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发电机继电保护课程设计

学 号：0967130238 姓 名：彭 琳 班 级：电气09-2班 组 别；第七组

配电自动化多种通讯方式综述

摘要：可靠的通信系统是配电网自动化建设的关键部分，通信技术选择正

确与否决定着整个配电自动化项目建设的成败。阐述了配电自动化系统对通信的要求，并对配电网自动化系统中可选择的多种通信方式进行了分析和比较。结合它们的特点，对其在配电自动化系统中的应用进行探讨，为配电自动化通信系统建设提供基本参照。

关键词：配电自动化；通信方式；通信系统；配电网；通信方式；

配电网自动化是对配电网中的各类设备的运行工况进行实时检测、监控的集成系统，将配电网的检测计量、故障探测定位、自动控制、规划、数据统计管理集为一体的综合系统。建设配电网自动化必须具备以下3个条件：相对完善的智能化配电网络、性能稳定的配网主站和可靠的配电通信系统。可靠的通信系统是配电网自动化建设的关键部分，通信技术选择正确与否决定着整个配电自动化项目建设的成败。目前配电网自动化系统在国内尚处于探索阶段，还没有相当成熟的经验和产品，其主要的一个原因就是配电网设备分布广泛、数量众多、系统复杂、且工作环境恶劣，通信问题难以解决。本文将综合分析和比较多种可能应用于配电网自动化系统的通信方式，分析其不同的应用场合，并提出相关注意事项。

1 配电网自动化对通信的要求

配电网自动化对通信的要求取决于配电系统的规模、复杂程度和预期达到的自动化水平。总体上讲，配电网自动化对通信系统的要求主要表现在以下几个方面：

1）组网能力要求高，后期扩展灵活。由于配电网直接面对的是用电个体，配电网的扩展能力是衡量网络灵活、可靠性的一个重要指标，根据实际的应用，配电网的扩展能力应是配电网络的基本要求。

2）能适应苛刻的运行条件，具有很高的可靠性。配电网自动化的通信系统一般安装在户外，要求通信系统必须能在恶劣的运行环境下可靠工作。此外，配电网自动化的通信系统将在较强的电磁干扰（EMI）下工作，间隔放电、电晕、

谐波干扰、雷电、故障、涌流等电磁干扰，会对通信的可靠性产生很大的影响，因而通信系统要具有很高抗干扰能力。

3）在线路故障时保证正常通信。配电网的调度自动化、故障区段隔离及恢复正常区域供电的功能要求：即便在停电的地区通信仍能正常进行。因此，使用配电线载波、无线电、有线通信方式要考虑线路故障电流产生的干扰影响，配电线载波还要解决线路开关打开后信号的通路问题。

4）良好的经济性。在选择配电网自动化的通信系统时，不仅要考虑当前通信系统的造价，同时还应考虑通信系统长期使用和维护的费用。所以应根据实际情况，选择技术先进、经济性较好的通信方式，以节省建设和运行费用。

5）满足目前和将来数据传输的速率要求。任何通信系统的带宽都是有限的，带宽越窄通信速率越低。在建设通信系统时，不仅要满足眼前的通信速率的要求，还要考虑到今后发展的需要。

6）具有双向通信能力。配电网自动化的大多数功能要求双向通信。虽然最简单的负荷控制仅需要单向通信即可满足要求，但为了更好地实现负荷管理功能，满足实时检测负荷控制设备是否正常的需要，要求使用具有双向通信功能的终端。

7）操作可靠，维护方便。配电网自动化的通信系统规模较大，而且通常采用多种通信方式相结合，通信终端众多，设计时要充分考虑简化通信系统的结构、使用和维护，选择标准的通信设备和通信协议，以减少工作量。

2 配电网自动化通信方式综述

随着科技的发展，通信手段的日新月异，目前能应用于配电网的通信方式越来越多。配电网自动化通信系统包括主站之间的通信、主站与配电终端（FTU、DTU、TTU）之间的通信及终端各设备间的通信。目前配电网自动化系统典型的体系结构见图1。

不同的通信系统应采用不同的通信方式。按照传统的分类方法，通信方式可以分为有线和无线两大类。

2.1 有线通信方式

有线通信方式多样，重点介绍目前在配电网自动化工程中用得最多的2种有线通信方式：光纤通信和配电线载波通信。

2.1.1 光纤通信

光纤通信是以光波作为信息载体，以光导纤维作为传输介质的通信方式。目前光纤通信技术已经成熟，常用光纤环网和光纤以太网方式，主要特点是速率高、稳定性好、抗干扰能力强、保密性好、组网方式灵活，可以实现综合数据传输，但投资大。随着光缆技术的进步、光缆性价比的提高，光纤通信在配电网自动化系统中将被广泛采用。

光纤通信接入从技术上可分为2类：有源光网络（AON，Active Optical Network）和无源光网络（PON，Passive Optical Network）。PON是一种纯介质网络，由于消除了局端与客户端之间的有源设备，能避免外部设备的电磁干扰和雷电影响，减少线路和外部设备的故障率，提高系统可靠性；同时可减少维护成本，是通信维护部门期待的技术。基于以太无源光网络技术的配电自动化通信系统，采用光纤作为传输介质，特别适合配电设备密集的城域配电网的通信接入。光纤通信也存在一些缺点，如一次性建设投资大，架设比较困难，一旦发生故障，修复工艺要求高，维护费用高。经过复用和复接的主干线光纤通信系统的单位通道和架设费用较低。通常需要几百芯的电缆才能在主干线上传输10×108Bit／s的容量，而采用光纤通信时，只需要1根光纤便可。对于配电通信系统的分支通道（如FTU与附近区域工作站之间的通信），通信速率通常要求很低，不便于复接和复用，这时光纤通信系统便失去其经济优势，因此光纤通信主要适用于主站与子站之间，及中心城区的重要负荷区域，常见的组网方式见图2。

2.1.2 电力线载波通信

电力线载波通信原理是在发送端将信息调制为高频信号，并通过耦合器耦合至输电线路，利用输电线路作为传输媒介传送到接收端，接收端通过耦合器将载波从强电电流中分离出来，然后解调出信息并传送到计算机或其他终端上，以实现信息传输。按照输电线路的电压等级，主要分为高压（35 kV及以上）、中压（10 kV）和低压（380 V／220 V）。高压载波通信网络在很长一段时期内都是我国电力通信网的基础网络。近年来，由于光纤通信的发展，载波通信的发展已从主导的电力通信方式转变为辅助通信方式。低压载波通信技术的研究则主要集中在互联网高速接入、智能家庭等商用领域。电力线载波通信在配电网中的通信接入方式见图3。就配电网而言，由于10 kV配电网运行方式灵活、用户负荷投切存在随机性等造成线路阻抗不稳定；此外，配电网分支、“T”型结构过多，信号在接入同一条母线的线路上会严重衰减。基于以上原因，中压载波通信技术的研发与应用一直以来都受到传输衰减、噪声干扰及复杂时变特性等诸多关键技术难题的困扰，目前无法在区域性配电网中实现大规模的应用。

2.2 无线通信方式

从技术发展的趋势来看，目前主流的无线通信技术主要有：通用分组无线服

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