配电网自动化系统通信规范

配电网自动化系统通信规范篇一：配电自动化对通信系统的要求配电自动化对通信系统的要求？ 配电自动化需要通过快捷有效的通信网络来传递主控中心和大量远端单元之间的控制信号和实时监测数据。在具体情况中，远端单元的数量、分布、地形条件、气候环境和现有网络建设程度都不尽相同，这导致每一配电自动化系统都有它独特的通信要求。目前还没有一种单一的通信技术可以适应所有配电自动化系统的要求，只能根据实际情况选用适宜的通信技术。一般来说，配电自动化对通信系统的要求体现在以下几个方面： （1）可靠性：配电自动化的通信系统应能抵抗恶劣的气候条件，如雨、雪、冰雹、狂风和雷阵雨，还有长期的太阳紫外线照射。通信系统应能抵抗强电磁干扰，如间隙噪声、放电、电晕或其它无线电源的干扰，以及闪电、事故或开关操作涌流产生的强电磁干扰。停电区和电网故障时通信能力是衡量通信可靠性的一个重要指标，必须加以考虑。 （2）经济性：在追求通信技术先进的同时，应考虑到通信系统的费用，寻找费用和技术先进性的最佳组合，此外还应充分利用现有的主网通信资源，进行主、配网整体规划，避免重复投资。在计算通信系统费用时，除了考虑初期投资，还应考虑到将来运行和维护的费用。 （3）传输速率：通信系统必须提供足够高的速率将众多远端设备的采集的实时数据及时传走，以免引起信道拥塞，系统崩溃，并且还要考虑将来系统功能升级的需求。（4）双向通信能力：主站不仅要向终端下发控制命令，还需接收终端上传的数据。如故障区段隔离和恢复正常区域供电，要求远方 FTU 向主站上报故障信息，以确定故障区段，主站向 FTU 发布控制命令。事实上，配电自动化系统中每一项功能的实现，均要求进行双向通信，通信系统必须具有双向通信的功能。（5）停电和故障时的通信能力：正常的调度操作或馈线自动化的故障隔离、恢复供电功能，都要求通过通信系统对停电区的开关进行操作，用电力线作通道的通信方式有可能就会遇到麻烦。另一需要注意的问题是停电区的FTU 或其他现场监控通信设备，需要有备用电源保障停电时设备的正常运转。 （6）可扩充性；由于配电网络远端设备数量极大且会不断扩充，要求通信系统的组网方式灵活，能够根据需要随时扩展。 （7）容易操作和维护：配电网通信设备需要同各种电力采集和监控设备连接，且施工地点多在室外电线杆上，从而对设备的安装和维护要求要尽可能方便。 篇二：配电网自动化系统及通信方式的选择配电网自动化系统及通信方式的选择 摘要：配电网自动化系统是配网建设和改造中的热点问题，通信方式的选择是整个配电网自动化规划和设计过程中的重点和难点。结合配电网自动化的特点和要求，对光纤、现场总线、配电线载波、无线通信等多种通信方式进行了综合分析和比较，探讨了适合配电网自动化的通信方式，为配电网自动化通信方式的选择提供了参考。 关键词：配电网自动化系统通信方式 解决方案 0 引言 随着经济发展和人民生活水平的提高，对电力系统的供电质量和供电可靠性要求越来越高。我国电力系统自动化在发电厂、变电站、高压网络、电力调度等方面都有较好的发展和应用。但是在配电网络方面还较为滞后，这是由于我国电力建设资金短缺，长期以来侧重电源和大电网建设的缘故。使配电网络技术发展受到严重的影响，设备落后、不安全的因素较多等状况，造成了配电网用电质量及供电可靠性方面较难满足要求。近几年来，随着电力事业的发展，各种新电器广泛应用于生活、生产，给人类带来了巨大的便利. 1 概述 配电自动化是利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术，将配电网的实时运行参数、电网结构、设备信息、用户信息以及地理图形等信息进行集成，构成完整的自动化系统，实现配电网运行监控及管理的自动化、信息化。配电网自动化系统是在远方以实时方式监控、协调和操作配电设备的自动化系统。 2 配电网自动化系统的结构 鉴于配电网自动化系统监控对象的特点，配电网自动化系统一般采用三层结构，在系统层次上分为主站层、子站层、配电终端设备层。目前国内主要的配电网自动化系统组成结构 主站层是整个配电网自动化系统的控制中心，从整体上实现配电网的监视和控制自动化，分析配电网的运行状态，协调配电网自动化系统子站之间的关系，对整个配电网网络进行有效的管理，使整个配电系统处于最优的运行状态。它是整个配电网监控和管理系统的核心。 篇三：配网自动化通信技术11 配电网自动化通信技术 通信网 通信网连接着配电网自动化的主站系统和远方终端，是配电网自动化系统的重要组成部分，其性能与可靠性的好坏，对整个系统功能的实现及运行可靠性有着决定性的影响。事实上，许多建成的配电网自动化系统不能很好地发挥作用的主要原因就是通信网络工作不正常。因此，在设计、建设配电网自动化系统时，要认真研究通信网络的解决方案。 与传统的调度自动化系统相比，配电网自动化系统的通信站点众多，大型系统的监控站点数量有上万个，一个中等规模的系统的站点数量也有数千个；此外，还有站点分散、通信距离短、站点通信数据量较小等特点；许多通信装置安装在户外，运行条件比较苛刻，对可靠性要求比较高。 为减少通信与系统处理的负担，配电网自动化系统一般采用“例外报告（Report by exception） ”的通信机制，传输电流越限、开关变位等异常信息；而遥测数据刷新的周期则选得相对较长，往往是几分钟甚至几十分钟刷新一次，远低于调度自动化系统中数秒内就刷新一次的要求。 概述 （XX） 通信规约 目前，配电网自动化系统通信使用的规约主要有 IEC 60870-5-101/104、等。这些规约把监控数据分为模拟量、状态量、遥控量等几种类型进行传输，没有对配电网自动化应用数据模型做出统一的规定，导致不同的厂家设备之间不能互通互联、通信系统配置调试工作量大。发展方向是扩展变电站通信协议体系 IEC 61860，将其推广应用到配电网自动化系统中，实现配电网自动化设备的即插即用。 光纤通信技术 （5000） 光纤通信技术指的是采用光纤介质的通信技术，具有传输速率高、抗干扰性能强、可靠性高的优点，在条件允许的情况下，应是分支通信网的首选。以前制约光纤通信在配电网自动化系统中应用的主要原因是投资大、敷设工程量大，而近年来随着技术的发展，光缆价格有了大幅度的下降，光端机的价格也接近其他类型的通信终端，为光纤通信的大量应用创造了条件。 目前，配电网自动化系统分支通信网采用光纤通信技术有专线通道或以太网两种方式。 光纤专线通道 光纤专线通道是以光纤作为通信介质的点对多点串行数据传输通道，其光端设备是一种简单的光纤数据传输收发设备，具有 T 和 R 两个光端口，与光缆连接。光端机的数据通信接口与数据终端设备（主站、子站、DRTU 等）相连接，通信接口采用 EIA/RS-232/485 标 准接口。光纤专线通道有以下配置方式： 1）主从式。主从方式是环形通信系统，支持多点通信，只有一个作为主单元，如图 7-2 所示。这种配置方式比较适合配电系统多点、分散通信的特点。 主站分站 1 分站 2 分站 n 图 7-2 主从式光纤通信方式 2）环路通信对等配置。该配置方式物理结构与图 7-2一样，但环路上各点都可以设置为主单元。不过，每次数据传输时，只能选择环路中一个单元作为主单元，其余各单元都处于从单元状态。 3）双环自愈网。当环路上节点比较多时，为防止光缆或光端设备故障，造成通信中断，采用双光纤环路自愈网，如图 7-3 所示。环网上每个站配置支持具有自愈功能的光纤收发器，该收发器具有自动切换和自愈功能。 正常情况下，通信报文分别在 A 环和 B 环里传输。分站同时接收来自 A 环和 B 环的信息，光端设备只选择其中一个环路的信号传送给 DRTU。主站由一个串行口发送信息，同时在 A 环与 B 环里传送，由两个串行口分别接收 A 环和B 环的信息。 当光缆出现故障时，如 k 点断开，两侧的光端设备只能接收到一个环路信息，经过一段延时，双环路切换控制器自动把接收的信号切换到另一个环路发送端，生成新的环路，即断点两侧的光端设备， A 环和 B 环相互链接，自动构成回路而形成双环工作，实现光纤环路自愈功能。主站 图 7-3 双环路光纤自愈环网 光纤专线通道结构简单、易于实现，传输延时小并且可控，不足之处只能采用轮询的方式访问 DRTU，不支持主动上报通信机制，更不能实现 DRTU 之间的点对点对等数据交换， 不能充分发挥光纤介质的传输速率高的优点。光纤专线通道在我国早期建设的配电网自动化系统中应用比较多，现在有被光纤以太网所取代的趋势。 光纤工业以太网 光纤以太网是以光纤为通信介质的以太网。配电网自动化系统采用以太网通信，可以充分地利用光纤带宽，提高数据传输速率与容量，更重要的是能够更好地适应配电网自动化应用特点，主动上报数据，支持“例外报告”机制。此外，接到以太网上的 DRTU 之间能够对等交换数据，支持快速故障自愈控制等分布式智能控制应用。 工业光纤以太网是面向工业现场应用的光纤以太网。工业以太网技术上与以太网（标准）兼容，并在产品设计、材质选用等方面考虑了实时性、互操作性、可靠性、抗干扰等工程应用的需要。 工业以太网有以下技术特点： 1）交换机通过快速生成树冗余（RSTP） 、环网冗余（RapidRingTM）到主干冗余（TrunkingTM）等技术可以实现光纤环网及多环耦合功能，其中环网冗余技术可以在300ms 内完成自愈。 2）交换机采用了工业级元器件，无风扇设计，可以在高温、强电磁辐射的环境下使用，适用能力较强。 3）交换机的功耗较小，双光口配置的设备功率约为6W。 4）网管可在线监测网络运行状态。 5）工业以太网各个厂家都有一部分私有协议，无法在环网冗余等层面上实现互联；如果要实现不同厂家之间的互联，网络只能支持到快速生成树冗余，网络自愈能力将从 300ms 增加到 1 到 2min。 6）用工业以太网组建网络需要严格的整体规划。环网冗余等技术应用的是数据链路层协议。根据以太网组网规定，一个二层网络，网内节点需限制在 200 个左右，才能很好控制网络风暴。 采用工业以太网的配电网自动化通信网络如图 7-4 所示。 配电子站 1#光 M 2#光 M 3#光 M 10/100M 自适应 串口管理器 5#光 M4#光 M 光纤备环光纤主环 图 7-4 光纤工业以太网 工业光纤以太网的不足之处是对一次网架结构变化的适应能力较差。当因网架结构变化，改变 DRTU 布局时，需要对多个节点进行统一调整，配置维护工作量比较大。 以太网无源光网络 以太网无源光网络（Ethernet Passive Optical Network，EPON）是无源光网络（PON）技术中的一种，EPON 采用点到多点网络结构、无源光纤传输方式，是一种能够提供多种综合业务的新型的宽带接入技术，目前已经广泛应用于宽带接入市场。作为一种拓扑灵活、支持多种业务接口的纯光介质的接入技术，EPON 已在配电网自动化系统中获得应用并呈现了广阔的前景。 EPON 一种无源网络技术，比工业光纤以太网更加适合配电网自动化通信。因为在一个站点失去电源时，站点上的工业以太网交换机不能正常工作，可能导致整个光纤环路的通信中断；而对 EPON 来说，仅仅是该站点无法正常通信，并不影响整个光纤环路的正常工作。我们知道，电源是目前 DRTU 应用的薄弱点，故障率比较高，EPON 的这一优点，对于提高配电网自动化系统的可用性十分重要。 1EPON 系统的构成 EPON 系统由网络侧的光线路终端（Optical Line Terminal，OLT） 、用户侧的光网络单元（Optical Network Unit，ONU）和光分配网络（OpticalDistributio Network，ODN）组成，可以灵活组成树型、星型、总线型等拓扑结构。所谓“无源”指 ODN 中不含有任何有源电子器件。在下行方向（OLT 到 ONU） ，OLT 发送的信号通过 ODN到达各个 ONU。在上行方向（ONU 到 OLT） ，ONU 发送的信号只会到达 OLT，而不会到达其他 ONU。为了避免数据冲突并提高网络利用效率，上行方向采用时分多址（TDMA）接入方式并对各 ONU 的数据发送进行仲裁。ODN 由光纤和一个或多个无源光分路器和相关无源光器件等组成，在 OLT 和 ONU间提供光传输通道。 EPON 系统参考结构如图 7-5 所示。 网络侧接口IFPONIFPON 用户侧接口 UNI IFPON：PON 接口 图 7-5 EPON 系统参考结构 按照 ONU 在接入网中所处位置的不同，EPON 系统通常有以下几种网络应用类型：光纤到路边（FTTCurb） 、光纤到楼宇/分线盒（FTTB/C） 、光纤到户（FTTH） 、光纤到办公 室（FTTO）等。配电网自动化系统中应用的 EPON 光纤网络主要有以下三个部分组成： 1）OLT：光线路终端，是 xPON 网络的头端设备，负责 ONU 的接入汇聚功能。 2）POS（Passive Opical Splitter）：光分配网络，打通 OLT 同 ONU 的通信光路。 3）ONU：光网络单元，是 xPON 网络的终端设备，负责监控数据的采集和主站命令的下发。 网络层次结构如图 7-6 所示。 FTU ONUONU