配电自动化通信网设计架构探究叶昇

配电自动化通信网设计架构探究叶昇

叶昇

广州宇烈建筑设计院有限公司广东广州510670

摘要：国家电网公司发布智能电网战略以来，配电自动化是坚强智能电网建设的重要工作内容之一。配电自动化以一次网架和设备为基础，以配电自动化系统为核心。综合利用多种通信方式．实现对配电系统的监测与控制，并通过与相关应用系统的信息集成，实现配电系统的科学管理。

关键词：配电自动化；通信网设计；架构探究

1配电网及其特点

电力网分为输电网和配电网?，通常把电力系统中变电站低压侧直接或再降压后向用户供电的网络称为配电网，它由架空配电线路，电缆配电线路、变电站、开闭所及降压变压器等构成，配电网也称配电系统。由于我国是农业大国，配电网在我国通常又分为城市配电网和农村配电网。城市配电网容量较大，负荷密度也相对较高，供电环境比较好且负荷相对集中，供电可靠性较高；而农村配电网容量较小，对应的供电区域大，负荷密度较低，供电线路基础条件较差且范围分散，影响供电可靠性和安全f生的不利因素较多。配电电压等级一般可分为三类，即高压配电电压(35kV一110kV)、中压配电电压(10kV)、低压配电电压(380v／220V)，与上述电压等级相对应，配电网电压等级又可分为高压配电网、中压配电网和低压配电网，配电网是电力系统直接与电力用户相连接的部分，与输电网相比，配电网具有深入城市中心和居民密集点、传输功率和距离与输电网相比小很多、供电容量、电力用户性质、电能质量和供电可靠性不相同等特点。

2配电网自动化的作用性

电力系统发展至今，配电网自动化是其必然趋势，其主要目的及意义在于：在配电网正常运行的情况下，可以监测配电网运行工况，使配电网运行在最优状态：在配电网发生故障或异常运行时，通过通信系统返回的实时数据能够及时迅速的判断出故障范围，在允许的时间范围内通过合理的一次电力设备的开断，使电网能够隔离故障区域，恢复配电网正常区域的供电；根据配电网的实时数据，合理的调整无功补偿装置，使用户电压维持在正常波动范围内，减少电网损耗，提高供电质量；可以合理地、最优化地开断一次设备，控制用电负荷，提高供电设备的利用率；另外，由于劳动力资源的成本投入越来越超过自动化设备的投入，自动化系统的投人使用，不仅降低了劳动力成本，还可避免时间的浪费，提高供电企业的利润和工作效率。所以在保证电力系统发电、输电的安全、稳定、坚强运行基础上，配电网自动化的实施可以最大限度的提高电力系统的供电质量和供电可靠性，给用户提供优质的电能，满足人们的日常生活，工作学习的需要。因此，配电网自动化的实施对人们需求是十分必要的。主要表现在：(1)显著提高供电质量和供电可靠性。通过实施配电网自动化，由故障引起的停电次数可明显减少，故障范围也调节在可控范围之内，另外，实时数据的显示及历史数据的查询可帮助供电企业迅速分析出故障点，迅速组织修复，缩短停电时间。(2)增加企业效益。通过配电网自动化，可减少电网损耗，增加供电。另外还可减少劳动力需求，使工作人员的劳动强度降低，减少劳动人员的配备，节约人力资本，调节设备运行在最优状态下，可以延长设备使用期，降低供电企业的成本。(3)配电网管理水平提高。及时、迅速、丰富、准确、自动的配电网运行工况数据，为电网的管理提供了最为有力的数据基础。通过对数据的监测，供电企业可对自己的设备开断，线路运行及计划停电等做最优选择。

3配电网自动化通信网架构设计

3.1总体设计

在本文设计思路当中，配电网自动化通信网架构设计主要分为3个步骤，即配电网主站与子站通信网设计、子站与终端通信网设计、用户通信网设计，下文将先对3个设计步骤的设计思路进行阐述：

3.1.1配电网主站与子站通信网设计思路

因为配电网主站与子站之间存在信息量大的特点，同时介于业务需求，通信网必须具有较高的稳定性与可靠性，所以本文将采用光纤通信技术来进行设计。具体来说，将采用SDG/PDH光纤以太网组成自愈环形结构，再配置交换机、以太网/E1转换机来实现主站与子站之间的通信网连接。

3.1.2子站与终端通信网设计

因为现代配电网的范围宽广，所以其中终端的数量有很多，此时就必须进行子站与重点之间的通信网设计。在现有条件下，本文考虑到通信介质问题，将选择光纤以太网方式、自愈双环网来进行设计，这两种连接方式将根据子站与终端之间的距离而定，即针对远距离将采用光纤以太网方式；针对短距离采用自愈双环网。顺带一提，在其他案例当中，也有采用双绞线的子站与终端通信网设计方法，这种方法的通信距离可长可短，但是相较之下其稳定性相对较弱，所以本文没有采用该方法。

3.1.3用户通信网设计

此实现主站与子站的内部通信。

3.2光纤设计方案

在上述分析之下将对光纤进行设计，设计形式为分层结构具体分为两层：骨干层、接入层，下文将对这两项设计进行分析：

3.2.1骨干层设计

首先在配电变电所处安置光线路终端，再利用变电所数据传输设备实现与配电通信主平台的连接，传输设备方面采用MSTP代替传统SDH设备，因为在本文设计条件下，SDH设备不太支持以太网，并且其网络容量也存在问题，因此采用相对先进的MSTP设备。图1为骨干层数据传输网络结构。

图1骨干层数据传输网络结构

3.2.2接入层设计

接入层主要实现了双向配电自动化终端信息传输，具有单点信息量小、电网控制类业务需求较多的特点，在这些特点之下，本文认为接入层必须具备良好的数据传输实时性、可靠性、安全性。在上述要求之下，本文选择了光缆来进行设计，即将光缆与所有配电自动终端的开闭所、环网柜相互连接，同时配置以太网无源光网络单元，还建设了接入层光网络，以此使接入层的容量增大，提高其安全性、可靠性。此外，光缆结构方面，采用多分段多联络、多分段联络两种形式进行设计，线路形式为环网。

4结语

在现代电力需求背景下，配电网自动化是必然的发展趋势。通过配电网自动化的应用，可以实时对配电网的运行情况进行分析，以此确认配电网的状态，此时当配电网出现异常现象时，会产生相应的异常数据，此时管理人员可以通过数据波动，第一时间得知异常点、异常范围，甚至是异常类型，同时配电网还会自动启用保护机制，例如隔离异常点，避免异常现象扩张，有利于电力供配质量。

参考文献：

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