芻議配網(wǎng)自動化及通信系統(tǒng)的規(guī)劃建設(shè)

段英

摘 要：伴隨社會的全面發(fā)展，現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程的不斷加快，電力資源在社會生產(chǎn)與生活中發(fā)揮越來越重要的作用，社會發(fā)展對電力系統(tǒng)提出了更高的要求，配網(wǎng)自動化是如今國際上電力系統(tǒng)發(fā)展的一大趨勢，也是我國電力事業(yè)未來發(fā)展過程中需要集中關(guān)注的問題。基于此，本文以配網(wǎng)自動化為研究視角，從配網(wǎng)自動化及通信系統(tǒng)建設(shè)現(xiàn)狀出發(fā)，分析了配網(wǎng)自動化及通信系統(tǒng)規(guī)劃與建設(shè)的原則與要求，同時針對配網(wǎng)自動化的組成結(jié)構(gòu)進(jìn)行了深入性的探討。

關(guān)鍵詞：配網(wǎng)自動化；通信系統(tǒng)；規(guī)劃建設(shè)

中圖分類號：TN9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）15-0194-02

所謂配網(wǎng)自動化是指配電系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下，通過對配網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的動態(tài)性監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)運(yùn)行過程中所存在的故障與安全隱患，進(jìn)而采取行之有效的應(yīng)急措施實(shí)現(xiàn)對故障的快速解決以及對安全隱患的維護(hù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對配網(wǎng)運(yùn)行方式的進(jìn)一步優(yōu)化，最終確保電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展、現(xiàn)代化程度逐步提升的時代背景下，社會生產(chǎn)與生活對電力系統(tǒng)的要求與日俱增，所以進(jìn)一步提高配網(wǎng)自動化水平已經(jīng)成為電力事業(yè)發(fā)展實(shí)踐中廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)，也是未來國際電力系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢。

1 配網(wǎng)自動化及通信系統(tǒng)建設(shè)現(xiàn)狀

從實(shí)踐發(fā)展的角度來看，我國電力事業(yè)發(fā)展過程中配網(wǎng)自動化以及通信系統(tǒng)的規(guī)劃與建設(shè)起步比較早，于20世紀(jì)90年代初期已經(jīng)開始嘗試，經(jīng)過二十余年的努力，這項(xiàng)工作取得了一定的進(jìn)展，但是受到多方面因素的影響與制約，全國范圍內(nèi)還有部分地區(qū)的配網(wǎng)自動化依據(jù)沒有得到全面的完善。為了適應(yīng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展對電力系統(tǒng)所提出的要求，跟隨國際電力系統(tǒng)發(fā)展的大趨勢，現(xiàn)階段電力事業(yè)發(fā)展過程中對于配網(wǎng)自動化以及通信系統(tǒng)的規(guī)劃與建設(shè)的重視程度逐步提高。

經(jīng)過這樣長的發(fā)展歷程，配網(wǎng)自動化水平依據(jù)不高的原因是多方面的，其中包括經(jīng)濟(jì)因素、社會因素，也包括技術(shù)因素。就目前發(fā)展實(shí)際情況來看，我國配網(wǎng)自動化及通信系統(tǒng)中存在以下幾個方面的問題：第一，在配網(wǎng)自動化系統(tǒng)功能定位的層面上來看，沒有真正反映出供電企業(yè)以及廣大電力用戶的實(shí)際需求；第二，在技術(shù)方案的層面上來看，沒有針對不同的配電線路以及網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)以及要求，科學(xué)與合理的規(guī)劃與設(shè)計(jì)配網(wǎng)信息采集、監(jiān)督、控制的配置；第三，從系統(tǒng)收益的層面來看，配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的整體經(jīng)濟(jì)效益比較低，很多試點(diǎn)系統(tǒng)的規(guī)模效應(yīng)匱乏；第四，從饋線自動化的角度來看，在規(guī)劃與建設(shè)過程中過分強(qiáng)調(diào)快速的完成電網(wǎng)運(yùn)行過程中的故障隔離，并沒有充分的思考基于不同的供電可靠性要求實(shí)現(xiàn)對故障隔離以及恢復(fù)方案的科學(xué)化設(shè)計(jì)；第五，從組織實(shí)施與運(yùn)維層面來看，在工程的組織實(shí)施階段以及日常的運(yùn)行維護(hù)工作當(dāng)中，缺少統(tǒng)一化的管理制度；第六，從運(yùn)行的可靠性角度上來看，一部分設(shè)備與系統(tǒng)并具備長期可靠運(yùn)行的功能；第七，從系統(tǒng)的集成性上來看，配網(wǎng)自動化系統(tǒng)以及與配網(wǎng)管理相關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)之間的集成規(guī)范不夠統(tǒng)一化。

2 配網(wǎng)自動化及通信系統(tǒng)規(guī)劃與建設(shè)的原則及要求

根據(jù)現(xiàn)階段電力事業(yè)發(fā)展的實(shí)際需要，供電企業(yè)在實(shí)施配網(wǎng)自動化系統(tǒng)規(guī)劃與建設(shè)的過程中，應(yīng)該始終秉承經(jīng)濟(jì)適用、技術(shù)先進(jìn)、因地制宜、分步實(shí)施、適當(dāng)改造、統(tǒng)籌兼顧的理念，遵循以下七項(xiàng)基本原則開展工作：第一，將進(jìn)一步、全方位提高配網(wǎng)的運(yùn)行以及管理水平作為根本出發(fā)點(diǎn)與最終立足點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對配網(wǎng)的動態(tài)性監(jiān)控；第二，在規(guī)劃與建設(shè)的過程中，集中思考自動化系統(tǒng)的實(shí)用性與適用性，盡最大努力擴(kuò)大對配網(wǎng)運(yùn)行的監(jiān)控范圍，盡可能的讓配網(wǎng)自動化系統(tǒng)發(fā)揮出綜合性的效益；第三，應(yīng)該始終遵循開放性的原則，切實(shí)保證規(guī)劃與建設(shè)的自動化系統(tǒng)具有一定的可擴(kuò)展性與適應(yīng)性；第四，在規(guī)劃與建設(shè)中應(yīng)該始終牢記安全運(yùn)行、可靠運(yùn)行、穩(wěn)定運(yùn)行的基本要求，全面遵守國家相關(guān)部門對于信息安全提出的規(guī)定，從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、硬件設(shè)備、軟件技術(shù)、通信系統(tǒng)等多維度切實(shí)確保自動化系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定；第五，在實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動化系統(tǒng)規(guī)劃與建設(shè)的過程中應(yīng)該以現(xiàn)有的配電網(wǎng)架作為基礎(chǔ)；第六，在開展相關(guān)工作的過程中，應(yīng)該因地制宜，基于不同區(qū)域的現(xiàn)狀與要求，整體規(guī)劃與布局的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)分區(qū)域、分階段的自動化系統(tǒng)建設(shè)與規(guī)劃；第七，在開展這一工作的時候，應(yīng)該始終為完善生產(chǎn)管理制度以及管理流程而服務(wù)，通過不斷的創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)管理水平的動態(tài)性提升。

3 配網(wǎng)自動化結(jié)構(gòu)分析

在配網(wǎng)自動化系統(tǒng)當(dāng)中，系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)對監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的流程、通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案以及相關(guān)管理流程起到基礎(chǔ)性的決定作用，所以做好配網(wǎng)自動化結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)是配網(wǎng)自動化系統(tǒng)規(guī)劃與建設(shè)工作當(dāng)中的重點(diǎn)所在。如何選擇具有實(shí)用性特點(diǎn)、穩(wěn)定性特點(diǎn)、滿足可持續(xù)發(fā)展要求的結(jié)構(gòu)體系，對于構(gòu)建現(xiàn)代化的配網(wǎng)自動化系統(tǒng)是非常關(guān)鍵的?；诖?，電力企業(yè)可以采用分散式的監(jiān)控模式，構(gòu)建配網(wǎng)自動化主站系統(tǒng)，將全部數(shù)據(jù)集中統(tǒng)一到主站當(dāng)中，通過配網(wǎng)系統(tǒng)的主站以及各個遠(yuǎn)程監(jiān)控工作站的通力合作、分工協(xié)作實(shí)現(xiàn)對配網(wǎng)系統(tǒng)的時效性監(jiān)控。從縱向結(jié)構(gòu)的角度來看，配網(wǎng)自動化系統(tǒng)主要包括主站、通信、終端設(shè)備[1]。

3.1 主站模式

在主站系統(tǒng)規(guī)劃與建設(shè)的過程中可以采用集中處理的方式，對系統(tǒng)所處區(qū)域范圍內(nèi)的配網(wǎng)運(yùn)行信息進(jìn)行有效的處理，有效利用終端的數(shù)據(jù)信息統(tǒng)一到配網(wǎng)自動化主站系統(tǒng)中的核心數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，下屬各單位的客戶端可以在管轄全線的范圍之內(nèi)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程方式的訪問與使用，這樣就可以實(shí)現(xiàn)各區(qū)域配電網(wǎng)的有效運(yùn)行與維護(hù)，對整個配網(wǎng)進(jìn)行動態(tài)性的監(jiān)控與管理。

3.2 配網(wǎng)終端

實(shí)施配網(wǎng)自動化系統(tǒng)規(guī)劃與建設(shè)的過程中不需要對全部配網(wǎng)一次網(wǎng)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行大范圍的改造，因?yàn)榕渚W(wǎng)自動化系統(tǒng)的具體要求是，將遙信作為主體，實(shí)現(xiàn)對區(qū)域內(nèi)輸電線路故障指示器的信號的及時回傳，進(jìn)而有效的減少排查故障所需要的時間，同時應(yīng)該以遙測作為輔助工具，實(shí)現(xiàn)對公用變壓器負(fù)荷的科學(xué)檢測。現(xiàn)階段配網(wǎng)終端功能至少應(yīng)該包括以下幾個方面：第一，配網(wǎng)終端應(yīng)該可以支持各類型故障指示器的接入；第二，開關(guān)的狀態(tài)、電流以及電壓量等相關(guān)數(shù)據(jù)的采集，對饋線運(yùn)行狀態(tài)的動態(tài)性監(jiān)控；第三，應(yīng)該具備對各類型故障的檢測以及識別各類型故障的功能，同時應(yīng)該具備將配網(wǎng)故障的信息主動地傳入主站模式當(dāng)中的功能；第四，能夠支持多種通信方式的同步運(yùn)行，可以提供DL/T634.5101-2002，DL/T 634.5104-2002，DNP3.0等不同通信協(xié)議；第五，在失電或者通信系統(tǒng)中斷的情況下，可以對相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行長時間的保存，并且具有支持歷史數(shù)據(jù)上傳以及補(bǔ)充的功能[2]。

3.3 通信模式

配網(wǎng)通信技術(shù)是以信息技術(shù)為基礎(chǔ)的配網(wǎng)管理活動中的關(guān)鍵技術(shù)，通信系統(tǒng)的先進(jìn)與否直接決定配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的整體水平。配網(wǎng)通信在配網(wǎng)系統(tǒng)中呈現(xiàn)點(diǎn)多面廣的基本特點(diǎn)，同時現(xiàn)場的各方面條件也是復(fù)雜多變的，所以沒有哪一種通信方式可以全方位的滿足配網(wǎng)自動化系統(tǒng)對于通信的所有要求，基于此在規(guī)劃與建設(shè)配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的過程中應(yīng)該使用綜合性的、混合型的通信方式?；谂渚W(wǎng)通信系統(tǒng)具有時效性、穩(wěn)定性、安全性的現(xiàn)實(shí)要求，在通信手段不斷創(chuàng)新發(fā)展的背景之下，現(xiàn)階段可供配網(wǎng)自動化系統(tǒng)所選擇的通信方式有很多種。按照傳統(tǒng)的分類方式，我們可以將通信方式分為有線通信方式，主要包括架空明線或電纜的通信方式、電力線載波的通信方式以及光纖通信方式等；無線通信方式，主要包括CDMA通信方式、GPRS通信方式以及EDGE通信方式等[3]。

第一，光纖通信方式。這一通信方式在實(shí)踐中表現(xiàn)出的優(yōu)點(diǎn)主要包括：（1）可靠性與保密性比較強(qiáng)；（2）抗干擾的能力比較強(qiáng)，所以這一通信方式適合在強(qiáng)電磁干擾的環(huán)境下應(yīng)用；（3）高寬帶、傳輸距離比較遠(yuǎn)。正是因?yàn)楣饫w通信方式具備以上幾個方面的優(yōu)勢，它已經(jīng)成為了配網(wǎng)自動化系統(tǒng)規(guī)劃與建設(shè)過程中“三遙”站點(diǎn)通信方式建設(shè)的最佳之選?，F(xiàn)階段，可以應(yīng)用于配網(wǎng)自動化系統(tǒng)通信模式中的光纖通信技術(shù)主要包括光Modem、MSTP、EPON和工業(yè)以太網(wǎng)。在網(wǎng)絡(luò)管理與組網(wǎng)等因素的制約之下，一般不會采用光Modem技術(shù)。MSTP技術(shù)的主要優(yōu)勢在于在進(jìn)行業(yè)務(wù)接入的過程中具有靈活性與多樣性，但是這一技術(shù)會受到現(xiàn)場施工環(huán)境的影響，所以可以考慮將其應(yīng)用到配網(wǎng)骨干節(jié)點(diǎn)之上。EPON技術(shù)在實(shí)踐中的主要優(yōu)勢在于可以節(jié)省光纖資源、寬帶高，其對于輻射性的組網(wǎng)方式呈現(xiàn)出不可比擬的優(yōu)勢，但是網(wǎng)絡(luò)管理的功能還不是非常高。工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)為對于特殊環(huán)境的適應(yīng)能力比較強(qiáng)，在運(yùn)行過程中的穩(wěn)定性比較好，環(huán)狀組網(wǎng)的可靠性比較高；主要不足表現(xiàn)為很多設(shè)備在運(yùn)行的過程中所采用的協(xié)議是私有形式的協(xié)議，所以不同生產(chǎn)商之間的共享性能不高。總體上來講MSTP技術(shù)、EPON技術(shù)和工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)在實(shí)踐中各有優(yōu)勢也各有缺點(diǎn)，所以在不同區(qū)域的實(shí)踐工作中應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況以及現(xiàn)實(shí)需要選擇不同的技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，有時也可以選擇綜合組網(wǎng)的方式。

第二，公網(wǎng)無線通信方式主要包括CDMA通信方式、GPRS通信方式以及EDGE通信方式?，F(xiàn)階段，配網(wǎng)終端的數(shù)據(jù)信息流量不是很多，對于實(shí)時性的要求也不是非常高，利用公網(wǎng)無線通信方式對于數(shù)據(jù)信息刷新速度的要求一般都是在秒級左右，這樣就可以滿足配網(wǎng)運(yùn)行的需要。在實(shí)踐當(dāng)中，公網(wǎng)無線通信方式最為顯著的優(yōu)點(diǎn)就在于投資成本比較少，基本上不會產(chǎn)生投資失敗的問題，在對公網(wǎng)無線通信方式進(jìn)行利用之后，配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建設(shè)、調(diào)試、運(yùn)維等工作都會得到有效的簡化。與此同時，公網(wǎng)無線通信方式具有施工速度比較快，可以快速的建立通信系統(tǒng)等方面的優(yōu)勢，但是如果考慮到系統(tǒng)安全性的問題，在規(guī)劃與建設(shè)配網(wǎng)自動化與通信系統(tǒng)的過程中可以只考慮在配電“一遙”、“二遙”站點(diǎn)中使用這一通信方式，從而全面保證配網(wǎng)自動化與通信系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

4 結(jié)語

綜上所述，進(jìn)一步提高配網(wǎng)自動化及通信系統(tǒng)規(guī)劃與建設(shè)水平是推動電力事業(yè)發(fā)展的需要，是適應(yīng)國際電力系統(tǒng)發(fā)展必然趨勢的需要，是全面保證配電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的需要。希望通過文章的闡述，可以使得各級供電企業(yè)深刻的認(rèn)識到加速配網(wǎng)自動化系統(tǒng)規(guī)劃與建設(shè)步伐的必要性，根據(jù)國家電力部門的相關(guān)要求，結(jié)合區(qū)域電力系統(tǒng)的實(shí)際情況，探索出適應(yīng)區(qū)域發(fā)展的規(guī)劃與建設(shè)路徑。

參考文獻(xiàn)

[1]胡瑞勇.配網(wǎng)自動化及通信系統(tǒng)的規(guī)劃建設(shè)探討[J].通訊世界，2016，（21）：138-139.

[2]戴勇.分析配網(wǎng)自動化與通信系統(tǒng)的規(guī)劃建設(shè)[J].科技展望，2016，26（03）：9+11.

[3]毋耀宗.關(guān)于配網(wǎng)自動化及通信系統(tǒng)的規(guī)劃建設(shè)的幾點(diǎn)思考[J].科技資訊，2015，13（05）：14.