配电网通信技术

配电网通信技术（共12篇）

配电网通信技术 篇1

1 配电网通信业务需求

1.1 通信系统可靠性需求

配电网自动化系统为配电网提供各种服务, 保证配电网的安全可靠运行。但是基于配电网通信系统是长期在户外运行的, 容易受到外界环境因素的干扰及影响, 比如风吹雨淋, 太阳的暴晒等, 配电网通信系统的线路很容易出现老化现象。为了能够保证配电网通信系统的可靠运行, 要求配电网通信系统必须要具备一定的防护外界干扰因素的能力及自我诊断、隔离及恢复非故障区域供电通信能力。

1.2 通信系统实时性需求

配电网通信自动化系统要具备对配电网电力信息实时在线监测和故障分析的能力。为了能够快捷地对配电网电力信息搜集及整理分析, 尤其是处理通信故障问题等, 要求配电网通信系统要具有传输数据信息实时性的能力。一般而言, 配电网通信系统在正常运行时, 其配电网主站系统要在极短的时间内完成刷新终端数据, 如RTU、FTU等终端数据;如果配电网通信系统运行出现故障时, 主站系统同终端交互数据的量会随之大幅增加。所以, 为了保证配电网通信系统在遇到故障时能够实时地传输故障信息, 及时隔离进而排除故障, 除了要求配电网通信系统主站系统刷新终端数据外, 还应具备快速传输大容量实时数据的能力。

1.3 通信通道的抗干扰能力需求

配电自动化主站系统包括以下子系统:配网EMS、GIS、SCADA、电能计量等。各子系统同主站系统设备进行数据传输交换及传输数据信息量差异性较大, 为了能保证配电网主站系统同各子系统间的数据传输质量, 要求配电自动化主站系统和各个子系统间的传输通道除了畅通无阻外, 还应具备较强的抗干扰能力, 使信息数据在主站系统及子系统间传输的误码率控制在相关范围内。

1.4 通信系统的兼容性与扩展性需求

配电网通信系统面对的电力客户数量庞大, 同时通信网覆盖面广, 通信网络运行中涉及的设备种类、型号及数量繁多。为了能够确保整个配电网通信系统的安全可靠运行, 为用户提供优质的通信服务, 满足社会生产生活的正常需求, 这就要求配电网通信系统的所有设备都要具备良好的兼容性及通信网络的可扩展性。基于配电网通信系统比较复杂, 通信网覆盖范围广, 设备成本投入大的特点, 考虑配电网通信系统建设的经济性也是不容忽视的重要环节。

2 配电网通信技术分析对比与技术选择

配电网通信网的主要通信技术包括:光纤通信技术、中压载波通信技术、无线公网通信技术和无线专网通信技术等。通信技术的特征表现比较多, 但在在通信业务方面比较主要的特征是其时延、通信带宽、安全性及可靠性。下文笔者将对配电网通信主要技术进行技术比对与技术选择。

2.1 工业以太网

工业以太网具有带宽大, 时延小及可扩展能力强等特点。工业以太网是以环形网络为主的网路结构, 网络抗单点故障能力强, 但是抗多点故障能力相对较弱。整体网络抗毁性能强大。

2.2 EPON

EPON具有带宽大、时延小及可扩展能力强特斯按。其网络结构主要是星型结构。也可以是以双PON口备份或手拉手环形的形式组网。各个节点及光缆出现故障时其他节点不会受到影响, 整体网络的抗毁性能强大。

2.3 中压载波技术

中压载波技术在配电网通信应用中表现的带宽低、时延大。且极容易受到电负荷的影响;此外, 中压载波技术在应用过程中其可扩展能力比较弱, 不具备抗设备单节点故障, 电力电缆出现故障时整个线缆上的节点全部中断, 通信系统无法运行, 严重时整个配电网通信系统处于瘫痪状态。

2.4 无线公网技术

带宽低, 时延大, 网络在运行时容易受到其他网络通信负荷影响, 不能实现在线通信的实时性及永久性, 通信质量差、不稳定。此外, 基于无线公网通常是与民用设施混用, 比较容易受到外界因素的干扰, 抗毁能力弱。

2.5 无线宽带专网技术

带宽比较大、时延比较小、网络受外界因素影响小, 通信质量比较好。基于业务终端是与无线宽带专网基站设备连接组成行星网络所以无法抗设备单节点故障。通过以上对配电网通信技术的分析我们不难看出, EPON技术具有显著的技术优势, 在配电网通信应用中效果良好, 建议将EPON技术引入到配电网通信系统建设中, 发挥其自身的优势特点, 确保配电通信网的安全可靠运行, 为用户提供更加优质的服务。

3 基于EPON通信技术在配电网中的应用介绍

以EPON技术为支持的配电通信网系统运行稳定可靠性强, 经济效益高。现行基于EPON技术的配电网通信的应用主要体现在以下方面。

3.1 单电源辐射型

光线路终端设备布放在配电子站, 将光线路的一个无源光网络级联多个非均分分光器;分光器设置在各个分段开关位置;比如变压器杆塔或者线缆分支箱中;将各个ONU放置在FTU箱体中或者其他箱体中, ONU的光纤通信半径设置为25km左右, 可满足单电源4-6km范围的供电。

3.2 手拉手环网

配电网通信系统中的手拉手环网同配电网中的手拉手环网结构形式比较相似。都是在两个配电子站分别放置一个光线路终端设备, 然后向两个光方向利用非均匀分光器级联延伸;光网络单位及分光器等设备放置位置应根据电网组网结构特点而定, 保证各个环网上行链路都通过双PON口实现链路冗余保护, 使环网在安全稳定的环境下运行。

3.3 双电源双T网

在相同方向的两个站点设置光线路终端设备, 以双T型线缆结构形式组网。该类组网方式同手拉手环网的最大区别是光线路的光方向基本是超同一方向的, 终端设备的设置位置也基本趋同。从上述的三种组网形式我们可以看出, 在配电通信网系统组建时, EPON技术主要具备以下特点:配电网光纤通信线路分布情况会随着配电网电缆、线路敷设及架设情况灵活分布设置。配电网光纤通信线路敷设或架设施工工艺简单;并且网络多以带状或链状结构, 便于维护管理;此外, 基于EPON技术的配电网通信组网同电网高压等级站下连多个低电压等级站的结构相似;配电子站到配电终端间的光纤资源分布结构也是一点对多点的结构形式;便于多点低电压配电信息的统一管理。

4 结语

总之, 随着科技的发展, EPON技术将以其自身的强大功能优势为配电网通信系统提供有力的技术支撑, 保证配电通信网的安全稳定运行, 为更多的用户提供优质的通信服务, 促使社会经济发展迈上更高台阶。

参考文献

[1]汪明达.EPON技术在电力配网自动化中的应用[J].网络与通信, 2010.

[2]陈松.配电网自动化通信方案的对比及应用设计[J].电子技术, 2011.

[3]戴新文.配电网自动化通信方式的比较[J].供用电, 2013.

配电网通信技术 篇2

(2)对配电网的进行改造时应该以新建新路为主。很多地区的.地理条件对于配电网的改造产生一定的限制作用，使得配电网中的多数线路呈电辐射形式， 供电主体不仅有农村的用户，还有工业用户，导致供电线路存在符合非均衡的现象。为了解决线路负荷非均衡的问题，在对配电网进行改造时，应该以新建线路为主要措施。新间线路能够减少变电站的符合，缩短了供电半径，是解决载荷不均匀的有效措施。

(3)加强对配电网的现代化管理，实现自动化配电。配电网目前的变电站的布点较少，尤其是一些城郊和农村地区，很难实现变电站全面覆盖的目标， 使得供电线路的运行半径较大，致使维修管理人员在处理故障或者巡检的工作量较大，作业时间长，所以，在对现有的配电网进行改造的过程中应该本着“先主后支”的原则进行改造，条件允许的情况下，尽量实现配电系统的自动化。

(4)改造过程中要严格遵循“小容量、密布点、短半径”的基本原则。近年来发生很多由于变电站的负荷过高而发生的线路烧毁现象，这些残酷的事实告诉我们增加变压器的容量不能够从根本上解决现有的配电网存在的问题。通过新建台区的方式将负荷分布开来，降低供电变径，减少损耗，能够有效的提高电压的质量和安全性。改造过程中要遵循“小容量、密布点、短半径”的基本原则，如果某台配电网出现故障，不会造成大面积停电的现象。这是一种经济合理，便于运维管理的改造模式。

6 结语

宽带载波通信在中压配电网的应用 篇3

关键词：宽带载波通信；中压；配电网

中图分类号：TM72 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）29-0049-02

国家电网公司正在全面建设以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展为基础、以信息化、自动化、互动化为特征的坚强智能电网，以全面提高电网的资源优化配置能力和电力系统的运行效率，保障安全、优质、可靠的电力供应。其中，智能配电网是直接面向社会和客户的重要能源载体，是坚强智能电网的重要组成部分。智能配电网将具有更高的供电可靠性，更高的电网运行效率和资产利用效率，支持分布式电源接入和电动汽车等新的用电方式，实现与用户互动并实现更高的能源使用效率。

然而，目前面临的问题主要是：除了配电网架和设备依然比较薄弱外，对配电网的智能管理，包括用电负荷控制、电网运行监测、电能质量分析以及故障快速处理、灵活重构和自愈等配电自动化技术的应用，仍然是当前薄弱的环节，更难以实现对未来的各种分布式电源的兼容接入与统一控制。其主要矛盾在于：虽然近年来配电部门新装了许多针对配电设备与线路运行的信息与控制系统，却缺乏一条电力专有的、稳定可靠的、且具有足够带宽的远程通信信道作为统一的通信平台，来支撑对数量巨大且分散的各类系统终端运行数据的实时传输、检测与控制。因此，在中压配电网中亟需建立一条成本低廉、可靠性高的通信系统，确保我国智能电网的建设按照原计划完成。

1 中压配电网通信及宽带载波现状分析

在高压输电网侧采用可靠性更高的光纤通信方式，在10 kV及以下等级的中低压系统中采用GPRS/CDMA等无线通信模式。虽然这种方式能够实现较高的可靠性，但是由于缺少用户侧的数据导致整个通信系统在数据上是不完整的。

但是这些传统的通信方式都有着各自的缺陷，如光纤可靠性高，但成本过高、安装施工不便，目前尚不能广泛应用；无线通信可靠性差，不适合在市区及多山地区使用；而中压电力线宽带载波通信技术以电力线本身作为通信媒介，不需另设通信通道，它的成功实施可改变10 kV变电站以下数据通信的现状，建立起从供电公司直达低压用户的端到端的完善的远程宽带通信网络，一举解决供电部门与远动“最后一公里”的带宽瓶颈问题，为现在和未来的各种电网管理新应用提供统一的通信平台。

中压电力线宽带载波通信是利用10 kV配电网作为信号的传输载体，通过将BPLC的宽带信号（物理速率200 ？赘）耦合在中压电力线上传输，从而将中压配电网转换为一个高带宽的通信网络。由于该技术在物理层是利用电力线作为传输介质，而在MAC层和网络层都遵循标准的以太网协议，因此可以与光纤、无线等宽带以太网无缝连接。通过宽带通信技术和其他通信技术的对比，我们不难发现，在当前的技术水平条件下，宽带载波通信是最适合在中压配电网络中使用的通信方式。

目前国内中低压宽带载波的应用主要在10 kV电力线作为配电网自动化的数据传输通道和在380/220 V用户电网作为集中远方自动抄表系统的传输通道，还有正在开发并取得阶段性成果的电力线上网高速Modem等。国外中压配电线载波技术于20世纪80年代初期开始研究，10多年来发展很快，在日本和美国，使用较多，主要用于负荷控制、用户集中抄表、无功补偿控制，故障指示远传和配电网中开闭器控制等。美国ABB公司生产的EMETCON负荷管理及配电自动化系统，在美国使用较为广泛，主要用于负荷控制。西班牙介绍了他们利用载波技术在配电网中开关控制方面的成就。

2 实际应用及性能测试

2.1 总体思路

中压电力线宽带载波通信技术则是利用了覆盖范围广泛的中压配电网作为高速数据传输介质，将中压电网转变为一个高性能的数据传输骨干网。利用该技术无需对通信线路进行投资或对电网进行改造，只要在中压电网的节点处（一般在开闭所、环网柜、配电室等处）安装设备，即可低成本地实现配变用电需求侧各类信息与控制系统的远程宽带通信，同时可以实现网络数据、控制和语音信号的传输。

中压电力线宽带载波通信技术的成功实施可改变10 kV变电站以下数据通信的现状，建立起从供电公司局端直达低压用户端的端到端的完善的远程宽带通信网络，一举解决供电部门与远动“最后一公里”的带宽瓶颈问题，为现在和未来的各种电网管理新应用提供统一的通信平台，宽带载波通信示意图如图1所示。

2.2 项目方案

针对上述问题，国网资阳供电公司基于中压电力线宽带通信新技术在10 kV配电网的应用取得巨大的进步，为10 kV配电网的自动化通信提供了全新的解决方案。基于光纤骨干网与中压电力线宽带通信的混合组网方式是一种稳定可靠、实用经济的配网自动化通信一体化解决方案。

本方案提出的配网自动化中程通信建设思路是：在变电站端采用工业以太网交换机，将电力系统远程光纤专网分配到各条10 kV中压馈线端，连接中压电力线宽带头端，通过中压电力线宽带通信（MV-PLC）技术把中压线路作为高速数据传输介质，将中压电网转变为一个高性能的数据传输骨干网；同时，在各条中压路径上的每台变压器端通过耦合和桥接接入电力线宽带中继或终端设备，形成中压电力线宽带的各个网络节点，进而接入变压器端的各类信息与控制系统。对于少数节点之间距离过长、干扰过大等电力线宽带通信无法克服的电网环境，采用光纤或无线通信技术作为辅助手段解决，从而形成混合宽带网络，实现网络数据、视频和控制信号的传输，从而彻底解决配网自动化通信的“最后一公里”难题，最终建成从局端直达电力用户的、电网公司自有的远程宽带通信主干网络，为现在和未来的电力调度自动化和配网自动化各种新项目的建设提供统一的通信平台。

2.3 性能测试

与大多使用扩频、跳频等通信方式的电力线窄带载波，电力线宽带方式在应用实施上有很多类似的地方，如借助电力线网络实现通信节点间免布线或少布线，但在通信机制、通信协议、载波和调制方式等方面具有巨大的差别，如图2所示。

如图3所示，窄带载波使用具有63位伪随机码的直序扩频方式，中心频率270 kHz，可实现9 600 bps的数据通信。如图3（a）、（b）所示，电力线宽带使用具有1 536个子载波的OFDM方式，载波频率为2～30 MHz，其频带利用率很高，可以达到最高200 Mbps的物理层调制速率，相应的网络TCP通信速率为75 Mbps。在不同信号衰减条件下，电力线宽带通信的性能如图4（a）、（b）所示。

3 结 语

宽带载波通信技术是一种适合分布式馈线自动化模式新的电力载波通信模式，作者选择在10 kV小刘I线为挂网试运行线路，研究了载波通信在中压电缆输电线路上的应用情况，以及CT取电模块的稳定情况。同时又选择了10 kV刘外线作为挂网试运行线路，对架空线路实施带电作业，完成了架空段的7个点的设备安装，完成了10 kV外环路开关站和10 kV刘家湾开关站的站内设备安装，并进行初步调试。

通过本通信系统连接配网终端设备、主站系统后，我们发现宽带载波技术在中压配电网中的应用具有如下意义：提高供电可靠性；故障自动检测，缩小停电范围；快速实现非故障区的恢复供电。提高配网系统的运行经济性，提高设备的利用率，降低运行维护费用，降低线损，最大限度地提高企业经济效益。减少和缩短设备检修停电时间和范围。优化网络结构和无功分配，提高整个配网的管理水平，利用技术手段改善用户服务水平，改善故障时对用户的应答能力。

在中压配电网中大力推广宽带载波通信技术可以提高企业的现代化管理水平，提高供电企业的各项经济技术指标。因此，各级电力企业应当支持该技术的推广和应用。

参考文献：

[1] 刘尧.宽带载波技术在配电网监控中的应用[D].上海：上海交通大学，2008.

[2] 秦文化.基于电力线载波通信的数据传输系统研究与实现[D].济南：山东大学，2012

[3] 刘东.配电自动化系统实验[M].北京：中国电力出版社，2004.

[4] 焦邵华，焦振有，刘万顺.配电网馈线系统保护原理及分析[J].电网技术，2002，（12）.

[5] 陈腊元.国内配网自动化综述[J].农村电气化，2004，（3）.

[6] 焦邵华，刘万顺，郑卫文，等.配电网载波通信的衰耗分析[J].电力系统自动化，2000，（25）.

[7] 刘健.韩国配电自动化的启示[J].电力设备，2004，（5）.

2.3 性能测试

与大多使用扩频、跳频等通信方式的电力线窄带载波，电力线宽带方式在应用实施上有很多类似的地方，如借助电力线网络实现通信节点间免布线或少布线，但在通信机制、通信协议、载波和调制方式等方面具有巨大的差别，如图2所示。

如图3所示，窄带载波使用具有63位伪随机码的直序扩频方式，中心频率270 kHz，可实现9 600 bps的数据通信。如图3（a）、（b）所示，电力线宽带使用具有1 536个子载波的OFDM方式，载波频率为2～30 MHz，其频带利用率很高，可以达到最高200 Mbps的物理层调制速率，相应的网络TCP通信速率为75 Mbps。在不同信号衰减条件下，电力线宽带通信的性能如图4（a）、（b）所示。

3 结 语

宽带载波通信技术是一种适合分布式馈线自动化模式新的电力载波通信模式，作者选择在10 kV小刘I线为挂网试运行线路，研究了载波通信在中压电缆输电线路上的应用情况，以及CT取电模块的稳定情况。同时又选择了10 kV刘外线作为挂网试运行线路，对架空线路实施带电作业，完成了架空段的7个点的设备安装，完成了10 kV外环路开关站和10 kV刘家湾开关站的站内设备安装，并进行初步调试。

通过本通信系统连接配网终端设备、主站系统后，我们发现宽带载波技术在中压配电网中的应用具有如下意义：提高供电可靠性；故障自动检测，缩小停电范围；快速实现非故障区的恢复供电。提高配网系统的运行经济性，提高设备的利用率，降低运行维护费用，降低线损，最大限度地提高企业经济效益。减少和缩短设备检修停电时间和范围。优化网络结构和无功分配，提高整个配网的管理水平，利用技术手段改善用户服务水平，改善故障时对用户的应答能力。

在中压配电网中大力推广宽带载波通信技术可以提高企业的现代化管理水平，提高供电企业的各项经济技术指标。因此，各级电力企业应当支持该技术的推广和应用。

参考文献：

[1] 刘尧.宽带载波技术在配电网监控中的应用[D].上海：上海交通大学，2008.

[2] 秦文化.基于电力线载波通信的数据传输系统研究与实现[D].济南：山东大学，2012

[3] 刘东.配电自动化系统实验[M].北京：中国电力出版社，2004.

[4] 焦邵华，焦振有，刘万顺.配电网馈线系统保护原理及分析[J].电网技术，2002，（12）.

[5] 陈腊元.国内配网自动化综述[J].农村电气化，2004，（3）.

[6] 焦邵华，刘万顺，郑卫文，等.配电网载波通信的衰耗分析[J].电力系统自动化，2000，（25）.

[7] 刘健.韩国配电自动化的启示[J].电力设备，2004，（5）.

2.3 性能测试

与大多使用扩频、跳频等通信方式的电力线窄带载波，电力线宽带方式在应用实施上有很多类似的地方，如借助电力线网络实现通信节点间免布线或少布线，但在通信机制、通信协议、载波和调制方式等方面具有巨大的差别，如图2所示。

如图3所示，窄带载波使用具有63位伪随机码的直序扩频方式，中心频率270 kHz，可实现9 600 bps的数据通信。如图3（a）、（b）所示，电力线宽带使用具有1 536个子载波的OFDM方式，载波频率为2～30 MHz，其频带利用率很高，可以达到最高200 Mbps的物理层调制速率，相应的网络TCP通信速率为75 Mbps。在不同信号衰减条件下，电力线宽带通信的性能如图4（a）、（b）所示。

3 结 语

宽带载波通信技术是一种适合分布式馈线自动化模式新的电力载波通信模式，作者选择在10 kV小刘I线为挂网试运行线路，研究了载波通信在中压电缆输电线路上的应用情况，以及CT取电模块的稳定情况。同时又选择了10 kV刘外线作为挂网试运行线路，对架空线路实施带电作业，完成了架空段的7个点的设备安装，完成了10 kV外环路开关站和10 kV刘家湾开关站的站内设备安装，并进行初步调试。

通过本通信系统连接配网终端设备、主站系统后，我们发现宽带载波技术在中压配电网中的应用具有如下意义：提高供电可靠性；故障自动检测，缩小停电范围；快速实现非故障区的恢复供电。提高配网系统的运行经济性，提高设备的利用率，降低运行维护费用，降低线损，最大限度地提高企业经济效益。减少和缩短设备检修停电时间和范围。优化网络结构和无功分配，提高整个配网的管理水平，利用技术手段改善用户服务水平，改善故障时对用户的应答能力。

在中压配电网中大力推广宽带载波通信技术可以提高企业的现代化管理水平，提高供电企业的各项经济技术指标。因此，各级电力企业应当支持该技术的推广和应用。

参考文献：

[1] 刘尧.宽带载波技术在配电网监控中的应用[D].上海：上海交通大学，2008.

[2] 秦文化.基于电力线载波通信的数据传输系统研究与实现[D].济南：山东大学，2012

[3] 刘东.配电自动化系统实验[M].北京：中国电力出版社，2004.

[4] 焦邵华，焦振有，刘万顺.配电网馈线系统保护原理及分析[J].电网技术，2002，（12）.

[5] 陈腊元.国内配网自动化综述[J].农村电气化，2004，（3）.

[6] 焦邵华，刘万顺，郑卫文，等.配电网载波通信的衰耗分析[J].电力系统自动化，2000，（25）.

浅议智能配电网通信技术发展 篇4

在智能电网技术中, 集成和高速双向的信息网络是其通信的前提基础, 通过高端的信息传感以及检测, 以完成电网和用户间的联系以及网络可靠性、安全性、以及高效性的最终目标, 其对社会的发展有着越来越重要的作用。当前, 欧美发达国家认为智能电网有利于全球能源的安全性以及气候的室温效应的问题解决。由此, 智能电网技术受到了全球范围内重点的关注。

二、配电网通信技术的发展现状

在目前的智能配电技术中, 通常采用PLC以及GSM/CDMA等方式进行介入。但当前的配电网技术中没有一致的网络设计, 这也就导致了网络的稳定性和安全性低以及信号和数据传递速度慢的缺点, 同时各配电网中的标准都大不相同, 这些都在一定程度上导致了资源使用率的降低。配电网中很多外界电源的连接以及使用过程中电能性能要求的提升, 都对智能配电网通信技术提出了更高的要求, 但现有的技术尚不能达到智能电网通信技术的要求。这主要表现在如下几个方面:第一, 智能配电网技术的重点是网络与用户间的连接, 这需要双向网络进行支持。第二, 充电式运输工具的发展等都需要时时的监控。第三, 配电网使用的增加, 使得数据库也不断的变大。第四, 外接入电源的增加造成了电网的不稳定性, 需要对其进行调控。由此, 智能配电网通信技术用以网络的可靠性、安全性以及稳定性为前提, 对当前的技术进行创新性的改进。

三、职能配电网通信技术的通信方式

随着技术的提升, 智能配电网中的数据库将逐渐的变大, 对其应进行适时的分析和调控。当前, 通信技术主要有成本低的无线通信以及稳定性高的有线通信组成。依据使用环境的要求采用不同的智能配电网通信技术, 才能有利于高效以及可靠性网络的构建。

1以太网无源光网络

以太网无源光网络在其工作中是以点向多点进行传播的双向光接入网络技术。以太网无源光网络在使用过程中通常是由Optical Distribution Network及Optical Network Unit构成。ONU在工作中主要负责用户方面的光网络接入。ODN则是进行光信号的合理分割。以太网无源光网络技术在工作状态下, 下行的数据传递以广播方式进行, 而上行数据的传递以时分多址的方式进行。以太网无源光网络具有信号及数据的透明传递, 数据信号传递速度大、组网便捷、后期网络维护方便, 成本小以及网络的可靠和安全性较好的优点, 但也存在着施工过程繁琐, 投资大、拓扑稳定性差, 组网困难以及工作状态的维护及问题查找繁琐。

2电力线载波

电力线载波通信技术在工作过程中将电力电缆为数据传递的介质, 是电力系统很特别的一项通信技术。在电压较低的压配电网络中, 电力线载波通信技术主要对电网的自动化以及AMI进行数据和信号传递过程的支持。当前, 电力线载波通信技术中数据的传递速度很快, 而随着信息传递技术的提升, 相信其传递的速度将更快。在当前的研究中, 通常是对电力线载波通信技术进行改进, 如以正交频分复用技术为基础的方式就能提升网络的安全可靠性以及数据的传递速度。电力线载波通信技术在使用过程中具有电力线缆介质、成本小、安全可靠性强以及抗破坏效果大的优势, 同时也存在着电力线的信道差、数据传递范围小、抗干扰性能小的缺点。

3.全球微波接入系统

全球微波接入技术在研制中以IEEE802.16x为前提, 实现无线宽带在城域网中的接入。全球微波接入技术主要是给用户最后的无线网络接入方式。WiMAX的网络系统通常由两部分组成, 包括核心网以及接入网两部分。全球微波接入技术在其使用中具有无线网络的快捷及成本低以及网络范围大的优势, 也有着抗干扰能力差以及信号传递质量差的缺点。

4 ZigBee

ZigBee技术在其研制中以IEEE802.15.4标准作为前提, 是一种具有能耗和功耗低的局域网的协议, 可以实现无线通信的近距离和低功耗的传递。ZigBee技术能够将信号从终端传递到用户, 用户能够实时的得到信号接收所用的花费。ZigBee技术具有功耗少、成本小、容量比大以及安全性大的优势, 但也存在数据传递速度慢、传递距离短以及抗干扰能力弱的缺点。

5 GPRS

GPRS在技术上可以视为GSM技术的后续, 能够给GSM用户特定的数据支持。GPRS技术有别于持续的频道内传递方法, 通过Packet的传递方法进行。在使用的过程中, 用户所承担的费用通常以传递的数据信息大小来确定的。研究数据表明GPRS的信息传递速度可达到100 kb/s左右。GPRS的应用范围较大, 在信号响应和小型网络以及有线信号不能传递的地方。GPRS技术在使用过程中具有信号传递距离大、制造成本少的优势, 但也有网络安全性低以及信号稳定性差的缺点。

四、智能配电网通信技术的发展趋势

在当前智能配电网通信技术的研究中, 研究人员就通信技术的可靠性以及通信协议等方面进行着大量的研究。与过去的通信技术相比, 智能配电网通信有着很大的技术优势, 但却存在着话费很大的缺点。而且当前各机构的通信协议不同使得很多的通信设备不能再别的网络中进行使用。就目前的研究及使用情况来看, 智能配电网通信技术会就如下的方面进行重点的关注。第一, 在现有技术的基础上对其进行升级换代。第二, 对通信技术进行有效的交叉使用, 在确保其使用安全及可靠性的前提下降低其生产成本。第三, 对智能配电网通信技术的标准以及相关协议进行统一化处理, 提升其使用效率。第四, 将仿真体系引入到智能电网技术中对其性能进行评价。

五、结语

智能配电网通信技术的是通过具有双向、高速、实时特性通信系统的构建来实现的。在目前的智能配电技术中, 通常采用PLC以及GSM/CDMA等方式进行介入。在使用的过程中也存在着数据传输慢以及资源利用率低和单向性传递的缺点。相信随着技术的发展对智能配电网进行升级换代、新技术的发展以及标准的统一都有利于智能配电网技术的发展。

摘要：在智能电网技术中, 集成和高速双向的信息网络是其通信的前提基础, 通过高端的信息传感以及检测, 以完成电网和用户间的联系以及网络可靠性、安全性、以及高效性的最终目标, 其对社会的发展有着越来越重要的作用。本文就智能电网的现状、配电方式以及智能电网的发展趋势进行了简单的分析和阐述。以期能为相关从业人员提供一些帮助。

关键词：智能电网,通信技术,发展

参考文献

[1]刘兴茂.WiMAX技术在高级量测体系中的应用[J].中国仪器仪表, 2011 (10) :57-60.

[2]夏晓玲, 崔永红, 沈昱明.GPRS技术在配电网通信中的应用[J].自动化仪表, 2007 (2) :44-46.

[3]刘家泰, 孙振权, 陈颖.智能配电网通信技术发展综述[J].物联网技术, 2013 (1) :49-53

[4]张岚.配电网自动化通信方式综述[J].电力系统通信, 2008 (4) :42-46.

北邮网院通信新技术作业答案 篇5

有线数字电视VOD系统主要包括 VOD服务器 节目采编系统 存储系统 认证计费系统 流媒体服务器

知识点: 综合练习题

学生答案: [A;B;C;D;] 得分: [3] 试题分值: 提示:

IPTV可以向用户提供 数字广播电视业务 VOD点播业务 视频录像业务 互动宽带业务业务 WAP类业务

知识点: 综合练习题

学生答案: [A;B;C;D;] 得分: [3] 试题分值: 提示:

CWDM 的特点主要有 信道间隔较小

实现容易，适用长距离的广域网功耗低 体积小

波间干扰小，安全可靠 知识点: 综合练习题

学生答案: [C;D;E;] 标准答案得分: [3] 试题分值: 提示:

3GPP主要负责

制定基于GSM /GPRS核心网、全制定基于ANSI-41核心网、全负责研究无线频谱、技术、业务负责推动Internet标准规范制定知识点: 综合练习题

学生答案: [A;] 标准答案得分: [3] 试题分值: 提示:

标准答案: A;B;C;D;3.0 标准答案: A;B;C;D;3.0 : C;D;E;3.0 IP核心网,WCDMAIP核心网，cdma2000的技术规范

: A;3.0 等的技术规范

IETF Internet工程任务组

是推动Internet标准规范制定的最主要的组织

主要组成有：互联网架构委员会（Internet Architecture BoardIESG)主要组成有：IETF工作组（IETF Working Group）知识点: 综合练习题

学生答案: [A;B;D;E;] 得分: [3] 试题分值: 提示:

电信转型的驱动来自于 电信运营商的激烈竞争 终端客户需求的变化 技术的提供者 国家政策的调整 知识点: 综合练习题

学生答案: [A;B;C;] 标准答案得分: [3] 试题分值: 提示:

家庭网络的业务主要包括 家庭娱乐类 家庭传感器类 家庭通信类 家庭控制类

知识点: 综合练习题

学生答案: [A;C;D;] 标准答案得分: [3] 试题分值: 提示:

选择正确的IPv6地址的表示12AB::CD30::/60 12AB:0:0:GD30:0:0:0:0/60 12AB::CD30:0:0:0:0/60 12AB:0:0:CD30::/60 知识点: 综合练习题

学生答案: [C;D;] 标准答案得分: [3] 试题分值: 提示:

IPv6解决了主要问题是

扩大了地址空间，提高了网络整体吞吐量标准答案: A;B;D;E;3.0 : A;B;C;3.0 : A;C;D;3.0 : C;D;3.0 包头采用定长结构，服务质量的改善

支持不同的QoS机制，具有IPSec，保证安全性 解决了IPv4和IPv6的融合和演进 知识点: 综合练习题

学生答案: [A;B;C;] 标准答案: 得分: [3] 试题分值: 3.0 提示:

Interne面临的主要问题是

地址空间即将耗尽，路由器的路由表急剧膨胀无法提供多样的QOS，网络安全 标准化问题

知识点: 综合练习题

学生答案: [A;B;C;] 标准答案: 得分: [0] 试题分值: 3.0 提示:

WCDMA和WLAN的融合,以解决

WCDMA网络可利用WLAN高速数据传输的特点弥补数据传输速率受限的不足WLAN可利用WCDMA完善的鉴权与计费机制WLAN可利用WCDMA完善的鉴权与计费机制WLAN可结合WCDMA网络广覆盖的特点进行多接入切换知识点: 综合练习题

学生答案: [A;B;D;] 标准答案: 得分: [3] 试题分值: 3.0 提示:

三网融合指的是

计算机网，电信网和广播电视网的融合固定电话网，移动电话网和广播电视网的融合计算机网，固定网和移动通信网的融合知识点: 综合练习题

学生答案: [A;] 标准答案: A;得分: [3] 试题分值: 3.0 提示:

描述ATM交换机的性能参数有：

每秒处理的最大呼叫数，连接建立时间，连接释放时间信元丢失率，信元误插率，交换时延，交换时延抖动连接阻塞性 可扩展性

知识点: 综合练习题

学生答案: [A;B;C;D;] 标准答案得分: [3] 试题分值: 3.0

A;B;C;A;B;

A;B;D;

: A;B;C;D;

提示:

ITU-T中研究NGN的研究组是 SG10 SG13 SG11 SG15 SG16和SG19 知识点: 综合练习题

学生答案: [B;C;D;E;] 标准答案: B;C;D;E;得分: [3] 试题分值: 3.0 提示:

在ITU-T的标准编号体系中

G系列-传输系统和媒体、数字系统和网络 E系列-非话电信业务 Q系列-交换和信令 X系列-电话网上的数据 知识点: 综合练习题

学生答案: [A;C;] 标准答案: A;C;得分: [3] 试题分值: 3.0 提示:

二、单项选择题（共15道小题，共45.0分）

IpoA，MpoA分别表示：

IP over ATM，ATM 上的多协议 P over advance，advance上的多协议 P over accent，accent上的多协议 知识点: 综合练习题

学生答案: [A;] 标准答案: A;得分: [3] 试题分值: 3.0 提示:

VPI，VCI，VCC，VPC 分别表示：

虚通路标识，虚通道标识，虚通道连接，虚通路连接 虚通道连接，虚通路连接，虚通路标识，虚通道标识 虚通道标识，虚通路标识，虚通路连接，虚通道连接 知识点: 综合练习题

学生答案: [C;] 标准答案: C;得分: [3] 试题分值: 3.0 提示:

Int-Serv、Diff-Serv、CR-LDP分别表示

综合服务模型、基于路由受限标记分发协议、差分服务模型 差分服务模型、基于路由受限标记分发协议、综合服务模型 综合服务模型、差分服务模型、基于路由受限标记分发协议 知识点: 综合练习题

学生答案: [C;] 标准答案: C;得分: [3] 试题分值: 3.0 提示:

LIB、FEC、VRF分别表示：

标记信息库，转发等价类，路由和转发表 转发等价类，标记信息库，路由和转发表路由和转发表，标记信息库，转发等价类知识点: 综合练习题学生答案: 得分: [3] 提示:

在技术上问题解决的基础上，建立一个有效的物联网的重要因素是：规模性和流动性人们的认可度大规模生产能力知识点: 综合练习题学生答案: 得分: [3] 提示:

使用物联网的第一步就是要对（网络 物理属性 线路

知识点: 综合练习题学生答案: 得分: [3] 提示:

(错误)IPTV可视电话业务点播业务,手机录音播放业务点播业务,直播业务知识点: 综合练习题学生答案: 得分: [0] 提示:

IP电话是

[A;] 标准答案试题分值:

[A;] 标准答案试题分值:

[B;] 标准答案试题分值: ,直播业务,个人网络录像业务,个人网络录像业务

[B;] 标准答案试题分值: : A;3.0 : A;3.0）进行标识。: B;3.0 ,个人网络录像业务,: C;3.0

,呈现业务 ,呈现业务

支持的四种业务是呈现业务电信网络利用IP技术为传统电话网络提供话音服务 计算机网络利用IP技术为传统电话网络提供话音服务

计算机网络利用语音压缩编码技术为传统电话网络提供话音服务 知识点: 综合练习题

学生答案: [B;] 标准答案: B;得分: [3] 试题分值: 3.0 提示:

PAN,LAN,MAN，WAN分别表示 个域网，广域网，局域网，城域网个域网，城域网，局域网，广域网个域网，局域网，城域网，广域网知识点: 综合练习题

学生答案: [C;] 标准答案得分: [3] 试题分值提示:

PSTN ,PLMN ,DDN分别是公众交换电话网，数字数据网，公众陆地移动通信网公众交换电话网，公众陆地移动通信网，数字数据网公众长途固定电话网，数字数据网，公众陆地移动通信网知识点: 综合练习题

学生答案: [B;] 标准答案得分: [3] 试题分值提示:

AAA,SNMP分别表示鉴权、自动判别、计费，简单网络管理协议鉴权、认证、计费，标准网络管理协议鉴权、认证、计费，简单网络管理协议知识点: 综合练习题

学生答案: [C;] 标准答案得分: [3] 试题分值提示:

MPLS,VPN分别表示多协议标签交换，虚拟专用网络多用户并发交换，虚拟专用网络多协议标签交换，虚拟通路网络知识点: 综合练习题

学生答案: [A;] 标准答案得分: [3] 试题分值提示:

: C;3.0

: B;3.0

: C;3.0

: A;3.0 : :

:

: APON,EPON分别表示

ATM技术的无源光网络，以太网接入技术的无源光网络 ATM技术的有源光网络，以太网接入技术的有源光网络 自动无源光网络，宽带接入技术的无源光网络 知识点: 综合练习题

学生答案: [A;] 标准答案: A;得分: [3] 试题分值: 3.0 提示:

误码率表示

特定时间间隔发送分组的总数与传输错误分组的数量之比特定时间间隔发送比特的总数与传输错误比特的数量之比特定时间间隔发送码元的总数与传输错误码元的数量之比知识点: 综合练习题学生答案: [C;] 得分: [3] 试题分值提示:

WiFi,WiMAX分别表示无线局域网技术，全球互操作的微波接入无线保真，全球互操作的微波接入无线保真，城域网微波接入技术知识点: 综合练习题学生答案: [B;] 得分: [3] 试题分值提示:

: C;: 3.0

: B;: 3.0

配电网降损技术措施分析 篇6

【关键词】配电网;降损

随着经济社会的发展，能源节约已成为全球性问题，在世界范围内受到了重视。特别是中国作为人口大国而言，更应该重视能源节约问题，各个行业都肩负着能源节约的重任，这也是我国可持续发展过程中一项长远的战略方针。电能作为使用最为广泛和重要的能源，其在生产规模不断扩大的同时，不可避免也会产生了一些损耗，这些电能损耗将直接影响电力企业的经济和社会效益。据统计，目前配电网中网损率高达10%，产生了巨大的能源浪费，因此降低配电网中的电能损失无论是对于电力企业还是国家社会都具有重要的意义，

是能源节约不可或缺的一种有效手段。在配电网运行过程中，部分损耗是必然的，损耗量是由相应时间内设备及运行等参数来决定的，如电网结构、电压水平、功率因数等，这类损耗通常称为技术类损耗。另一部分损耗是由配电网管理工作所造成的损耗，即管理类损耗。基于以上两类损耗来源，在配电网降损工作实践中，目前针对性的采用了技术降损和管理降损两类降损措施。根据笔者的实际工作经验，文章主要结合中压配电网实际，对配电网降损技术措施进行分析，可为类似配电网降损实践 提供参考，具体包括以下几个方面。

1.网络结构的优化

据笔者调查，目前诸多地区配电网受历史原因的限制，存在着电网结构不合理的现象，集中表现于以下几个方面：110kV电源布点少，35kV网络串接和单电源环网接线较多;部分变电所主变容量不足，其中仍有部分变电站为单台主变运行，可靠性不高，不符合安全供电N-1基本准则;部分变电所设备健康水平不高，尤其是小型变电所，设备老化较为严重，同样影响电网的安全运行;部分35kV线路导线截面较小，供电能力不足，不能满足负荷增长要求。这些配电网结构方面所存在的薄弱环节不仅不利于电力系统的安全稳定运行，还增加了配电网能源损耗，需要对其进行优化，以促进配电网系统向更加节能高效、科学配置的方向发展。可针对性的采取以下技术措施：首先，35kV及以上主變压器应积极选用新型节能、有载调压变压器，配电变压器低压侧互联也是种有效的降低配电网线路损耗的方式。其次，更换10kV主干线截面，调整10kV主干线供电半径，使其供电半径控制在合理范围内，同时避免多级串供现象，减少迂回供电。再次，积极应用新技术、新设备、新材料、新工艺，依托科技含量的增加来降低电能损耗。通过以上各项技术措施以期实现配电网供电范围、变压器容量优以及网络布局的优化。

2.无功补偿的加强

由于配电网中有大量电抗性元件，即存在着无功功率，会降低功率因数，使配电网在传输一定有功功率情况下，电流增大，产生有功电能损失，增大线损。因此，加强无功规划与建设，实现无功的就地平衡，提高功率因数，减少无功电流在系统中的流动，是降低配电网有功损耗重要技术措施之一。目前中低压配电网无功补偿装置的配置方式主要有：分散补偿、集中补偿和用户终端随机补偿，可集中补偿和分散补偿相结合，以分散补偿为主。基于上述原则补偿方式，无功优化补偿可通过无功优化管理系统和无功补偿新技术的应用来完成。

（1）应用无功优化管理系统。通过建立分区、分层无功优化综合管理系统，不仅可掌握目前配电网各主要设备的运行现状及各补偿设备带来的补偿效果，还能实现中压网的无功规划，以确定最佳补偿点和最佳补偿容量，选择经济适用的无功补偿模式，实现了区域内配电网内的无功分区、分层、动态就地平衡。

（2）应用无功补偿新技术。除了建立无功优化综合管理系统外，还可应用一些新的无功补偿技术。例如安装电能质量同步补偿器，可快速平滑地调节无功功率，抑制电压闪变、消除谐波污染、平衡三相负载，在实现无功动态补偿的同时维持了系统电压、改善了电网运行参数、提高了电力系统稳定性。还可采用调整不平衡电流功率因数补偿装置和磁控电抗器（MCR）技术等。这些无功补偿技术可在综合考虑经济性、有效性、可行性的基础上进行合理的选择。

3.谐波治理的注重

电力谐波不仅影响着电力系统的经济运行，而且其产生时所消耗功率比没有谐波时要更大，因此，谐波治理也是配电网降损和节能过程中的有效途径之一。谐波的治理不仅要考虑配电网降损，还要从配电网的整体角度出发，在系统的谐波主要危害点采取就近补偿措施，阻止谐波电流注入系统，使危害限制在最小范围。对配电网损耗较大的线路进行分析，找出其原因，若与谐波有关，应寻找出谐波源，并加装设施减小谐波。对于电动机控制器产生的谐波，谐波的形状很分明，可以用滤波器来降低谐波电流，而对于均衡的3次谐波电流传回到电源去的问题可以用一台DYN接法的隔离变压器来削弱。由于逆变器产生的边频带和谐波不能很好地用普通的滤波器来滤除，可采用有源滤波器精确的补偿由负荷产生的谐波电流。另外根据国外多年电网谐波治理经验可采用在无功补偿的同时加装电抗器的方案，虽然增加了一些成本，但是其具有诸多明显优点，如节省无功电流费用，减轻导线、熔断器及变压器的负荷，减少谐波电流与谐波电压等，可使整个配电网更安全可靠与高效。

4.升压降损的实施

据相关实践经验证明，提高中压配电电压等级对于改善中压配电网供电能力、电压质量和线损的作用是非常明显的。鉴于国内外均有应用10kV、20kV和35kV作为中压配电电压等级的应用实践，因此在技术上选择10kV、20kV和35kV作为中压配电电压等级是可行的，主要问题是如何与上下级电网衔接，电网升级和过渡性措施，以及建设升级电压的费用对电力企业经营的影响等。因此，最终决定是否采用升压降损的措施，不仅要求技术上可行，还必须经济上合理，通过综合比较分析后选择升压降损的方式。一般情况下，用电负荷增长，造成线路能耗过大的情况下，可采用升压降损技术措施。

5.降损新技术的应用

在以上所分析的各项技术措施中，可以明显看出新技术的应用也是配电网降损过程重要的一个环节，因此，笔者在此提出实践过程中要选择性的应用一些新技术，某些技术不仅可以有效降低线损，还能在一定程度上保证配电网的安全、稳定运行。例如采用GPRS 网络低压载波自动抄表系统，对电量进行远方抄表、检测用电量异常情况，可以成功防止非法用电、故障用电、窃电和误抄表损耗等现象的存在，从而能够有效地降低非物理线损。虽然新技术的采用对配电网降损能够起到较大的成效，但还需要考虑技术的经济性、可行性，以及配电网的整体运行。

6.结语

从文章的分析可以看出，配电网降损是一个复杂的系统性过程，文章只是主要从技术层面作出了降损措施分析，而在具体实践中，需要多项措施并用才能实现降损节能目标，不仅考虑技术措施，还要实施管理策略。另外在降损措施的选择过程中，不能仅考虑节能，还要从全网的安全性、稳定性出发，综合性的进行分析、比选。

参考文献

[1]赵传辉.基于神经网络的配电网综合节能降损技术[D].济南：山东大学，2011.

信息通信技术助力智能配电网建设 篇7

配电网是国民经济和社会发展的重要公共基础设施,其稳定性、可靠性、安全性直接关系到电网的整体效益。信息通信技术可有效提高配电网自动化、智能化程度,以及自愈和优化运行能力,针对智能配电网广域、分散等特点,信息通信技术可为满足智能配电网多样化和互动业务需求提供有力的技术保障,顺应了全球能源发展的分布化、市场化、民主化趋势。

2016年第11期特别策划以“信息通信技术在智能配电网中的应用”为主题。其中,万涛等对基于数据互联互通的配电网资产运行决策分析系统进行了研究,从业务架构、应用架构、数据架构和技术架构4个方面分析了系统建设方案,同时对软硬件设计和效益也进行了分析;周子冠等针对主动配电网通信业务需求,探究软件定义网络技术的特点,创新性地引入软件定义网络的思想,提出了基于软件定义网络的主动配电通信网络体系架构;董建坡等探讨了用电信息采集系统的本地通信各技术的应用效果,并提出了基于低压电力线宽带载波技术及用电信息采集系统完成水、气、热、电表四表采集,完成了从表记到后台主站的设计方案;李延等采用国际领先的4G Mc LTE宽带无线多媒体通信技术作为配用电业务承载平台,测算出1.8GHz Mc LTE系统的理论覆盖结果,并结合国网山西同煤电力公司搭建试验网的真实业务承载效果,验证1.8GHz Mc LTE系统真实的覆盖能力,为国家电网公司建设坚强配用电通信网络提供技术支撑;孟宪楠等分析了北斗导航系统在电力行业相关业务中的典型应用需求,并开展北斗系统在配电网侧的应用方案研究,包括配电设备改造、混合通信网络设计,以及北斗运营系统的开发设计等;孙德栋等提出了一种基于可见光通信与电力线通信深度融合的网络架构,并对基于该架构系统业务流程、功能与主站平台设计进行了分析,同时介绍了将可见光通信与电力线通信深度融合技术应用于变电站和电缆隧道智能巡检中的情况;孙可等介绍了基于电力企业云平台构建基于大数据的配电网规划智能辅助决策平台的实施方案,包括功能架构、信息化架构、数据支撑、系统集成及部署方案等。

衷心感谢各位专家学者的大力支持,感谢《供用电》对本期专题出版所做的大量细致而专业的工作,希望本期专题能够对信息通信技术在智能配电网中的应用提供可借鉴的观点、思路和方法。

智能配电网通信技术应用原则研究 篇8

关键词：智能配电网,配网通信,应用原则

0 引言

10 k V及以下中低压配电网(以下简称配电网或配网)自身的特点决定了通信网络具有结构复杂、分布分散、节点多、工作环境差等特征,使得通信技术的选择异常复杂。先后研究过光纤通信、载波通信、230 MHz数传电台、GPRS/CDMA、宽带无线接入技术等技术在配电网中的应用,每种通信技术都有其特点和适合的场景,无法采用单一的技术来满足各地区、各种环境下的配电网通信需求[1,2]。因此,分析并研究不同通信技术在智能配用电网中的应用场景、特性,规范不同技术在智能配用电网络中的应用模式,对于提高智能配电网通信的网络质量、促进智能配电网的发展具有重要意义。

1 智能配电网业务及通信需求

智能电网的发展是一项长期而庞大的科研课题和工程实践,它提出了更多的新业务,对现有的电力通信系统提出了新挑战。智能电网新型业务主要体现在配用电领域,其中配电网领域的典型新业务包括配网自动化、配网纵联保护、配电网视频监控、配电网一次设备运行监测、分布式能源站控制管理、微网控制管理等;用电领域的典型新业务包括专变用户负荷管理、配变监测、低压集抄、家庭用电智能管理、电动汽车充电桩管理等[3]。

电网业务根据其功能属性,可分为保护类、控制类(遥控)、信息监测类(遥信、遥测)、视频类(遥视)。智能配电网业务属性分类见表1所列。

1)保护类业务:对通信安全性要求特别高;对通信的时延(10~12 ms)、路由要求非常严格(必须确定路由,不允许随便更改路由);通信的失效可能影响电网的保护执行,导致电网瘫痪;

2)控制类业务:对通信安全性要求特别高;对通信的时延(秒级以下)、路由要求较严格(必须是相对固定的路由,可以根据需要在备选路由中切换);通信的失效可能影响电网的控制执行,导致电网运行故障;

3)信息监测类业务:对通信安全性要求较高、对通信的时延(秒级)、路由要求相对较宽松(无需确定路由,信息在要求时间可达即可),通信的失效对电网运行存在一定管理方面的影响,但不会导致电网故障或瘫痪;

4)视频类业务:与信息监测类业务类似,但对通信的带宽需要较大,每路信息需要2 Mbit/s以上的带宽。

综上所述,保护类、控制类业务必须采用专用的电力通信专网;信息监测类、视频类业务应优先采用电力通信专网,在电力通信专网暂无网络覆盖的区域,可选择租用公用通信网络[4]。不同属性业务对通信的需求见表2所列。

2 配网常用通信技术特性分析

配网通信网常用通信技术包括光纤通信技术、中压载波通信技术、无线公网通信技术和无线专网通信技术(如TD-LTE)等。通信技术的特性包括多个方面,但在业务应用上,通信技术的通信时延、带宽、安全性和可靠性等是最主要的特性[5]。

2.1 光纤通信技术

配网光纤通信技术主要采用工业以太网交换机和EPON技术,两者都基于以太网技术,因此两者的网络性能基本一致。

1)通信时延。网络时延指数据帧从源到目的地址所需要的时间,交换机以太网的时延由帧收发时延(F)、交换时延(S)、线路传输时延(L)、帧排队时延(Q)组成,存储转发最小的时延等于交换机传输一帧所用的时间,100 M以太网帧收发时延与帧长度成比例,从5~120μs不等;交换机本身带来的交换时延在5~10μs,总的网络时延=∑(F+S+L+Q);一般情况下,100 Mbit/s工业以太网经过15个网络设备100 km传输的总时延小于2 ms。

2)通信带宽。工业以太网交换机、EPON均支持百兆或千兆以太网,因此网络带宽可根据需要达到百兆或者千兆比特每秒。

3)通信安全性。电力配网光纤通信网络是专用数据网络,可以采用一定的网络安全措施提高网络的安全性,总体上通信安全性很高。

4)通信可靠性。电力配电网光纤通信网络的可靠性很高,主要体现为:专网专用,保证网络通道的高可靠性;采用成环组网,具备1∶1保护能力;采用工业级设备,确保设备的高可靠性。

2.2 中压载波通信技术

1)通信时延。目前适合长距离通信的、采用窄带调制技术的中压电力载波通信系统的通道建立时间和单个数据报文传输时间通常在几十和几百毫秒。受频率干扰、环境影响,时延波动较大。在实际应用中,由于中压载波技术采用主、从载波轮询方式通信,一般每个节点的轮询间隔根据字节长度设计为2 s以上。

2)通信带宽。采用窄带调制技术的端口传输速率可根据要求设计为1 200,2 400,4 800,7 200,9 600 Band,实际网络速度与传输距离、环境情况等有关,一般5 km左右的距离,传输距离只有几kbit/s或者更低。实际应用中,一般设置主、从载波之间的数据发送间隔为2 s,数据包长不超过200 B。

3)通信安全性。中压载波通信属于电力通信专网,且传输媒介为高压电缆,具有较高的防接入安全性。另外由于该产品在技术实现上可采用复杂的编码和加密措施,因此业务接入的安全性很高。

4)通信可靠性。中压载波系统在实际应用中的可靠性较低,主要存在以下风险。(1)网络结构风险:中压载波的应用主要采用“1个主载波机+N个从载波机”的树形、星形(物理上看像链形)组网方式,存在单点故障风险;(2)电缆线路迁改导致系统失效风险:中压载波系统依赖于电缆线路作为传输介质,电缆线路的迁改将导致中压载波系统无法通行;(3)电缆线路开关开合、用户负荷变化、电缆沟积水等情况下,可能导致通信故障。

2.3 无线公网通信技术

当前,配电网中常用的无线公网主要采用2G技术(GPRS/EDGE/CDMA)。

1)通信时延。无线公网通信的网络时延与网络负载有很大的关系,网络负载大时,时延长,网络负载轻时,时延短。无线公网技术由于存在资源的竞争性、处理节点较多、且易受环境因素干扰,一般平均时延在几百毫秒。

2)通信带宽。2G无线公网的通信带宽具有不确定性,从0~200 kbit/s,如GPRS的理论带宽为171.2 kbit/s,但由于信号情况、网络负载等情况,一般GPRS网络的上行速率在10~20 kbit/s,下行速率在30~50 kbit/s。

3)安全性。2G无线公网数据传输加密技术面向所有业务,其现有的鉴权规则已被破解,且与互联网互通,网络安全性较低。根据电监会要求,“公用数据网”在传送生产控制大区业务时,仅承载信息上传业务,不能承载控制类业务。

4)可靠性。无线公网的可靠性低,风险主要包括以下几种情况。(1)无线信号干扰或遮挡导致的通道中断;(2)基站的基础设施故障导致的通道中断:无线公网的基站建设在民用建筑上,基站传输、电源,基站防偷盗、人为破坏等可靠性较差;(3)计费方式(如超过流量)导致的网络中断;(4)学校、政府机构、保密部门等企事业单位有意制定的信号屏蔽等;(5)应急情况下网络拥塞导致的数据业务不可用。以上安全风险,导致无线公网的总体可靠性较低。在实际应用中,一般无线公网的GPRS网络在线率在95%~99%。

2.4 无线宽带专网通信技术

无线宽带专网是相对于无线公网而言,由电力企业建设和管理,专用于电力业务通信的无线宽带网络,主要采用的技术包括Mc Wi LL,Wi MAX,TD-LTE等宽带无线通信技术[6,7,8]。

1)通信时延。与无线公网一样,无线专网通信的网络时延与网络负载有很大的关系,网络负载大时,时延长,网络负载轻时,时延短。然而,由于无线宽带专网通信一般采用两层结构,且专网专用,资源充裕,一般时延较固定且相对较短。但在环境影响、干扰影响方面,也难以保证固定的时延。根据某供电局TD-LTE试点网络的实际测试结果:下行接入时延最大11 ms,平均8.8 ms;上行接入时延最大59 ms,平均36.9 ms。

2)通信带宽。无线宽带专网通信技术(如TD-LTE)在10 MHz带宽情况下,上下行峰值吞吐量能达到20 Mbit/s以上,但实际网络吞吐量与网络的信号强度、信噪比等有关。根据某供电局TD-LTE试点网络的实际测试结果,在信号接收强度≥80 d Bm时,上行带宽为4~5 Mbit/s,下行带宽7~13 Mbit/s;信号接收强度在–120~–115 d Bm时,上行带宽为0.1~0.2 Mbit/s,下行带宽1.2~1.8 Mbit/s。

3)安全性。无线宽带专网通信技术的认证性、机密性、完整性、可用性和不可否认性几个方面具备很成熟的标准、技术和加密算法,总体安全性好。根据电监会相关要求,“专用数据网络可以采用多种通信方式,如光纤通信、一点多址微波、无线电通信、电力线载波、屏蔽层载波等;不具备专网条件的可采用公用通信网络,如GPRS,CDMA,TD-SCDMA,ADSL和无线局域网等,应当采取虚拟专网、防火墙等安全防护措施,并禁止与调度数据网互联”,“专用数据网”可以承载具备“控制”功能的双向业务[9]。

4)可靠性。电力无线专网的可靠性较好,但仍然存在一定的可靠性风险。(1)设备故障导致的通信故障。电力无线宽带专网的典型组网结构是树形,1套核心网接入多个基站,1个基站接入多个终端,在核心网或基站出现故障的情况下,其下所有终端将无法通信。(2)无线信号干扰或遮挡,导致网络不同或信号强度弱而使通道中断的风险。

3 配电网通信技术应用原则

根据本文第1、2章节的分析,不同属性配电业务特性见表3所列。

表3给出的是通信技术对于业务的适用性,在实际组网中,还应综合考虑区域特性、网络建设、维护、经济性等。一般情况下,配网通信技术应用遵循以下原则。

1)配网通信网络业务接入须满足国家电力监管委员会电监安全[2006]5号令和34号文的规定要求,生产控制大区控制类业务应采用电力通信专网承载。

注:√表示满足要求,×表示不满足要求。

2)需要支持配电网保护类业务的,采用光纤通信技术。

3)需要支持配电网控制类业务的,可选择光纤通信、中压载波、无线宽带专网技术,同时考虑区域特性、网络建设、运维和成本情况,选择如下:新建区域(一次线路新建)、重点保障的区域,选用光纤通信技术;老城区、高楼密集的区域,优先选用光纤通信技术,中压载波技术作为补偿;一般城区,适合无线网络覆盖的区域,以光纤通信和无线专网相结合,无线专网覆盖效果好的,采用无线专网技术;无线专网无覆盖的区域,采用光纤通信补充;郊区、农村区域、架空线路,以无线专网为主,中压载波为补充[10,11]。

4)仅需要支持配电网信息监测类业务的,优先采用无线通信技术,具备优先专网覆盖的优先选择无线专网技术,否则选择无线公网技术。

5)需要支持配电网视频类业务的,优先采用光纤通信技术,慎用无线专网开展视频类业务。

4 结语

智能配电网及相应的配电网通信网络是当前电力行业的重点建设内容,一些城市已经开展了较大规模的配网通信网络建设,然而各地在选择配网通信技术时,没有规范或可以依照的原则,导致一些通信网络建设出现网络无法满足业务要求或网络建设无法实施等问题。本文从智能配电网业务及通信需求分析出发,结合配电网通信技术特性,提出配网通信技术应用原则,为配电网通信网络规划、建设等提供参考。

参考文献

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配电网通信技术 篇9

一、EPON的简要概述

EPON是一种新式光纤接入技术, 常常由光线路终端、无源光纤网络等多个部分组成, 不仅实现了无源光纤传输, 同时还能够在以太网上提供不同种类的业务服务, 常常被人们称之为以太网无源光网络。因此, EPON具有灵活的组网的方式、高带宽等多种优势[1], 也正因如此, 被广泛应用于接入网的组网中, 其优势主要体现在以下几个方面:

首先, EPON具有较灵活的组网的方式, 这种优势主要体现在接入网组过程中, 而这种灵活的组网方式满足了电力配电网线缆的分布结构要求, 为其提供不同种类的组网需求。其次是EPON具有较高的带宽。随着社会技术的迅猛发展, 当前不少设备厂商已经生产出10GEPON技术, 为配网自动化对带宽的要求提供了诸多便利之处。再次是利用EPON技术能够直接节省大量的光纤资源。究其原因, 这主要是因为EPON实现了无源光纤传输, 满足了设备能够单线接入的要求, 这在一定程度上能够节省大量的光纤资源。另外, EPON具有较灵活的带宽分配方式。EPON能够有效确保业务带宽分配的安全性能, 实现了业务和用户等带宽的合理配置, 为相关服务提供比较完善的措施。最后, EPON具有较高的安全可靠性。由于EPON能够实行多个网络保护措施, 避免某一条线路故障所造成的系统影响, 确保整个系统的安全运行。

二、基于EPON的配电网通信技术中组网方案分析

通常情况下, 基于EPON的配电网通信技术中组网方案有很多, 其中主要包括手拉手保护网络、双电双T网以及单点辐射网等[2], 具体分析如下。

2.1手拉手保护网络[3]

基于EPON的配电网通信技术中, 手拉手保护网络是应用较为广泛的一种组网方案。当需要在两个相邻的变电站中放置两个光线路终端, 这就需要利用非等分分光器进行汇接。通常情况下, 每个光网络单元的上行链路往往通过网线光线网络口的上联, 最终达到冗余保护的目的。在这个过程中, 即便网络运动出现多个端口故障等问题, 均不会对网络单元和整个配电网通信系统产生任何影响, 从而确保网线光线网络的相关节点设备能够正常和变电站进行通信, 确保整个配电网系统的稳定运行。如图1所示。

2.2双电双T网

基于EPON的配电网通信技术中, 双电双T网是也是比较常见的组网方案。它主要是一种新型全链路型的保护网络, 当运用这种组网方式的过程中, 需要在配电站的子站出设置两套光线路终端, 同样和手拉手保护网络的组网方案一样, 利用非等分分光器进行汇接, 确保整个配电网系统安全、可靠运行如图2所示。

2.3单点辐射网

基于EPON的配电网通信技术中, 单点辐射网络也是比较重要的组网方案。由于单点辐射网络是一个多级的链型网络, 在利用这种组网方案过程中, 同样需要在配电子站上设置光线路终端, 将非等分分光器设置在每个分段开关处, 确保整个整个配电网系统的稳定运行如图3所示。

据上述配电网通信技术中三种不同组网方案, 它们均有各自的优势, 其中, 前两种组网方案具有较高的可靠性, 而单点辐射组网方案的可靠性却比较低。另外, 由于光缆具有异方向的特性, 手拉手环网和双T的网络相较而言, 手拉手环网能够抵抗住单根光缆路由的故障, 确保整个通信网络的稳健运行, 这就是为什么在实际的配电网通信技术中, 手拉手环网是应用比较广泛的组网方案。

三、结语

综上所述, 在智能电网的迅猛发展过程中, 利用EPON的配网通信技术, 将能够有利于实现配电网通信技术的自动化, 进一步推动配电网的稳健发展。因此, 只有详细掌握和了解EPON的配网通信技术的相关优势, 才能根据实际情况, 选择使用最佳的组网方案, 进而实现智能电网的稳健发展, 确保整个配电网系统的高效、安全运行。

摘要：随着科技的不断发展和生活水平的不断提高, 人们对于供电企业的要求越来越高, 尤其是对用电质量和可靠性有了更为严格的要求。EPON技术的出现, 为配电网通信技术带来新的发展方向, 本文主要针对EPON技术进行了简要分析, 同时详细探讨了基于EPON的配电网通信技术的组网方案, 为配电网通信技术的稳定发展提供了重要的参考价值。

关键词：EPON,电网通信技术,研究

参考文献

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[2]刘文周.基于EPON的配网通信技术研究[J].科技研究, 2014, (21) :126.

分析配电网工频通信技术及其应用 篇10

关键词：配电网,工频通信技术,优点,应用

一、概述配电网工频通信技术

配电网工频通信技术是一种特殊的电力线通信技术, 也是国际上正在新兴的电力配电网双向工频通信技术。该技术又称之为工频波畸变通信技术, 顾名思义, 这种技术是在50Hz工频电压过零点附近, 经由人的行动产生的一种畸变工频波形, 然后运用电网产生的电压、电流的微小变化来携带信息的电力线通信技术。与常规的电力线载波通信不同的是, 它利用叠加于电力线上的高频载波信号为信息传输的载体, 而工频通信技术则是将电网50Hz工频波自身作为信息传送的主体。

就信号与传输上而言。工频波畸变通信是电力线路上超低频信号的传输, 运用电网工频基波作为载频, 且在过零点的时候实行反向基带调制, 该技术在运行上具有简单、实效性强的特点。

此外, 工频通信技术的关键点还在于时间点。工频电压产生波形畸变的地点不是波峰而是在电压过零点附近, 这是由于过零点附近进行波形改变所需要的调制能量消耗最少, 而且在调制的过程中对电网产生的冲击及引起的电压电流畸变能控制在合理的范围内;信号的接收与过零点的时间保持同步这将有利于检测与识别信号。再者, 工频电压过零点时刻, 电网产生的负荷与干扰声最低。就上述内容而言, 工频畸变技术与传统的电力线载波技术不管是在理论上还是在实践上都有明显的优势。

二、配电网工频通信技术的优点及相关应用

2.1工频通信技术的优点分析

1) 工频通用技术不再需要额外增添其他的系统设备直接将现存的电力网络作为传输的载体, 对现有的系统也没有其他的要求, 在财力上降低了大量的很大开支。

2) 工频通用技术在传输的过程中不存在信号泄露和旁路问题, 衰减小, 不用再使用滤波器和阻波器。

3) 双向工频通用技术不需要再在变压器上增添其他的设备就可以实现垮台区之间的通信, 如此一来就降低了对地域性的要求。

4) 工频通用技术在实现双向通信的过程中, 上行通道与下行通道之间互不干扰且能够进行多通道之间的通信。

5) 工频通用技术可以直接访问远端设备或者相关仪表, 不需要中继环节;该技术不对电网具有干扰, 完全处在允许的范围之内;对电网自身产生的频率与幅值产生的变化不敏感, 具有很强的抗干扰能力, 且调制信号在过零点附近, 需要的调制功率小, 比较易于实现。

2.2工频通信技术的应用分析

工频通用技术相比之于传统的电力线载波通信系统, 该技术利用的是工频过零点通信效率低的特点, 主要运用在对实时性要求不太高的场合。本文结合系统特点, 将可能的技术应用总结为以下几个方面。

1) 运用在集中抄表系统中, 比如居民的水表、电表、气表的远程抄收工作中, 也可以用于中小型电力用户的监测工作中, 比如配变TTU监测。

2) 运用在电力用户用电产生异常情况的报警系统中, 比如用电异常检测报警, 异常停电检测报警、验证报警及非法窃电报警等。

3) 运用在负荷控制系统, 进行无功补偿电容投切控制, 还有分布式的远程无功补偿电容器投切。

工频通用技术的运行原理决定了它能够在比较复杂的电网环境中适应。这项技术运用的范围广, 可以用于电能量的采集及配电监测、控制各种负荷等等。这种技术在通信速率要求不高的情况下比载波方面有更多的优点, 是一种可以对配用店实行自动管理及控制的新技术平台。

三、结束语

不管是从技术的实用性与先进性来看, 还是从促进配电网电力线通信技术发展的角度而言, 工频通用技术在电力电网上的应用都有着巨大的社会影响和经济意义。与此同时我们也应该清楚的看到, 我国中低压配网直接采用工频通用技术还存在一定的困难。面对我国较为复杂的电网情况, 属于强噪声环境, 我们还需要继续研究, 以确保工频通用技术在强噪声干扰情况下也得到可靠应用。

参考文献

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主动配电网技术的特点及发展趋势 篇11

关键词：分布式可再生能源 电能 主动配电网 技术

中图分类号：TM72文献标识码：A文章编号：1674-1161（2015）02-0032-03

电力需求的持续增长和传统能源的日益短缺，正驱动电网朝着高效、灵活、智能和可持续方向变革，以适应未来的技术需求。可持续性是未来电网的基础特征，其本质表现为分布式可再生能源（DER）的规模化接人与应用。但是DER的大量接人将对配电网造成广泛的影响：改变配电网的电压水平，提高配电网的短路容量，继电保护策略的复杂度加大，影响网络的供电可靠性，以及加剧电能质量的恶化等。主动配电网（ActiveDistributionNetwork，ADN）是具备组合控制各种分布式能源（DG、可控负荷、储能、需求侧管理等）能力的配电网络，是实现大规模间歇式新能源并网运行控制、电网与充放电设施互动、智能配用电等电网分析与运行关键技术的有效解决方案。

1传统配电系统的特点及缺点

1.1传统配网的特点

配电系统是电力系统中紧随输电系统的部分，与负荷密切相关，不同于电力系统的其他部分，其特点为：1）配电系统结构按闭环设计但辐射状运行，网络线路参数R/X比值较大；2）配电系统装置沿馈线长度分布，除供方设备外，还皆有大量极为分散的需方配电、用电设备，从而导致配电系统的数据量相当庞大；3）配电系统直接与用户相连，对供电质量与可靠性有着特殊的要求；4）配电系统在电力系统中占有相当大的比例，对配电网运行管理的经济性也有较高要求。

1.2传统配电系统规划存在的问题

传统配网的缺点在现代技术的发展历程中逐渐显现，如局部故障可能引起电网的大面积停电，导致事故扩大：城市化供电局部拥挤问题无法及时解决，偏远农村山区的供电覆盖率不高等。另外，传统的配网在可靠性分析技术领域长期处于被割裂状态，这在一定程度上违反了电力网物理规律，很难反映真实的电网结构性功能，特别是针对电压等级跨度较大、供电范围广在实际运行时产生不良后果。

2主动配电网的构成及其特点

主动配电网主要由分布式电源、负荷、储能系统及控制装置组成（如图1所示）。相比于大电网，主动式配电系统体现为一个可控单位，可以实现系统的自我控制、保护、管理等功能，充分补充了传统配电网的不足。

在ADN中，分布式电源（DistributionGeneration.DG）的接人改变了传统配电网的潮流特性、供电结构等。传统配网是由统一的供电电源实现功率的单一方向传送，引入分布式电源后，功率实现了双向流动，即在同一线路可能出现逆向潮流，从而电压的分布规律也随DG的接人发生变化。分布式电源的接人改善了传统配网的运行方式，使电网可以更为高效、可靠地运行。这一方面缓解了化石燃料发电造成的环境污染，另一方面大大增加了电网备用容量，减少了电厂建设规模，进而减小电能传输损耗，同时DG还可在孤岛运行的情况下继续向重要负荷供电，提高了大电网的整体安全性。

综上，区别于传统的被动型配网，主动式配网的主要特征体现在以下2个方面：1）主动式配网有相当比例的分布式可控资源，未来电网发展中这种可控资源的比例还将继续扩大；2）电力电子设备的大量应川，使得主动式配网的网络拓扑结构可以灵活调节，在建立实现协调优化管理的控制中心必不可缺，其可管可控水平将更为完善。总之，主动配电网的供电性能更加优越，供电可靠性大大提高，是应对现代配网新问题的有效途径。

3主动配电网的关键技术

传统配网巾电力潮流服从单一方向流动，其系统结构和控制方式也都遵循能量的单向流动。但是主动配网巾DG的接入和储能技术的发展，让这些分布式能源积极参与网络运行的调度，使配电网朝着双向化、智能化的方向发展。

3.1ADN的综合规划技术

传统的配网规划方法没有考虑接人分布式电源后配网可能出现的问题，其所规划的网络过于陈旧，不能充分利用各项资产。高品质的主动配电网规划必须综合考虑传统的一次网络设备、新型的智能保护开断设备、分布式能源（发电和储能）、新型配电设备（电抗器/电容）和用于构成环网的新增配电线路/馈线的综合影响。

目前，针对ADN的规划研究已取得不少突破，如综合考虑可靠性、线损、投资成本及间歇性可再生能源不确定性的动态ADN规划模型；基于进化算法并结合多场景分析，对不确定因素进行统一模型集成的规划方法等。、

3.2ADN的分层管理、分布调控技术

主动配电网的优势主要体现在分布式能源对网络运行调度的参与，而不是传统配网的简单连接。主动配电网的管理结构主要分为三层：首层采用就地控制策略，实现分布式电源、并联电容器及保护装置的快速控制：第二层采用微网、Cells等区域协调控制体系，主要负责协调区域内第一层控制装置；第三层是主动式配电网管理系统的最高级，可以实现全局的最优控制。主动配电网分层控制结构如图2所示。

第三层是ADN的核心部分，其主要功能包括分布式电源的最优控制、潮流优化管理、电压质量控制等。配电管理系统通过收集电网的开关状态、网络拓扑结构、分布式能源DG运行工况等实时网络状态信号，通过全局优化管理系统计算出满足各项约束条件的有功功率及无功功率的最优化。第二层的区域协调控制功能实现对首层和第三层的协调。

3.3ADN的运行控制技术

主动配电网的核心价值在于对配电网的主动管理，即通过引入分布式电源及其他可控资源（柔性负载、无功补偿及需求侧响应等），对其实施灵活有效的协调控制技术和管理手段，实现配电网对可再生能源的高度兼容及对已有资产的高效利用。要想实现主动式配网的高品质运行，自动化孤岛的有机集成和多重GIS系统是必不可少的技术基础。主动式配网的运行控制离不开高度的信息集成。ADN信息集成技术的应用结构如图3所示。

数据通信主要依靠分布式更新技术的支撑；服务平台则依托面向ADN的高性能计算机技术，以满足ADN运行所需的大数据处理要求：智能应用主要依靠基于AMI数据挖掘的时空负荷预测技术和基于物联网的输变配设备远程诊断技术。ADN综合利用这些技术，最终达成其高效运维优化的目的。

4主动配电网的发展趋势

近年来，新能源、电动汽车等的快速发展，都对配电网规划建设和运营管理提出了新要求。ADN为解决以上问题提供了契机。ADN的意义还远不止于此——它将引领我国智能配电网领域的发展方向，具有巨大的经济和社会效益。

对用户来说，灵活接入主动配电网，意味着更高的供电可靠性和供电质量。分布式电源和电网供电可以互为备用电源，减少停电时间，缩小停电面积，提升终端能源的利用效率。对消费者来说，主动参与需求响应和电网运行，不仅能大大提高用电的自主性，也能直接节约电费支出。在电网负荷较高时，客户可以将自家的分布式电源所发的电卖给电网，而在电网负荷较低时，大电网对其供电，这样就可以最大限度地减少电费支出。对电网企业来说，主动配电网的投入将使运营成本大大降低。高效运行的主动配电网可以提高电能传输效率，带来节能效益：多电源协同则可有效解决地区输配电能力不足等问题，保证电网稳定可靠运行；还可以进行有效的移峰填谷，即实现精确控制负荷、减少系统故障率等。

主动配电网的投运将提高地区清洁能源和可再生能源的占比，实现可再生能源全部消纳，改善环境，同时还将推动智能楼宇等一系列智能电网相关技术的建设发展。

参考文献

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FeaturesoftheTechnologyofActiveDistributionNetworkandItsDevelopmentTrend

YANGXiaodongl，QIANSonghuj2，JIANGWei3，NANRenjie4

Abstract：Inrecentyears，traditionalpassivedistributionnetworkcannotmeetpeople'srequirementstohighqualityelectricenergy；activedistributionnetworkisborngradually.Thearticleexpoundstheconstructionandfeaturesofactivedistributionnetwork，analyzesitskeytechniqueanddevelopmentsituation，andsuggestsfuturedevelopmenttrendforit，inordertoprovideareferenceforextensiveuseofactivedistributionnetwork.

配电网通信技术 篇12

配电通信网是实现配电自动化的重要技术手段,主要包括光纤通信、电力线载波通信和无线通信3 种通信方式,这3 种通信方式对应的通信技术包括x PON光接入网技术、工业以太网技术、中压和低压电力线载波通信技术、2G/3G无线公网技术和无线长期演进(Long Term Evolution,LTE)专网技术等。由于这些技术具有各自的优劣势,因此,在配电通信网建设中,其技术选型显得尤为重要,需要遵循一定的策略,结合配电通信网建设的实际情况,针对不同的建设场景、不同的供电区域、不同的配电自动化业务需求以及配电网一次网架特点等作出相应的选择。

1 河北南网配电通信网总体建设方案

河北电力南网配电通信网的建设以现有SDH/MSTP骨干光传输网以及PTN为依托,在配电终端和配电子站之间根据不同供电区域及业务需求,结合配电网一次网架的结构特点,采用与之相适应的x PON光接入网、工业以太网、电力线载波通信(PLC)、2G/3G无线公网和无线LTE专网等配网通信技术实现通信。河北电力南网配电通信网总体建设方案如图1 所示。

该总体建设方案自下而上涉及终端层、接入层、子站通信层和主站控制层[1]。

1)终端层。终端层指站所终端设备(Distribu-tion Terminal Unit,DTU)、馈线终端设备(Feeder Terminal Unit,FTU)和配变终端设备(Transformer Terminal Unit,TTU)等配网终端设备所在的配电自动化信息采集层。DTU/FTU/TTU等配电终端设备负责采集开闭所、环网柜、柱上开关、配电变压器、箱式变压器、配电房等配电自动化系统的监控数据,还包括电能质量监测、视频监控等信息。DTU/FTU/TTU等配电终端设备与配网通信终端ONU等设备直接相连。

2)接入层。配网通信接入层指配网通信终端与通信子站之间的通信网络。通过x PON、工业以太网、电力线载波通信、2G/3G及LTE专网等接入网技术接入DTU、FTU和TTU等配电自动化终端设备,实现配电终端和配电子站之间的通信。上联设备OLT、工业以太网交换机、主载波通信设备、2G/3G/4G基站设备等直接连接到SDH/MSTP/PTN骨干光传输网。

3)子站通信层。子站通信层为骨干通信网,由光传送网和数据网构成,可以采用现有SDH/MSTP/PTN光传输网和IP调度数据网实现通信主站和通信子站之间的通信。光传送网采用地市SDH/MSTP光传输网络,现阶段,以SDH传送方式为主;数据网包括调度数据网和综合数据网。其中,通信主站按照地区调度中心或者区域调度中心进行设置,可以设置在石家庄调度中心以及保定、沧州、衡水、邢台和邯郸地市调度中心;子站通信层一般设置在110 k V变电站,也可以根据需要设置在220 k V变电站。

4)主站控制层。主站控制层包括配电自动化主站和配电通信网统一网管系统等。配电自动化主站实现对配电网的监控与管理,配电通信网统一网管系统实现对x PON光接入网、工业以太网和电力线载波通信(PLC)等网络的统一网络管理功能。主站控制层设在各地市地调中心,对配电网设备的运行情况进行监控,并支撑配网调度、生产管理等业务需求。

考虑到电力通信业务的IP化及宽带化发展需要,现有SDH/MSTP及PTN光传送网技术将向OTN及分组光传送网(Packet Optical Transport Network,POTN)方向演进与发展,因此,配电通信网需要考虑未来依托OTN/POTN进行建设,OTN/POTN可为接入层配电终端到配电子站之间的通信提供高速、大容量业务汇聚和调度能力,为子站通信层和主站控制层之间的通信提供高速承载通道[2,3,4]。

2 配电通信网的技术特点及优劣势分析

2.1 x PON的技术特点及优劣势分析

x PON技术包括EPON和GPON技术,具有大带宽、传输速率高、安全可靠、易扩展、灵活快速的业务提供方式、可保证业务Qo S、网管统一、抗多点失效等技术特点,能够满足配电自动化绝大多数的应用需求;在标准的完整性、技术和产品成熟度、产业链及性能指标等方面具有较大优势。特别是,x PON光接入网的组网结构天然符合配电网一次网架的树形、环形和链形拓扑结构,组网容易[5]。

由于光纤铺设成本较高,因此,在需要考虑建设成本的场合,可以采用x PON技术和其他通信技术相结合的组网方式。

2.2 工业以太网的技术特点及优劣势分析

由于工业级以太网交换机采用工业化设计手段,因此,该技术具有满足工业级要求、多业务处理灵活、带宽高、组网方式以环形为主、具有环网保护等技术特点;在有效解决配电环境中的电磁干扰、温湿度变化等问题,以及提高配电通信网的可靠性方面有较大优势。

由于工业以太网技术存在无法抗多点失效、需要进行光电转换、扩容复杂、光纤铺设成本较高等缺点,考虑到光纤通信技术未来的发展趋势,工业以太网通信方式会逐步过渡到x PON光接入网通信方式。

2.3 电力线载波通信的技术特点及优劣势分析

电力线载波通信(PLC)可以分为中压电力线载波通信和低压电力线载波通信,中压和低压电力线载波通信还可以进一步分为窄带电力线通信和宽带电力线通信。窄带电力线通信技术具有实现简单、可传输的距离较长等特点,适用于低压用电信息采集;宽带电力线通信具有速率较高、实时性能较好、性能较稳定等特点,适用于中压电力线通信。

电力线载波通信由于利用电力线作为传输媒介实现通信,因此具有无需敷设专用通信线路、施工简单、部署简便的先天优势。

由于电力线信道具有信号衰减大、噪声源多且干扰强、受配电线运行情况影响等特性,因此,窄带电力线通信表现为传输速率较低、实时性能差、可靠性一般等缺点;宽带电力线通信由于采用频率较高,导致信号在电力线中传输衰减较快、传输距离有限等。

2.4 无线公网通信的技术特点及优劣势分析

无线公网通信技术(2G/3G等)具有覆盖范围广、无需申请专用无线频段、网络易部署、易扩展、维护方便等特点;无线公网通信具有无线覆盖范围广的技术优势,网络建设初期投入小、成本低。

由于无线信道易受到外界环境因素的干扰,导致存在传输速率低、安全可靠性低、传输时延不固定等缺点,且存在租用网络、选址扩容受限等问题。

2.5 无线专网通信的技术特点及优劣势分析

无线专网通信采用230 MHz的TD-LTE技术,具有覆盖广、传输速率高、安全可靠、实时性和频谱适应性强、网络易部署、易扩展、维护方便等特点,可应用于“三遥”业务;无线专网通信同样具有无线覆盖范围广的技术优势,同区域组网成本可显著降低。无线专网通信存在需要申请频点资源、成本较高等问题。

综上所述,由于各种通信方式既有优势,又存在不足,因此,在配电通信网建设场景比较复杂、业务需求各异的情况下,只有采取多种通信方式因地制宜、优势互补的技术选型策略,才能够达到配电通信网的建设目标,为实现配电自动化提供技术保障。

3 配电通信网技术选择策略

由于配电通信网技术有各自的技术特点和优劣势及其适用场景,因此,在进行技术方案选型时,需要遵循一定的策略方法,综合考虑配电通信网的技术特点、不同建设场景、不同供电区域特点、不同配电自动化业务需求、二遥和三遥配置情况以及配电网一次网架特点等相关因素做出选择,同时,兼顾配电通信网的服务性能和投资效益。上述各种通信方式在各种应用场景下的技术选择策略分析如下。

3.1 光纤通信技术选择策略

在配电通信网建设时,可依据光纤通信的技术特点及电力业务通信需求、供电区域类型及特点、二遥和三遥配置情况以及配电通信网服务性能和投资效益等策略要素选择光纤通信方式。

3.1.1 依据光纤通信技术特点及业务需求

光纤通信可选用x PON(包括EPON和GPON)技术或工业以太网技术,x PON技术主要选用EPON技术。由于光纤通信具有安全、可靠和实时传输等技术优势,因此,从电力业务的通信需求来看,对安全性、可靠性和时延等有严格要求的通信场合,应选用光纤通信。

x PON技术适用于对安全性、可靠性及实时性有严格要求的场合;工业以太网技术适用于具有较高可靠性和实时性需求、对价格不敏感、满足长距离通信要求的场合。

3.1.2 依据不同供电区域类型及特点

河北南网供电区域划分为A、B、C、D 4 个类型,A类供电区域包括石家庄市区核心区、市区(一环和二环间)和正定新区起步区;B类供电区域包括保定、邢台、邯郸、沧州、衡水市5 个市区核心区、核心区以外市区及发达县城;C类供电区域包括县城及园区;D类供电区域指农村区域。

依据上述供电区域类型及特点,光纤通信主要适用于A、B类供电区域,因此,在A、B类供电区域中,新建、扩建及改建的配电线路,应优先采用光纤通信方式;运行的配电线路或者线路通道具有敷设光缆条件的情况,也应优先采用光纤通信方式。

3.1.3 根据“二遥”和“三遥”配置情况

由于“遥控”功能对安全性、可靠性和时延等有严格的技术指标要求,因此,对于配置有“遥控”功能的配电自动化区域以及实现故障自动隔离的馈线自动化区域,应采用光纤通信方式,满足实时响应需要。

具体来说,实现“三遥”功能的配电终端设备,在A、B、C和D 4 类供电区域中都优先选用光纤通信方式;实现“二遥”功能的配电终端设备,在A、B、C类供电区域中,只是在光缆经过“二遥”终端的情况下,选用光纤通信方式。

3.1.4 依据服务性能和投资效益

考虑到EPON网络拓扑具有多样性、高速率、适用于IP业务、无源光器件、保护多样性、终端设备成熟等优点,且对未来配电网业务应用具有更强的适应性,应优先选用EPON技术组网方案;在环网配电网结构、有特殊时延要求(例如分布式智能配电自动化)或者长距离传输的情况,可选用工业以太网通信方式。

从传输距离来看,如果110 k V变电站与通信站点间的距离小于20 km,宜采用x PON光接入网方式;若距离在20 ~ 80 km,宜采用工业以太网交换机方式。但对于目前河北南网配电网一次网架而言,在A、B类城市供电区域中,10 k V中压配电线路一般在5 km范围以内,城市密集区可在1 km范围以内,因此,在A、B类城市供电区域中,光纤通信组网方式可优先选用EPON技术进行组网。

考虑到EPON光接入网的建设成本相对于工业以太网通信方式要低,占有一定优势,因此,在需要考虑投资效益的情况下,优先选用EPON技术进行组网。

3.2 电力线载波通信方式选择策略

对于10 k V配电通信网建设,主要采用中压电力线载波通信。在配电通信网建设时,可依据电力线载波通信的技术特点及电力业务通信需求、供电区域类型及特点、二遥和三遥配置情况以及配电通信网服务性能和投资效益等策略要素选择电力线载波通信方式。

1)依据电力线载波通信技术特点及业务需求。由于电力线信道衰减大、干扰强、电力线载波通信易受配电线运行情况影响,对于窄带电力线通信而言,影响更大,而宽带电力线通信在所用的频带内可有效地抗干扰,因此,一般选用宽带电力线通信。从配电自动化业务通信需求角度看,对可靠性和实时性有较高要求的配电自动化业务,如“三遥”业务等,可选用中压宽带电力线载波通信方式[6]。

2)依据不同供电区域类型及特点。电力线载波通信主要适用于无法铺设光缆且配电网一次网架结构变动不频繁的区域。从供电区域的类型来看,由于在A、B类供电区域中,优先选用光纤通信方式,因此,对于光缆不能到达或者不具备光缆敷设条件的配电终端站点(如石家庄老城区原有配电网,有些地方无法进行光纤光缆敷设)、地理环境复杂(如河流、湖泊等)难以建设的配电终端站点、或者没有光缆且近期没有光缆改造计划的地区,可考虑选用电力线载波通信方式作为光纤通信的补充手段,为配电通信网的末梢节点提供通信接入。

3)根据“二遥”和“三遥”配置情况。从电力业务通信需求来看,由于配电自动化“三遥”终端一般选用光纤通信方式,因此,实现“三遥”功能的配电终端设备,在A、B、C和D 4 类供电区域中采用光纤通信方式的情况下,如果光缆无法敷设,可选用电力线载波通信方式作为补充通信手段。

4)依据传输距离。从传输距离来看,电力载波通信适用于110 k V变电站与通信站点间的传输距离在10 km范围内的场合。中压电力线载波通信可以采用电容耦合或者电感耦合方式;采用架空线路传输时,传输距离应小于10 km;采用电缆线路传输时,传输距离应小于6 km。

3.3 无线通信技术选择策略

无线通信方式包括无线公网2G/3G技术和230 MHz无线专网TD-LTE技术。在配电通信网建设时,可依据无线通信的技术特点及电力业务通信需求、供电区域类型及特点、“二遥”和“三遥”配置情况以及配电通信网服务性能和投资效益等策略要素选择无线通信方式。

1)依据无线通信技术特点及业务需求。由于无线信道易受外界环境因素的干扰,导致无线公网安全可靠性低、实时性差,因此,从业务通信需求来看,对实时性、安全性等要求不高、不需要“遥控”功能的配电终端通信应用场合,可选用无线公网通信方式;对实时性、安全性等有较高要求的应用场合,可选用230 MHz TD-LTE无线专网通信技术作为补充手段。

2)依据不同供电区域类型及特点。无线通信方式主要适合于覆盖范围广、空间遮挡较少、终端节点较少的地区以及无法铺设光缆的应用场合。从供电区域的类型来看,在A、B类供电区域中,在光缆不能到达或者难以建设的配电终端站点,可选用无线通信方式作为光纤通信的补充手段;在C类供电区域中,优先选用无线通信方式;在D类供电区域中,由于无线通信的覆盖方式与该区域的特点比较吻合,所以主要选用无线通信方式。

3)根据“二遥”和“三遥”配置情况。从业务通信需求来看,在不需要“遥控”功能的配电终端设备应用场合,如配电自动化“二遥”、“一遥”终端设备可选用无线通信方式。对于230 MHz TD-LTE无线专网通信技术,由于该技术比2G/3G无线公网技术具有更高的安全可靠性和实时性,因此,随着该技术的成熟及推广应用,可根据业务及应用场景需要,应用于“三遥”业务。

4)依据投资效益。由于无线通信的无线覆盖范围广、网络易部署等特点,可以带来网络建设投入小、成本低的优势,因此,在需要考虑网络建设投资效益的区域,对于可靠性要求较低、实时性要求不高的业务,可以考虑选用无线公网通信方式。无线通信方式优先选择无线公网技术,包括GPRS、CDMA和3G(TD-SCDMA、WCDMA、CDMA-2000)等技术。为满足配电自动化业务相关传输速率、可靠性和安全性要求,可基于国家电网公司授权频点(230 MHz频段)或无同频干扰的公共频点,建设电力无线LTE专网通信系统。

为全面确保配电通信系统满足电力安全防护的要求,配电通信网采用的各种通信方式,包括光纤通信在内,须对“遥控”等对通信安全性要求高的电力业务使用认证加密技术进行安全防护。

综上所述,光纤通信、电力线载波通信和无线通信方式由于各自的技术特点不同,具有不同的应用场景,因此,在配电通信网建设时,需要综合考虑配电通信网的技术特点、不同供电区域类型、“二遥”和“三遥”配置情况等相关因素做出选择,同时,兼顾配电通信网的服务性能和投资效益。

4 配电终端设备接入的通信方式选择

河北电力南网配电网一次网架存在架空线路、电缆线路和混合线路3 种情况,不同电力线路的配电终端设备不同,因此,不同终端设备接入的通信方式需要根据电力一次网架结构特点作出相应的选择。具体选择原则如下。

4.1 纯电缆线路场景

纯电缆线路的开闭所、环网柜全部采用光纤通信方式接入,对于无法敷设光缆或者不具备光缆敷设条件的开闭所、环网柜可采用无线通信或者电力线载波通信方式接入。其中,无线通信选用无线公网通信方式接入,电力线载波通信方式选用中压宽带电力载波通信方式。

4.2 混合线路场景(电缆和架空混合线路)

1)A、B类供电区域的市区核心区域及市区混合线路的开闭所、环网柜及柱上开关(包括联络、分段和分支柱上开关)采用光纤通信方式接入;对于无法敷设光缆或者不具备光缆敷设条件的开闭所、环网柜及柱上开关(包括联络、分段和分支柱上开关)可选用中压电力线载波通信方式或者无线公网通信方式接入。

2)B类供电区域的市郊区域混合线路主干开闭所、环网柜及柱上开关(包括联络、分段柱上开关)采用光纤通信方式接入;对于无法敷设光缆或者不具备光缆敷设条件的开闭所、环网柜及柱上开关(包括联络、分段柱上开关)可采用中压电力线载波通信或者无线通信方式接入;混合线路的末端开闭所、环网柜采用无线公网通信方式接入。

3)C类供电区域的县城和园区区域混合线路开闭所、环网柜及柱上开关(分支柱上开关)采用无线公网通信方式接入,光缆经过的“二遥”终端,选用光纤通信方式接入。

4.3 纯架空线路场景

D类供电区域的农村区域电力线路一般采用纯架空线路方式建设,柱上开关(分支柱上开关)采用无线公网通信方式接入。

综上所述,配电网各种配电终端设备接入的通信方式,可根据配电终端设备类型及应用场景,结合光纤通信、无线通信和电力线载波通信的技术特点进行选择。

5 结语

文章基于河北电力南网配电通信网的总体建设方案和要求,在对上述通信技术的优劣势进行分析的基础上,综合考虑不同的供电区域、不同的业务需求、服务性能和投资效益以及配电网一次网架的特点等多种因素,提出多种通信方式因地制宜、优势互补的技术选型策略。其结论是:在A、B类供电区域,优先选用光纤通信技术,光缆无法敷设的“三遥”站点,采用电力载波通信方式作为补充,光缆无法敷设的“二遥”站点,采用无线通信方式作为补充;在C类供电区域,优先选用无线通信技术,在光缆经过的“二遥”终端站点,可选用光纤通信方式;在D类供电区域,主要选用无线通信技术。

摘要：配电通信网是实现配电自动化的重要基础设施。配电通信网建设采用何种通信技术,依赖于其建设场景和具体业务需求。文章依据河北电力南网配电通信网的总体建设方案和要求,重点探讨其技术选择策略,在对配电通信网技术的优劣进行分析的基础上,综合考虑不同的供电区域及业务需求等多种因素,提出多种通信方式因地制宜、优势互补的技术选型策略,对于配电通信网的建设具有参考价值和指导作用。

关键词：配电通信网,光纤通信,电力载波通信,无线通信

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