配电自动化中的电力线载波通信及数据库的研究

张文昌

【摘要】随着我国智能电网建设进程的不断加快，电力线载波通信作为一种覆盖面积广、连接方便的数字通信方式，被广泛的应用于配电网当中。电力线载波通信也是当前研究的热点问题，成为配电自动化技术中的难点。本文首先对配电自动化通信系统进行了简单的论述，其次，从配电自动化中的电力线载波通信系统与数据库两个方面分析了配电自动化系统的通信网问题，以不断提高配电网的自动化水平。

【关键词】配电自动化；电力线载波通信技术；数据库

前言

近年来，随着我国社会经济的飞速发展，人们的生活水平不断提高，在用电量日益增加的同时，也对生活的用电质量提出了更高的要求。但就我国配电网建设的现状来说，由于资金短缺、设备落后等问题，严重制约了配电网的发展，甚至导致了一些配电事故的发生。鉴于此，加强对配电网系统的建设刻不容缓。当前，在科学技术的影响下，配电自动化技术作为融合计算机技术、电力系统技术以及通讯技术为一体的新型系统，能够对配电网中的设备进行实时的监控，从而确保配电网运行的稳定性，提高了供电质量，并减少了工人的工作强度，大大降低了供电企业的运行成本。在配电自动化系统的运行过程中，通常以通信手段为基础，一是将控制中心产生的命令传输至各个不同地方的远方终端，二是将远方设备的相关运行情况以数据信息的方式传回控制中心，从而保证实现配电网的自动化管理。由上可见，通信技术是决定配电自动化技术高低的重要标志。

1.配电自动化通信系统的概述

所谓配电自动化，就是对配电网中各种数据信息进行集成，构成一个自动化系统，实现对配电网以及相关设备运行的实时监督，不断优化配电网的运行方式；一旦配电网在运行时发生故障，也能够根据相关数据及时找出故障区域，及时采取补救措施，尽量减少停电的时间和面积，保证用户的用电需求。在这个过程中，与输电网调度的自动化系统相同，配电自动化系统也需要以一个通信网络为依托，实现信息数据、控制命令等在控制中心与远方终端之间的传输。

1.1 配电自动化通信系统的特点

配电自动化通信具有如下特点：一是终端节点的数量非常多。配电网的远方终端包括变电站、配电变压器以及线路负荷开关等多种设备，要想实现对这些设备的实时监控，就需要大量的终端节点。二是通信节点比较分散。配电设备的分布区域比较广泛，在安装配电自动化终端时，其节点的分布比较分散。三是通信距离很短。配电网所覆盖的一个区域相对比较小，各个配电自动化通信节点间的距离短。当在配电自动化通信网中将主通道与小区的分支通信网结合的时候，配电自动化终端设备之间的通信距离只有二到三公里。四是通信数据的量很小。由于配电自动化远方终端的控制对象主要是线路开关以及配电变压器等设备，监控的数量有限，配电自动化通信系统所传输的信息量小。

1.2 配电自动化通信系统的基本要求

在配电自动化通信系统的构建过程中，需要注意以下要求：首先，配电自动化通信系统的运行条件是非常苛刻的，对可靠性的要求非常高。这主要是因为大多数的配电自动化通信装置都处于户外环境，容易受到温度、降水等恶劣自然条件的影响。在通信设备的安全过程中需要进行防雨、防潮等保护措施，尤其是对于安装在电力线柱上的设备来说，要保证其具有很强的抗干扰能力，避免受到高电压、雷电等不良条件的破坏。其次，要确保在配电线路发生故障时，通信系统能够正常进行通信功能，这样就可以保证配电自动化系统仍具有故障定位的能力。特别是对使用电力线载波的通信方式来说，还需要考虑当线路开关打开后的信号通道问题。再者，配电自动化通信系统还应该具有双向通信、可靠性高以及操作维护方面等特性。

2.配电自动化系统的通信网

2.1 配电自动化中的电力线载波通信系统的研究

2.1.1 配电自动化中的电力线载波通信系统的概述

就当前的配电自动化系统的通信方式来说，按照信道的不同，主要分为光纤、无线、微波以及电力线载波等多种方式。其中，电力线载波作为电力自动化通信的重要方式之一，是通信高速公路中的重要组成部分。电力线载波分为输电线载波和配电线载波，相比较光纤通信方式来说，具有很多优点。比如说，电力线载波在通信过程中不需要再铺设通道，通常与功率通道为一体，因而在通信中不易受到网络变化的影响；通信通道设备的操作维护也是非常方便。相对的，这种通信方式也具有一些缺陷，首先，电力线载波在通信过程中会产生较大的噪声，尤其是在高压电力线路中，游离放电电晕和開关操作等过程都会产生较大的噪声；此外，电力线路上的阻抗变化也是很大，一般高压电力线的阻抗在300～400Ω 左右，而且呈现波动的状态，这样就会严重影响载波通道的衰减。当通道的加工不完善或是存在容性的负载，这就会使载波通道的阻抗加剧变化，严重时会导致通信的中断。

2.1.2 低压电力线载波通信的应用

电力线载波通信可以依据高压电力线、中压电力线、低压配电线三种电力线进行信息传输。其中高压的电力线载波主要用于地、市级或是以下的供电部门的调度通信管理；中压电力线载波可以作为配电网自动化的应用传输通道；而低压电力线载波则能够为用户提供网络接入以及智能家居等服务。就中压电力线载波的应用现状来说，主要用于10 kV的配电网自动化系统当中，通过作为数据的传输通道，为实现配电网的自动化管理作依托。10 kV的配电网传输具有非常复杂的特性，只能够通过测试来得到数据在传输过程中的特性。在对配电网自动化中的电力线载波通信进行研究的过程中，应当充分分析具体应用的现状。对于电力线载波的数据传输设备应用中，一旦因传输距离过长而不能够及时送达时，要根据不同的调制方法采取不同的中继方式，并对现场进行验证。再者，面对突发的噪声干扰现象，并不只是简单的进行校验，要采取恰当的解决措施。在大型的、多用户的配电网自动化系统中，电力线载波在传输数据过程中，往往缺少实际的第一手资料，所以为了快速的响应这个问题，就需要不断完善现有的传输设备和数据库，有效的实现电力系统的自动化管理。

2.2 配电自动化中的数据库设计

配电网自动化具有信息量大、结构复杂的特点，无论是从计算机硬件系统还是软件体系来说，都应该不断满足配电自动化系统的发展。在配电自动化中的数据库设计时，要不断满足实时高效的要求，然而当前大型的商用关系数据库很难满足这个需求，可以与专用的实时数据库相结合，从而形成集网络功能与透明传输功能于一体的全网实时数据库，这样不仅方便了相关程序的开发过程，也使得整个系统具有良好的扩充性。

3.结束语

综上所述，配电自动化中的电力线载波通信作为一种以电力线为传输媒介的信息传递方式，广泛的应用于我国的配电网系统当中。但与此同时，面对电力线噪声大、阻抗变化大的缺点，还需要对其进行进一步的研究，从而保证配电自动化系统的平稳运行，不断提高配电自动化通信的可靠性。

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