著很強的噪聲,這是由于電暈等情況產生的。為了消除這些噪聲,得到準確的信息,則載波設備必須具備較高的發信功率。

3)載波通信使用的頻譜是有限的,主要由于載波信號將會影響到附近的無線通信信號、高頻的架空線路、電力50Hz工頻諧波的干擾。

4)載波通信的建設成本低,且具有電話線與光纜通信的功能。

5)覆蓋范圍廣,電力線通信能夠很容易地覆蓋到學校,每個家庭網絡。

6)即插即用的特點,用電力通信網絡只需要直接接入電源就可以接入,不需要進行撥號操作。

2.2光纖通信方式

光纖通信是以光作為信息載體,傳輸介質為光導纖維。光纖具有傳輸速度快、干擾性強、傳輸距離遠等特點,主要傳輸數字信號。光纖通信相比于其他通信方式,具有以下優點:①光纖傳輸抗干擾性強,損耗小,幾乎無誤碼現象;②一組光纖可以同時傳輸多組數據,互不干擾;③架設簡單,組建方便,受外界影響小;④能夠使配電網與控制網中的強電和弱點分開,增加了設備的安全性;⑤傳輸的容量可達到10Gbit/s,是目前最大傳輸容量的方式。

2.3移動無線通信技術

移動無線通信技術具有容易擴展,成本低的特點,在各行業已被廣泛地應用。無線公網主要有GPRS、CDMA和3G三種。其中GPRS、CDMA技術已經發展得很成熟,3G技術屬于新興技術,在終端設備的開發制造和網絡建設方面發展得還不夠成熟。GPRS屬于無線通信技術中的主流技術,能夠提供一對一,一對多的數據傳輸,適用于間斷突發性數據傳輸,也適合于頻繁少量的數據傳輸。無線公網沒有獨立的控制權,因為它面向的用戶范圍大,其終端數據很容易受到非法攻擊,其可靠性不強,當系統出現故障時,必須要和公網通信系統進行協調;租用流量費用也比較高。但是,無線通信技術初期投資成本低、布置靈活、覆蓋范圍廣、適合復雜的地理環境。可以應用在使用有線通信方式昂貴復雜的地方,作為有線通信方式的補充。

3配電網自動化通信系統總體設計

配電網自動化系統的結構決定了其通信系統的建設與實施運行,配電網自動化通信系統主要分為主站、主干通信網、子站層、分支通信網、終端層這幾個部分,如圖1所示。其具體設計如下:

1)主站層與子站層之間的主干通信網,因為它的數據量比較大,傳輸速度要求高,可采用光纖或者微波進行通信。還可以采用光環自愈網來保證通信的可靠性,防止介質設備故障導致通信中斷。

2)郊區農村等偏僻的地方,由于其地理環境復雜、人口密集度低、設備分散、面積廣、距離長等特點,可以采用無線擴頻或者電力線載波方式,以此減少技術復雜度與成本。

3)進行實時監測設備的通信,只需完成定時采集的功能,如集中抄表、負荷控制等設備,對于此項設備只需采用低價的通信方式,如電話專網,無線擴頻等。進行實時監測設備對通信的要求要可靠快速,所以選用光纖通信。

4結語

配電網的應用是經濟建設決定的,是當前電網建設的重點,無論是大型還是中小型城市,都將配電網通信系統的自動化列入工作重點,對其投入了大量的人力與物力。配電網自動化通信系統的實現是一項綜合性的工程,對其設備具有較高的要求。隨著電力通信與信息化的發展,我國的配電網自動化通信系統將會不斷地得到完善,給人民帶來更多的社會和經濟效益。