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摘要随着电网调度自动化技术的发展。其通讯网也逐步采用光纤通信等先进技术。而配电系统由于测点多,数据采集比较分散,每一点上的信息量小,覆盖面广,即为分散多点通信方式,一般采用无线、有线、配电载波、光纤等几种通信方式或其组合。这几种通信方式各有其优缺点,均需依据不同的配电模式,在满足配电网自动化方面要求的前提下确定采用何种方式。
关键词自动化;通信模式
中图分类号TM76文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)032-0028-01
配电网自动化的基础是配电网SCADA 监控,而配电网SCADA监控的关键技术之一即为配电系统的通信自动化。因此,建立可靠的通信网,以满足电力系统发展的需要是当务之急。而计算机技术、网络技术的高速发展,先进的通信设备等新技术的开发,为配电网自动化提供了可靠的技术保证。配电网实时监控的通信系统与调度系统有所不同,过去的调度系统一般采用微波或载波通信,通信系统比较健全。
1城市配电结构的三种模式
1.1地下电缆配电
在城市中心区或不宜采用架空线的地区,使用地下电缆形成单环网或双环网配电;一般与组合式负荷开关柜(环网开关柜)配套使用。
1.2混合线路配电
在城市非繁华商住区,如城市边缘的工业区等,可使用架空干线形成环网或有备用放射形网,支线采用电缆线配电;干线采用柱上(SF6)断路器或负荷开关,配套SCADA使用无线电收发器或配电载波(DLC)通信系统,实现配电网集中监控。此模式供电可靠性和控制功能与地下电缆配电基本相同。
1.3架空线配电
在城市郊区,如郊区农村、绿化区等,可使用架空线形成环网或放射形树支网配电;混合采用柱上(SF6)负荷开关和自动重合器或自动故障隔离器。有通信条件的则可配用有SCADA柱上(SF6)负荷开关,实现集中监控;无通信条件的则用自动重合器或自动故障隔离器。该模式适用于郊区或农村配电网。
2电缆化线路自动化的通信方案
通信是配网自动化的关键,也是建设和运行维护的难点。通信系统的建设,要因地制宜,将运行维护作为设计的重要因素考虑,采用各种通信方式,建成可靠实用的通信系统,节省投资,提高了通信设备利用效率,通信一步到位。配电终端单元至配电子站的通信有光纤、音频电缆、GPRS / CDMA、电缆载波等多种方式,各有利弊。
2.1光纤通信方式
光纤通信可进行高速大容量的数据、语音、图像业务的传送,具有不受强电磁场干扰,可以很方便地与地下电缆同沟敷设等一系列优点。目前,电力通信特种光缆普遍采用以下三种光缆:
1)GWWOP架空地线缠绕光缆此种。光缆抗干扰能力强,耐高温,重量轻,传输容量大,施工简单快捷,但抗外力较差;
2)ADSS自承式架空光缆此种光缆具有大跨距,温度特性好,具有防弹特性、投资省、施工方便、通信线路独立于电力线、维护方便等特点,主要在老线路上铺设;
3)OPGW地线复合光缆这种电缆。抗电磁干扰能力强,绝缘性能好。在配电自动化系统中可以用作控制中心的中央计算机及大变电站RTU之间的信息传输通道,能够满足传输信息容量大,数据速率高,信道可靠的要求。OPGW光缆主要用于新线路或跨距较大的杆塔上。当然,在光缆缆种的选择上,应根据具体的线路情况和实际环境来决定。
2.2复合光缆通信方式
随着城市配电网电缆化的实施,要求其自动化系统通信通道也相应进行改造,在建有永久沟道的电缆化改造工程中,将架空光缆或电缆改为沟道敷设是一种可靠性高、容易维护管理的方案。目前,已有在220kV电缆中复合光缆的产品,每千米造价约增加一万元左右,完全可以推广到10kV电缆中,使得电缆化线路的自动化系统通信组织变得简捷、可靠、造价低廉。光纤自愈环网有单环网和双环网。理论上,双环网可靠性更高,但设备价格更高,光纤资源多占用一倍。FTU/DTU与配电子站的通信采用光纤自愈环网方式,接口为RS-485/232,速率为600192 00 bit/s,通信规约为IEC 60870-5-1010每台FTU/D T U及配电子站分别配置一台自愈型光Modem,每个光Modem具有4个以上RS-232/RS-485端口,其中一个RS-232端口用于集结FTU/DTU信息,其余端口用于温度监测备用。
2.3GPRS/CDMA通信方式
GPRS / CDMA支持多种数据通信业务,是无线技术和网络技术的融合。GPRS/CDMA承载IP,X.25等业务类型。提供主站到多点、点到多点的无线数据通信业务,是城区取代其他无线电台数据通信的理想方案。利用GPRS/CDMA技术无须建设专用的通信系统,建设投资小,信道租用费用适中。对通信实时性要求不高、数据量不大的通信需求是较为理想的选择。由于GPRS/CDMA的这些特点,目前在电力负荷监控、电量抄表等领域得到广泛应用。
2.4载波通信方式
载波通信借助电力电缆屏蔽层,以自身的电缆资源进行数据传输,故不需要再投资敷设新的通信电缆或昂贵的无线数据传输系统,因此可以成为配电自动化通信的可选方式之一。
2.5微波通信方式
点对点及点对多点微波通信系统在电力系统通讯网上的应用及发展也很快。点对点微波通信系统具有可靠性高、抗干扰能力强、故障率低等特点。点对多点通信系统是一种面向用户的组网微波通信网络,采用无线通信方式组成系统,它的一对频率可覆盖一个系统,利用多址协议,可实现同时多个用户传输信号,一个通讯网可完成多种功能,具有容量可调、质量可靠、成本较低等优点。
3结语
实际上,在系统建设中可以采用灵活方便的组合方式,在沟道中普遍采用光缆通信。在光缆敷设困难,而且无线信号场强满足的地方,将GPRS/CDMA作为一种补充。而作为配电网SCADA监控的关键技术之一,分散多点通信方式应与配电自动化的要求相适应,其中需选用哪一种通信方式,应在确定配电网结构模式之后根据本地区的情况如市中心区、非繁华城区、郊区,架空线配电或地下电缆配电,不同的地形、地理位置、气象条件等各种因素进行综合的技术经济比较后,再最后确定。
参考文献
[1]陈洁.配网自动化的通信方式[J].大众用电,2005,02.
[2]宋子强,郝强.配电自动化通信方式的选择[J].供用电,2005,22.
关键词自动化;通信模式
中图分类号TM76文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)032-0028-01
配电网自动化的基础是配电网SCADA 监控,而配电网SCADA监控的关键技术之一即为配电系统的通信自动化。因此,建立可靠的通信网,以满足电力系统发展的需要是当务之急。而计算机技术、网络技术的高速发展,先进的通信设备等新技术的开发,为配电网自动化提供了可靠的技术保证。配电网实时监控的通信系统与调度系统有所不同,过去的调度系统一般采用微波或载波通信,通信系统比较健全。
1城市配电结构的三种模式
1.1地下电缆配电
在城市中心区或不宜采用架空线的地区,使用地下电缆形成单环网或双环网配电;一般与组合式负荷开关柜(环网开关柜)配套使用。
1.2混合线路配电
在城市非繁华商住区,如城市边缘的工业区等,可使用架空干线形成环网或有备用放射形网,支线采用电缆线配电;干线采用柱上(SF6)断路器或负荷开关,配套SCADA使用无线电收发器或配电载波(DLC)通信系统,实现配电网集中监控。此模式供电可靠性和控制功能与地下电缆配电基本相同。
1.3架空线配电
在城市郊区,如郊区农村、绿化区等,可使用架空线形成环网或放射形树支网配电;混合采用柱上(SF6)负荷开关和自动重合器或自动故障隔离器。有通信条件的则可配用有SCADA柱上(SF6)负荷开关,实现集中监控;无通信条件的则用自动重合器或自动故障隔离器。该模式适用于郊区或农村配电网。
2电缆化线路自动化的通信方案
通信是配网自动化的关键,也是建设和运行维护的难点。通信系统的建设,要因地制宜,将运行维护作为设计的重要因素考虑,采用各种通信方式,建成可靠实用的通信系统,节省投资,提高了通信设备利用效率,通信一步到位。配电终端单元至配电子站的通信有光纤、音频电缆、GPRS / CDMA、电缆载波等多种方式,各有利弊。
2.1光纤通信方式
光纤通信可进行高速大容量的数据、语音、图像业务的传送,具有不受强电磁场干扰,可以很方便地与地下电缆同沟敷设等一系列优点。目前,电力通信特种光缆普遍采用以下三种光缆:
1)GWWOP架空地线缠绕光缆此种。光缆抗干扰能力强,耐高温,重量轻,传输容量大,施工简单快捷,但抗外力较差;
2)ADSS自承式架空光缆此种光缆具有大跨距,温度特性好,具有防弹特性、投资省、施工方便、通信线路独立于电力线、维护方便等特点,主要在老线路上铺设;
3)OPGW地线复合光缆这种电缆。抗电磁干扰能力强,绝缘性能好。在配电自动化系统中可以用作控制中心的中央计算机及大变电站RTU之间的信息传输通道,能够满足传输信息容量大,数据速率高,信道可靠的要求。OPGW光缆主要用于新线路或跨距较大的杆塔上。当然,在光缆缆种的选择上,应根据具体的线路情况和实际环境来决定。
2.2复合光缆通信方式
随着城市配电网电缆化的实施,要求其自动化系统通信通道也相应进行改造,在建有永久沟道的电缆化改造工程中,将架空光缆或电缆改为沟道敷设是一种可靠性高、容易维护管理的方案。目前,已有在220kV电缆中复合光缆的产品,每千米造价约增加一万元左右,完全可以推广到10kV电缆中,使得电缆化线路的自动化系统通信组织变得简捷、可靠、造价低廉。光纤自愈环网有单环网和双环网。理论上,双环网可靠性更高,但设备价格更高,光纤资源多占用一倍。FTU/DTU与配电子站的通信采用光纤自愈环网方式,接口为RS-485/232,速率为600192 00 bit/s,通信规约为IEC 60870-5-1010每台FTU/D T U及配电子站分别配置一台自愈型光Modem,每个光Modem具有4个以上RS-232/RS-485端口,其中一个RS-232端口用于集结FTU/DTU信息,其余端口用于温度监测备用。
2.3GPRS/CDMA通信方式
GPRS / CDMA支持多种数据通信业务,是无线技术和网络技术的融合。GPRS/CDMA承载IP,X.25等业务类型。提供主站到多点、点到多点的无线数据通信业务,是城区取代其他无线电台数据通信的理想方案。利用GPRS/CDMA技术无须建设专用的通信系统,建设投资小,信道租用费用适中。对通信实时性要求不高、数据量不大的通信需求是较为理想的选择。由于GPRS/CDMA的这些特点,目前在电力负荷监控、电量抄表等领域得到广泛应用。
2.4载波通信方式
载波通信借助电力电缆屏蔽层,以自身的电缆资源进行数据传输,故不需要再投资敷设新的通信电缆或昂贵的无线数据传输系统,因此可以成为配电自动化通信的可选方式之一。
2.5微波通信方式
点对点及点对多点微波通信系统在电力系统通讯网上的应用及发展也很快。点对点微波通信系统具有可靠性高、抗干扰能力强、故障率低等特点。点对多点通信系统是一种面向用户的组网微波通信网络,采用无线通信方式组成系统,它的一对频率可覆盖一个系统,利用多址协议,可实现同时多个用户传输信号,一个通讯网可完成多种功能,具有容量可调、质量可靠、成本较低等优点。
3结语
实际上,在系统建设中可以采用灵活方便的组合方式,在沟道中普遍采用光缆通信。在光缆敷设困难,而且无线信号场强满足的地方,将GPRS/CDMA作为一种补充。而作为配电网SCADA监控的关键技术之一,分散多点通信方式应与配电自动化的要求相适应,其中需选用哪一种通信方式,应在确定配电网结构模式之后根据本地区的情况如市中心区、非繁华城区、郊区,架空线配电或地下电缆配电,不同的地形、地理位置、气象条件等各种因素进行综合的技术经济比较后,再最后确定。
参考文献
[1]陈洁.配网自动化的通信方式[J].大众用电,2005,02.
[2]宋子强,郝强.配电自动化通信方式的选择[J].供用电,2005,22.