配电自动结课论文.doc

题 目 : 配 电 自 动 化 多 种 通信 方 式 的 综 述专业 : 电气工程及其自动化 班级 : 09级电气2班 指导老师:李子剑 姓名 : 杨鼎 学号 : 0967130234题目:配电自动化多种通信方式的综述AnalysisandChoiceofDistributionAutomationCommunicationMode摘要：随着我国经济的发展和城市现代化进程的加快,电力负荷日益增加,用户对供电的可靠性和质量的要求越来越高。配电网自动化(DA,Distribu-tion Automation)已逐渐成为电力系统自动化领域的新兴热点。要实现配电网自动化,通信是一个关键环节。配电网自动化系统需依靠有效的通信手段,将控制中心的命令准确地传送到众多的远方终端,并且将反映远方设备运行状况的数据信息收集到控制中心。由于配电网设备数量大、种类多、分布广,如何在满足供电可靠性的基础上,选择适合我国配电网现状并满足用户需求的可靠而经济的通信方式显得至关重要。本文将综合分析和比较多种可能应用于配电网自动化的通信方式如光纤、现场总线、载波、无线等,分析其不同的应用场合,提出应用中应注意的事项,以供从事配电网通信的设计者和建设者参考。配电网自动化系统的结构及其业务特点体系结构配电网自动化是一项系统工程,主要功能有SCADA(数据采集/监视/控制)、故障定位、隔离和自动恢复送电、无功补偿和电压调节、设备管理、远方抄表和电能计量、需方侧用电管理、负荷控制和管理等。Abstract:Along with our country economy development and the city modernization process accelerate, load increasing, the user to the reliability and quality of power supply have become increasingly demanding. Distribution automation ( DA, Distribu-tion Automation ) has gradually become the new hotspot of power system automation. In order to realize the automation of power distribution network, communication is a key link. Distribution network automation system needs to rely on effective means of communication, the control command is transmitted accurately to many remote terminal, and will reflect the equipment running status data collection of information to the control center. Because the distribution network equipment in large quantities, variety, widely distributed, how to meet the needs of power supply reliability, choose suitable for distribution networks in China current situation and meet the needs of users of a reliable and economical means of communication is very important. The comprehensive analysis and comparison of various applied in distribution network automation communication means such as optical fiber, field bus, carrier, such as wireless, analyzing its different application occasions, put forward points for attention in the application, for engaging in distribution network communication designer and builder reference. Distribution network automation system structure and operational characteristics of power distribution network automation system structure is a system engineering, the main function of SCADA ( data acquisition / monitor / control ), fault location, isolation and restoration of power transmission, automatic voltage regulation and reactive compensation, equipment management, remote meter reading and electric energy metering, the side with power management, load control and management.关键词：配电自动化；通信方式；通信系统正文: 配电自动化及管理系统是利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术，将配电网实时信息、离线信息、用户信息、电网结构参数、地理信息进行集成，构成完整的自动化管理系统，实现配电系统正常运行及事故情况下的监测、保护、控制和配电管理。它是实时的配电自动化与配电管理系统集成为一体的系统。配电自动化系统需要有效的通信通道, 将控制中心的命令准确地传送到远方终端, 并且将远方设备运行的数据信息收集到控制中心, 从而对配电设备运行参数实施监视与控制。因此如何降低通信系统的造价, 而且还能满足配电自动化系统的要求, 成为规划设计人员面临的重要课题。衡理一个信号通道传输数字信号能力的主要指标是比特传输速率。信息传输的可靠性与传输速率有密切的关系。传输速率越高, 每秒钟传送的码元越多, 每个码元所占用的时间越短, 其波形就越窄, 受到干扰就容易出错, 传输的可靠性就低。为满足电力信息传输需要, 必须采用适当的抗干扰措施和适宜的传输速率。随着通信技术的发展, 目前可选用的通信手段很多, 根据实施的配电自动化系统的具体情况,选用恰当的通信方式, 首先必须对各种通信技术的长处和不足有一个较全面的了解。以下对配电自动化主要通信方式进行分析。1电力线载波电力线载波通信有如下优点:安全, 为电业部门所控制, 因而便于管理;连接沟通电力公司所关心的任何测控点;电力载波终端设备一般都具有远动和电话复用功能, 技术成熟可靠。电力线载波通信存在如下缺点:数据传输速率较低;容易受到干扰、非线形失真和信道间交叉调制的影响;配电线载波通信系统采用的电容器和电感器的体积较大、价格也较高。2.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先进的通信手段。与其他通信方式比较, 光纤通信有以下的优点:传输频带宽, 通信容量大, 它的频率比微波频率大约高10 万倍, 因而传输带宽和通信容量也相应的提高了10 万倍;传输衰耗小, 适合于长距离传输;体积小, 重量轻, 可饶性、抗酸碱、抗腐蚀强, 敷设方便, 可埋地或架空架设;抗干扰性能强, 保密性好, 光纤具有包层和芯层, 线路上传输的光信号仅在芯层中传输, 而一般外界电磁场干扰频率远低于光频, 所以抗干扰能力强。目前光纤通信技术已经成熟, 随着光缆技术的提高和生产成本的不断下降, 光缆的性价比将继续提高, 因此在配电自动化系统中, 作为通信干道, 光纤通信将被广泛地采用。光纤敷设简便, 对于电缆线路, 光缆可以方便地与配电电缆同沟敷设; 对于无电缆沟的通道, 可以架空架设, 将它缠绕在电力传输线的相线上直接引到低处, 但是往往需要外覆一个绝缘层以免光导纤维被飞物污染。更可以缠绕在电力线的中性线上, 这样就无须绝缘了。3.现场总线现场总线是近二十年来发展起来的新技术, 它是连接智能现场设备和自动化系统的数字式双向传输、多分支结构的通信网络。现场总线的介质访问控制方式要满足配电自动化的要求, 即通信的确定性和实时性。确定性指站点每次得到网络服务间隔和时间是确定的; 实时性指网络分配给站点的服务时间和间隔可以保证站点完成它确定的任务。在配电自动化系统中,现场总线适合于用来满足FTU 和附近区域工作站间的通信, 以及变电站内自动化中智能模块之间的通信。4.无线电通道这里指的无线电是100 400 MHz 的特高频无线电波, 实现这种超短波通信的设备通常称为电台。由于超短波不能被高空的电离层反射, 遇到障碍物时的绕射能力弱和地面对它的衰耗很大等原因, 超短波只能象光波那样直线传播, 所以在使用时受地理条件限制。一般而言, 平原地区适宜使用, 而山区需要采取差转的方式。数传电台的方式具有设备简单、方便灵活、建设速度快等优点。实践证明, 只要频点选择适当,电台及其工作电源可靠, 无线电信道可以满足配电自动化的工作需要。5无线扩频通信扩频技术与常规的无线电通信的最大区别在于利用一组速率远远高于信号速率伪随机噪声码对原信号码进行扩频调制,一般是将信号扩展至几兆赫宽的频带上, 然后将扩频后的信号调制到空间传输的载频上进行发送。在接收端经解调后, 利用相同的PN 码进行解扩, 凡与本地PN 码相关的宽带信号经解调后还原为原来的窄带信号, 而其他与PN 码不相关的宽带噪声仍维持宽带。解调后的窄带信号在经过滤波, 分离出有用信号; 而大部分噪声信号则被滤掉, 这样信噪比得以极大的提高, 误码率大大降低。若没有通信线路, 又需要传输数据、图象或语音时, 最简洁的方法是选用无线扩频通信。它的主要优点是:抗干扰、抗噪声的能力强;高保密性、防截获能力强, 因采用扩频调制和低功率发射信号, 信号功率比干扰信号低的多,信号淹于噪声中, 隐蔽性强;一次性投资, 无须交付月服务费, 而且一对收发器的费用比铺设几公里线路的投资合算。各种有线、无线通信方式种类繁多，均拥有各自的特性。在现场设计实施过程中，通信方式的选用应遵循“先进性、实用性、可行性、可扩展性”的原则，根据经济条件可因地制宜地优化选择多种通信方式的建设方案。( 1) 根据重要性选择: 实时监控设备的通信要求可靠、快速, 可以考虑光纤通信。实时监测设备的通信一般只要求定时采集, 在通信速率和可靠性方面的要求大大降低, 可以选择低价的通信方式, 如无线扩频、电力线载波或电话专线。( 2) 配电控制中心至配电控制分中心之间的通信为配电自动化的总动脉, 在容量、速率上有较高的要求, 宜采用直通的高速以太网。( 3) 在市区主要道路设计多个环网作为通信主干道连接至配电控制中心或配电控制分中心。主干道的通信为配电自动化的主动脉, 宜采用光纤双环自愈网, 同时串接沿线的各厂站终端设备。( 4) 在郊区由于配电设备分散、距离长, 架设有线通信不经济, 可根据地形配以无线扩频或电力线载波。( 5) 主干道上光Moden 分支的通信连接着分散的终端设备, 可采用光Moden 辐射型式, 选用光纤、双绞线、电力载波、无线扩频等方式。( 6) 集中抄表器至各抄表终端可充分利用低压配电线路载波。( 7) 负荷管理主要面对分布广泛的客户, 实时监测客户运行情况和传递部分电业局的信息, 速率和可靠性要求大为降低, 其通信优先采用无线扩频或中压配电线路载波。( 8) 旧城区配电自动化改造选用电话通信通道, 可大减少成本, 见效快; 新建小区可进行通信通道的安装, 可优先考虑光纤通道和导引电缆通道。选择适合的配电自动化通信方式应结合各地配电设备现场情况，寻求一种性能价格比较好的通信方式。背着统一规划、分布实施的原则，反复研究、论证，不仅要避免因技术进步造成的系统和是被迅速淘汰或重复建设造成的资源，也要避免一味追新、追高科技造成的大量资源的闲置。只有这样通信通道的建设与运行才能取得良好的效益和实用化。“配电网是电力系统发电、输电和配电(有时也称供电和用电)三大系统之一。电力公司通过配电网实现产品销售-向广大电力用户提供电能。随着经济的发展，观念的变化，电力公司正经历着一场深刻的变革：电力市场自由化。这场变革使电力公司面临新的挑战，不得不采取新的策略，新的技术和管理措施，转变经营理念，增强市场竞争实力。”随着城乡电网建设和改造的顺利进行，提高配电网自动化水平的呼声越来越高。近10年来，在现代科学技术的推动下，配电自动化领域取得了突飞猛进的发展。随着电网建设的发展，配电网的网格化程度越来越高，仅凭借人的经验，难免顾此失彼。于是新一代的配电自动化系统，即智能配电系统应运而生。智能配电系统在配电网发生故障时可以判断故障区域、隔离故障区域，恢复受故障影响的健全区域供电，从而缩短停电时间、减小停电面积、提高供电可靠性。实际运行中配电网中的负荷分布是不均衡的，有时甚至是极不均衡的，这严重降低了配电线路和设备的利用率，同时也导致线损较高。利用人工智能可以寻求一种优化运行方式，将负荷从重负载甚至是过负载转移到轻负载馈线上，这种转移有效地提高了馈线的负荷率，增强了配电网的供电能力。智能配电系统还可以实时遥控配电网开关进行网络重构和电容器投切，在不显著增加投资的前提下可以达到改善电网运行方式和降低网损的目的。配电网通信是配电网自动化的重要组成部分 ，通信系统的安全可靠是实现配电网 自动化的重要保障。 目前还难用单一 的通信方式来满足所有 的配电网 自动化的需求，因此必须因地制宜地选择通信方式才能适应配电网自动化 的发展 ，发挥最大的经济效益 结 束 语经过了半个学期对配电自动化的学习，要我们受益匪浅。在这里