供电企业配电网自动化通信技术的选择分析

张贻俊

（山东黄金电力有限公司，山东 莱州 261400）

0 引 言

随着经济水平的不断提升，各类用电设备使用量逐年增大，对于电力的需求量不断增大，电力输送过程中如何保证电力能够稳定传输至关重要[1-4]。随着计算机、通信技术以及其他自动化技术快速发展，一些新兴技术已经在企业中发挥了很大的价值。在配电网中开展自动化建设研究，提升电网的灵活程度，及时有效地应对供电过程中出现的各类复杂场景，才能够保障电网配电过程中的供配电质量[5-7]。基于此，本文将以供电企业配电网为研究对象，开展自动化通信技术研究，分析配电网自动化系统的基本原理、运用现状以及目前存在的问题，从而制定具体的通信技术选择方法和策略。

1 电网配电自动化

1.1 基本组成

电网配电自动化是一项相对复杂的工程，在配电自动化建设过程中，应该保障电网具备高度的灵活性和兼容性[8-12]。一般而言，配电网自动化系统主要包含以下几个部分。

（1）主站系统。此系统是整个系统中的最主要部分，隶属于最高层，一般分为两个主要的子系统，分别为配电数据采集与监视控制系统（Supervisory Control And Data Acquisition，SCADA）系统、故障诊断恢复系统等部分。另外，与其相关的各类子系统需要在建设过程中予以配套。

（2）子站。子站发挥的作用是承担主站和终站点之间的纽带，负责分配主站的信息并传递终站的上传信息。同时，子站应做好对相关监控系统的管理，开展电网运行数据的实时采集和检测工作，并负责馈线的闭合和打开工作[13-15]。

（3）自动化终端。该模块指对中低压电网运行开展远程监控的总模块，不但实现对配电变压设备的远程运行监控，同时能够实现配电变压器监测终端（distribution Transformer supervisory Terminal Unit，TTU）、馈线终端单元（Feeder Terminal Unit，FTU）的相关功能，从而支撑配电电网的正常工作。另外，在技术层面配电网自动化子站可以为电网运行状态优化、配电自动化故障隔离和子站重构等提供有效环境支撑。

1.2 配电自动化的目的

目前，配电网建设已经无法满足经济的发展速度，两者之间出现了较为尖锐的矛盾，整体的配电网供电水平会受到电源位置、布局和经济发展等多种因素的影响。在具体的配电方式中，自动化配电网有环状、放射状、网络状等不同的形式，以上形式在供电可靠性上并不能满足国家对于供电的基本要求。因此，在电力系统配电过程中，应该不断加强自动化技术的研究，保证电网在配电过程中的安全性和系统的可靠性水平。从总体上来看，电力系统配电网的自动化建设主要有以下几个方面的目的。

（1）优化电网供电成本。在传统的供电过程中，主要采用供电变压器等设备直接向用户开展多路供电，其根本目的是保证供电过程的稳定和安全性，这样却会造成电网中存在大量的备用设备，从而增加供电电路的供电成本，导致投资的收益和回报率变小，不能实现电网建设的初衷，同时可能会导致某些线路长期空闲，进而影响供电电网的运转效率。通过对电网的自动化改造和升级，保障了用户在面对故障过程中可以及时地更换输电通道，第一时间保证供电稳定，充分挖掘了供电系统的基本功能，由于简化了配电网的传输结构，会降低线路的建设规模，增加了投资的基本收益份额。在对其进行自动化改造过程中，能够开展相关监控设备和分析软件的建设，实时监控电路运行过程中各类设备，精确分析和定位各类故障发生的位置，并分析故障发生的原因，为技术人员快速解决故障提供技术支撑。

（2）配电自动化系统能够改善供电质量。通过在电网中配置自动化设备，可以有效提升电网日常运营的管理水平，进而提升供电的基本质量。在配电自动化系统工作过程中，能够实现对无功潮流的优化，进而降低线路的损失，防止配电网因为线路负荷过大而造成的电路供电质量的下降。另外，通过对电网各个设备状态的实时监控，能够降低供电和维修人员作业劳动量，提升日常运维过程中的工作效率，实现对电网负荷状态的有效监控，从而为电网的规划工作提供充分的数据支撑。最后，对电网开展自动化建设工作，还能够有效地提升配电网的电力商业化运营水平。

2 供电企业配电网建设中存在的问题分析及基本要求

2.1 电网建设过程中存在的问题分析

现如今各级供电企业在配电网建设过程中主要存在以下几个方面的问题。

（1）技术人员的力量相对比较缺乏。目前，在各类供电企业中普遍存在技术人员不足的问题，在配电电网出现故障或者问题时，大部分技术人员存在明显的建设经验不足的问题，会影响故障调度和解决的进度，往往相关技术人员无法准确把握问题的症结和要害所在，使其在维护过程中效率很低。

（2）配电网的分布相对比较复杂，在布局和设置方面会因为对电网的不了解而难以快速定位问题所在。同时，在个别地貌比较复杂的区域，很难开展各类维修作业。以上情况会导致维修人员作业量的增加，作业效率也会受到很大程度的影响。

（3）在个别县级供电公司中，由于缺乏电网维护人员，导致发生设备或线路损坏时，无法及时进行修复，从而影响日常供电。

2.2 自动化通信技术的基本要求

通信技术是保障电网自动化技术在电网运营过程中有效落地的主要技术手段，采用普通的端到端的输电传输技术，传输的速度比较长且传输的数量往往有限，而采用自动化通信技术，不但保障了传输的速度还保障了传输的可靠性。因此，无论采用微波还是载波传输通信方式，都是使用专用的信息通道，从而实现点对点的信息传输，而不使用广播方式开展故障信息传输。然而，配电网和其之间存在较大的差异，其末位终端节点的数量较大，分布比较分散，其寻址操作一般能够达到百万级别，并且距离一般比较远，因此使用广播的方式进行信息传输。

依据当地的实际情况进行通信方式的选择，同时应该综合考虑电网自动化的规模以及复杂的程度开展通信方式的选择。另外，在开展通信系统建设时，应该综合考虑以下几个方面的原则。

（1）可靠性原则。配电系统中，通信设备大部分都是长期暴露在外界环境中的，非常容易受到各类自然条件的影响，例如风雨雪等自然条件。另外电磁干扰会直接对通信系统造成影响，主要包括对实时电流、工频及无线电等情况进行干扰，这些都会影响通信技术的可靠性。

（2）经济性原则。在对通信系统的建设过程中，应控制投入成本，避免对电网系统的整体经济效益构成影响。采用该方法以后，也会对电网的组网经济性造成影响。配电网自动化系统需要对多种设备进行测控，不仅要对配电变电所、重要负荷进行测控，还需要对进线变电站以及开闭所进行测控。同时，应该对电力系统中的用户电能表进行实施监控，因此需要设置众多站点。基于以上问题，电力系统所面临的优化和调整项非常多，涉及的处理数量也比较庞大。通信设备的经济性原则也需要考虑，一般而言配电网的自动化升级和改造工作需要并行进行，与之配套的电网改造设备也需要同时进行，否则很难发挥配电网的自动化功能。

3 通信技术选择

配电通信系统在建设和改造的过程中，应该充分考虑配电自动化的基本需求，并且要和配电网的改造工程紧密结合，如网架变动频繁、工程改造涉及的项目多等问题。同时，在开展系统建设过程中，应该充分考虑和其他系统的接口以及完成时间，做好数据的集成工作。在整体建设过程中，应该对以上问题统筹考虑，一并规划设计和实施，使得通信技术以及相关的配套设备能够得到有效的提升。从基本原则上来讲，配电自动化分站和配电管理中心之间应该选择具体的光纤设备作为传输的媒介。在不具备相关条件的前提下，方可采用其他的介质作为通信的主要方式，予以补充。从终端到配电自动化分站之间的数据传输，需要以现场设备的实际情况作为电力载波的主要媒介，也可以采用光纤和专网作为通信手段。对于不同的自动化分站来讲，不但需要对所属区域内的自动化信息进行管理，还需要负责对其配电中心的管理。针对所属的区域分站和大用户之间的数据传输应该选择无线通信和光纤通信作为传输的方式。另外，对于变电所设计的线路开关以及个别小配电站等区域与其他变电站之间的数据传输，应该选择载波无线通信技术手段，同时应该支持扩频通信技术予以通信。针对用户端内部的供电、读表操作等服务，均需要借助电力线进行调制解调，将潜力较大的低压电力线路充分使用起来，作为通信媒介。基于此种功能实现对用户端的控制，并实现数据的自动记录和反馈。

对于通信方式的建设，需要注意以下几方面的问题。

（1）对于通信方式及自动化的改造，应该在原有的基础上开展升级和改造工作，从而加快后续自动化改造的进程。同时，在改造过程中，需要做好原配电网络架构的分析，从而提出相对完善的网络改造建设方案，对方案进行论证和完善，并在此基础上新增个别监督和测试装备，做好自动化的联网工作。

（2）在对系统建设的同时，还要考虑做好配电网自动化系统自身的诊断功能。对电网系统中的自动化技术进行监控，同时对配电网运作过程中可能出现的问题进行处理，从而保障供电过程的顺利完成。

4 结 论

随着经济的飞速发展，对于电力的需求不断变化，传统的配电方式已经不足以应对工业生产和日常生活用电需求，如何创新供配电策略和自动化配电技术已经成为主要的研究课题，通信技术的变革是解决自动化配电的主要手段之一。本文对此进行了研究，提出了不同场景下通信技术的选择方法。科技发展日新月异，电子和计算机技术逐步完善，为配电网自动化通信技术的研究提供了坚实的技术平台，为配电网自动化系统的升级改造提供了契机。