智能配電網(wǎng)通信組網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用研究

陳若禹

（國網(wǎng)丹東市振安區(qū)供電公司，遼寧 丹東 118000）

0 引 言

在現(xiàn)代智能配電網(wǎng)建設(shè)過程中，科學應(yīng)用通信組網(wǎng)技術(shù)具有重要的價值，相關(guān)單位需要對其進行深入分析，確保能夠使智能配電網(wǎng)得到更大的發(fā)展，對信息數(shù)據(jù)傳輸進行有效的保障，使智能配電網(wǎng)建設(shè)具有更高的安全性和穩(wěn)定性。

1 智能配電網(wǎng)

1.1 業(yè)務(wù)類型

（1）保護類型業(yè)務(wù)。在具體實現(xiàn)該類型的業(yè)務(wù)時，對通信具有較高的安全性要求，在實現(xiàn)通信時，信號延時具有極為苛刻的要求。一般情況下，保護類業(yè)務(wù)不能對路由進行任何改動，如果出現(xiàn)通信失效的情況，則會造成電網(wǎng)崩潰。

（2）控制類業(yè)務(wù)。該種業(yè)務(wù)類型和保護類型業(yè)務(wù)具有一定的相似性，對通信的路由和延時以及通信安全具有嚴格的要求。在具體實現(xiàn)該種業(yè)務(wù)類型時，其路由裝置相對固定，在必要情況下可以進行備選路由的切換。此時，通信失效會使其電網(wǎng)運行發(fā)生故障[1]。

（3）監(jiān)測信息數(shù)據(jù)。該類型業(yè)務(wù)對通信技術(shù)具有較高的安全性要求，但是在實現(xiàn)具體應(yīng)用時，對路由并沒有嚴格的要求，此時如果出現(xiàn)通信故障或失效，則會對電網(wǎng)的管理和運轉(zhuǎn)造成嚴重影響，但是不會造成電網(wǎng)故障或電網(wǎng)崩潰。

（4）視頻類型業(yè)務(wù)。該類業(yè)務(wù)類型與信息監(jiān)測類業(yè)務(wù)具有較高的相似性，對寬帶具有嚴格的要求。

總之，不同業(yè)務(wù)類型對通信具有不同的要求。

1.2 通信特點

（1）具有較多的通信網(wǎng)點。通常情況下，智能配電網(wǎng)同時涉及多種負荷開關(guān)、配變設(shè)備和變電站，在相關(guān)設(shè)施具體運行時，需要利用多種智能設(shè)備進行監(jiān)控。與此同時，整個配電系統(tǒng)具有較多節(jié)點，在同一個區(qū)域，配電網(wǎng)系統(tǒng)的通信網(wǎng)點數(shù)量可以達到輸電網(wǎng)的幾十倍或幾百倍。因此，在對智能配電網(wǎng)進行具體應(yīng)用時，所需的通信網(wǎng)點相對較多。

（2）通信距離短。在對智能配電網(wǎng)進行具體應(yīng)用時，通信節(jié)點距離相對較短，在實現(xiàn)通信時，需要有效結(jié)合分支流通信和主流通信。例如，對于一個社區(qū)終端，利用變壓器檢測器所檢測到的各項配電數(shù)據(jù)可以通過傳輸路徑開閉實現(xiàn)匯集與傳輸，其傳輸距離在1 km或2 km之內(nèi)，傳輸距離相對較短[2]。

（3）傳輸方式多樣。智能配電系統(tǒng)的通信方式包括電纜通信、光纜通信等，相關(guān)人員需要針對通信要求進行通信方式的科學選擇。對于一個通信系統(tǒng)，可以針對不同通信級別進行不同通信方式的科學選擇，使其通信網(wǎng)絡(luò)具有更高的穩(wěn)定性。

（4）通信站點分散。對于智能配電系統(tǒng)而言，終端用戶具有分布廣泛的特點，同時，配電設(shè)備的設(shè)置也相對分散，在安裝自動化裝置時，需要接近配電設(shè)備，因此通信網(wǎng)點分布相對分散，在具體運行時，路線開關(guān)和配電變壓器等設(shè)備所具有的通信數(shù)據(jù)量普遍較少。

2 通信組網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展價值

在信息化時代的今天，科學創(chuàng)建具有較高智能水平的智慧型城市是城市發(fā)展的主要目標。在現(xiàn)代科技高速發(fā)展的過程中，各個城市具有較大的能源需求量，因此在進行智慧型城市的創(chuàng)建時，智能電網(wǎng)具有重要的作用，城市的發(fā)展水平對其經(jīng)濟狀況和文化形象具有決定性影響。在對通信組網(wǎng)技術(shù)進行更新升級時，智能配電網(wǎng)可以為城市未來發(fā)展創(chuàng)造更多可能，進而確保能夠使城市居民的發(fā)展需求得到高度滿足。在電力系統(tǒng)具體運行時，配電網(wǎng)是其持續(xù)運行的重要保障，是提升現(xiàn)代人生活水平的重要基礎(chǔ)。

在現(xiàn)代社會發(fā)展過程中，電力資源是其不可或缺的重要能源，對居民用電的可靠性和安全性具有嚴格的要求，對供電網(wǎng)絡(luò)的接入管理和規(guī)劃方案設(shè)計具有較高的要求。同時，配電設(shè)備運用場景和業(yè)務(wù)要求對配電通信系統(tǒng)的安全性和可靠性也具有嚴格的要求，可以使其通信組網(wǎng)技術(shù)得到有效的升級。企業(yè)如果想要實現(xiàn)自身競爭實力的有效提升，需要科學完善企業(yè)的工業(yè)化水平和信息化水平[3]。國內(nèi)電力企業(yè)對信息化建設(shè)具有較高的要求，而現(xiàn)代科技發(fā)展使其面臨嚴峻的挑戰(zhàn)?，F(xiàn)階段，國內(nèi)具有更多的自主化平臺，運行維護的復(fù)雜性也在逐漸提升，具有較多的系統(tǒng)類型，硬件的多樣性也在逐步提升，但是其利用率并沒有得到明顯升高，在使用平臺解決相關(guān)問題時，具有較大的負擔。企業(yè)信息化具有較高的普及度，但是并沒有在企業(yè)級別得到有效運用，相關(guān)人員具有相對繁重的作業(yè)負擔，使其工作運行面臨一定的挑戰(zhàn)。因此，在實現(xiàn)智能配電網(wǎng)時，需要及時革新通信組網(wǎng)技術(shù)，確保能夠使其通信組網(wǎng)技術(shù)得到有效升級[4]。

3 智能配電網(wǎng)通信

3.1 通信規(guī)約

在我國現(xiàn)代社會的高速發(fā)展中，智能電網(wǎng)的發(fā)展前景相對廣闊，智能配電網(wǎng)通信的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)為無線公網(wǎng)或以太網(wǎng)等接入模式。雖然通信技術(shù)得到了很大的發(fā)展，但是具有相對有限的覆蓋范圍，存在一定的不足，技術(shù)制約層面和通信安全層面面臨一定的問題，對智能電網(wǎng)發(fā)展造成嚴重的阻礙。在對智能配電技術(shù)進行具體應(yīng)用時，對通信系統(tǒng)具有較高的要求，在現(xiàn)代信息化環(huán)境中，信息傳輸具有一定的關(guān)鍵性價值[5]。為了有效保障通信技術(shù)運行的有序性，需要在自動化配電區(qū)域進行專用通信的合理設(shè)置，確保能夠有效避免其他因素影響網(wǎng)絡(luò)通信，與此同時，在具體進行通信方式的選擇和應(yīng)用時，需要強化因地制宜。除此之外，在接入智能電網(wǎng)時，選擇公用接入的同時還可以選擇光纖專用通道。由于該項技術(shù)具有相對廣泛的覆蓋范圍和較高的傳輸速度，因此是未來通信接入的常見方式，但是在具體應(yīng)用光纖網(wǎng)時，需要綜合考慮光纖內(nèi)部芯數(shù)，確保其能夠使配電技術(shù)的各項要求得到高度滿足。

3.2 通信需求

首先，對于配電網(wǎng)絡(luò)而言，通信系統(tǒng)是傳輸各類數(shù)據(jù)信息的重要載體，相關(guān)單位需要基于配電系統(tǒng)自動化建設(shè)通信系統(tǒng)，確保能夠使其配電終端實現(xiàn)全網(wǎng)覆蓋，使配電終端可以實現(xiàn)更為穩(wěn)定可靠的信息接入。在具體建設(shè)配電通信系統(tǒng)時，需要充分應(yīng)用現(xiàn)有通信資源，同時，還需要有效避免重復(fù)建設(shè)。在保證配電系統(tǒng)運行穩(wěn)定性的同時，對現(xiàn)代科技發(fā)展進行綜合考慮，確保能夠?qū)ζ渫ㄐ旁O(shè)施建設(shè)進行合理規(guī)劃。在對其進行具體應(yīng)用時，為了對設(shè)備運行穩(wěn)定進行有效保障，需要在配電自動化區(qū)域進行專用通信的合理應(yīng)用[6]。與此同時，還需要結(jié)合不同地區(qū)的具體情況選擇通信方式，確保其能夠滿足國內(nèi)的相關(guān)技術(shù)標準。

其次，對于骨干層通信而言，需要盡量選擇使用光傳輸，通常情況下，光傳輸網(wǎng)絡(luò)的鏈路層和業(yè)務(wù)層具備保護功能，可以進行IP網(wǎng)絡(luò)的合理構(gòu)建，與此同時。該網(wǎng)絡(luò)可以實現(xiàn)動態(tài)路由迂回，可以使實際需求得到高度滿足。

最后，對于接入層通信而言，可以選擇無線通信、電力線載波和光纖專網(wǎng)等方式，通過對通信系統(tǒng)進行擴容改造，實現(xiàn)通信系統(tǒng)的統(tǒng)一管理。

4 智能配電網(wǎng)通信組網(wǎng)技術(shù)的具體應(yīng)用

4.1 EPON技術(shù)

無源光纖網(wǎng)絡(luò)（Passive Optical Network，PON）是通過無源光纜連接用戶端設(shè)備和局端設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)，與其他光纖技術(shù)相比較而言，PON技術(shù)具有操作簡單、組網(wǎng)靈活的特點。與此同時，以太網(wǎng)操作具有較高的實用性和簡便性，在干線傳輸中具有重要的地位。以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)（Ethernet Passive Optical Network，EPON）技術(shù)是結(jié)合應(yīng)用以太網(wǎng)技術(shù)和無光源網(wǎng)絡(luò)的新技術(shù)，同時具備以太網(wǎng)技術(shù)和PON的應(yīng)用優(yōu)勢，具有較高的信息傳輸速率。在具體應(yīng)用智能配電網(wǎng)時，EPON技術(shù)是傳輸數(shù)據(jù)信息的技術(shù)支持，能夠有效傳輸調(diào)控中心的各項指令，同時還可以向調(diào)控中心及時發(fā)送終端設(shè)備運行的具體情況，使配電子站和配電主站之間實現(xiàn)良好通信。靈活應(yīng)用該項技術(shù)可以實現(xiàn)光纜資源的有效控制，同時建網(wǎng)具有成本低和安全性能高的特點，支持環(huán)形、樹形等多種拓撲結(jié)構(gòu)，不僅可以使其電網(wǎng)運行具有更高的可靠性，還可以使其電磁干擾得到有效避免，使設(shè)備故障率得到有效降低，對其維護成本進行嚴格控制[7]。

通常情況下，EPON具有設(shè)備簡單的特點，其安裝作業(yè)包括室外和室內(nèi)兩種方式，在進行室外安裝時，可以在墻上直接安裝，不需要額外租用場地，所以成本投入相對較少，與此同時，組網(wǎng)方式具有較高的靈活性。通過科學應(yīng)用EPON技術(shù)可以進行多點通信，通過科學應(yīng)用分配器可以對功率進行合理分配，同時分配器具有能耗低的特點，可以將多個分配器安裝在一條線路上。EPON對環(huán)境的適應(yīng)能力相對較高，當電力系統(tǒng)的運行環(huán)境相對惡劣時，需要對設(shè)備環(huán)境適應(yīng)能力進行有效保障。此外，EPON不僅可以用于惡劣環(huán)境，同時具有升級操作簡單的特點，只需要對其相關(guān)軟件進行升級，維護成本較低。

4.2 PLC技術(shù)

該項技術(shù)是基于現(xiàn)有電力線，以載波形式傳輸數(shù)字信號，在對該技術(shù)進行具體應(yīng)用時，只需要利用電力線便可以傳輸相關(guān)數(shù)據(jù)，不需要進行網(wǎng)絡(luò)的重新建設(shè)，可以對現(xiàn)有設(shè)備資源進行有效應(yīng)用，實現(xiàn)設(shè)備利用率的進一步提升。該項技術(shù)通常用于自動抄表系統(tǒng)和配電自動化，主要包括低壓PLC組網(wǎng)和中壓PLC組網(wǎng)。其中，中壓PLC組網(wǎng)的通信鏈路為中壓電力線，而低壓PLC組網(wǎng)的通信鏈路為低壓電力線，可以對這兩種技術(shù)進行聯(lián)合組網(wǎng)，形成電力載波網(wǎng)。與此同時，還可以有效結(jié)合EPON，使智能配電網(wǎng)的組網(wǎng)要求得到高度滿足。

科學應(yīng)用該項技術(shù)可以使其通信傳輸具有更高的穩(wěn)定性，在現(xiàn)代科技發(fā)展過程中，科研力度正在不斷加大，可以使其傳輸速率大大提升。電力載波技術(shù)的科學應(yīng)用可以更為高效地利用現(xiàn)有設(shè)備，使其投入成本得到有效降低，但是在對其進行具體應(yīng)用時，存在一定的不足[8]。由于配電網(wǎng)具有不同的傳輸頻率和負載，其配電網(wǎng)負載會產(chǎn)生不同響應(yīng)，使其傳輸通道頻率始終處于變化中。在傳輸通道負載頻繁斷開的過程中，傳輸頻率會發(fā)生一定的變化，很難對信號進行有效預(yù)測。與此同時，電力載波存在一定的噪聲干擾，主要包括突發(fā)性噪聲和周期性噪聲，使其電力通信信號逐漸減弱，對數(shù)據(jù)信號傳輸造成很大的不利影響。

4.3 電力無線寬帶組網(wǎng)

無線傳感網(wǎng)絡(luò)和寬帶移動通信在全球范圍內(nèi)具有廣泛的應(yīng)用，我國現(xiàn)代智能電網(wǎng)配電過程中，相關(guān)單位對其長期演進（TD-SCDMA Long Term Evolution，TD-LTE）技術(shù)進行了大量的科學研究，得到了很大的發(fā)展。在具體應(yīng)用該項技術(shù)時，第四代技術(shù)能夠更為全面地采集和傳輸數(shù)據(jù)量，使其數(shù)據(jù)傳輸具有更高的穩(wěn)定性和安全性[9]。該項技術(shù)具有較高的傳輸效率和廣泛的覆蓋范圍，單個基站便可以接入10 000個以上的用戶，同時具有接口豐富、組網(wǎng)靈活的特點，通過合理用于智能配電可以為信息采集、應(yīng)急通道和配網(wǎng)自動化提供充分的技術(shù)支持。

4.4 復(fù)合通信組網(wǎng)

配電網(wǎng)具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點，在進行智能電網(wǎng)建設(shè)時，如果選擇單一通信組網(wǎng)，則很難滿足各項業(yè)務(wù)需求，針對該種情況，需要選擇復(fù)合通信組網(wǎng)，合理構(gòu)建通信平臺，在平臺中進行多種組網(wǎng)技術(shù)的綜合應(yīng)用，使其智能電網(wǎng)通信具有更高的可靠性和安全性，進而保證智能電網(wǎng)發(fā)展的可持續(xù)性[10]。配網(wǎng)的智能化和自動化要求是實現(xiàn)通信組網(wǎng)技術(shù)的重要基礎(chǔ)，而在現(xiàn)階段，受到人們使用方式和國家政策制度等各項因素影響，該種組網(wǎng)通信應(yīng)用發(fā)展層次普遍停留在PLC專網(wǎng)，沒有得到更大的發(fā)展。

5 結(jié) 語

在智能配電網(wǎng)建設(shè)過程中，EPON技術(shù)、PLC技術(shù)、電力無線寬帶組網(wǎng)和復(fù)合通信組網(wǎng)是其應(yīng)用最為普遍的通信組網(wǎng)技術(shù)，相關(guān)單位需要進行深入分析，確保其能夠得到更為高效的應(yīng)用，使智能配電網(wǎng)得到更大的發(fā)展，為我國現(xiàn)代電力工程建設(shè)的進一步發(fā)展創(chuàng)造良好條件。