張文昌

【摘要】隨著我國智能電網(wǎng)建設(shè)進(jìn)程的不斷加快，電力線載波通信作為一種覆蓋面積廣、連接方便的數(shù)字通信方式，被廣泛的應(yīng)用于配電網(wǎng)當(dāng)中。電力線載波通信也是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)問題，成為配電自動化技術(shù)中的難點(diǎn)。本文首先對配電自動化通信系統(tǒng)進(jìn)行了簡單的論述，其次，從配電自動化中的電力線載波通信系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫兩個方面分析了配電自動化系統(tǒng)的通信網(wǎng)問題，以不斷提高配電網(wǎng)的自動化水平。

【關(guān)鍵詞】配電自動化；電力線載波通信技術(shù)；數(shù)據(jù)庫

前言

近年來，隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，在用電量日益增加的同時，也對生活的用電質(zhì)量提出了更高的要求。但就我國配電網(wǎng)建設(shè)的現(xiàn)狀來說，由于資金短缺、設(shè)備落后等問題，嚴(yán)重制約了配電網(wǎng)的發(fā)展，甚至導(dǎo)致了一些配電事故的發(fā)生。鑒于此，加強(qiáng)對配電網(wǎng)系統(tǒng)的建設(shè)刻不容緩。當(dāng)前，在科學(xué)技術(shù)的影響下，配電自動化技術(shù)作為融合計算機(jī)技術(shù)、電力系統(tǒng)技術(shù)以及通訊技術(shù)為一體的新型系統(tǒng)，能夠?qū)ε潆娋W(wǎng)中的設(shè)備進(jìn)行實(shí)時的監(jiān)控，從而確保配電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，提高了供電質(zhì)量，并減少了工人的工作強(qiáng)度，大大降低了供電企業(yè)的運(yùn)行成本。在配電自動化系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，通常以通信手段為基礎(chǔ)，一是將控制中心產(chǎn)生的命令傳輸至各個不同地方的遠(yuǎn)方終端，二是將遠(yuǎn)方設(shè)備的相關(guān)運(yùn)行情況以數(shù)據(jù)信息的方式傳回控制中心，從而保證實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的自動化管理。由上可見，通信技術(shù)是決定配電自動化技術(shù)高低的重要標(biāo)志。

1.配電自動化通信系統(tǒng)的概述

所謂配電自動化，就是對配電網(wǎng)中各種數(shù)據(jù)信息進(jìn)行集成，構(gòu)成一個自動化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對配電網(wǎng)以及相關(guān)設(shè)備運(yùn)行的實(shí)時監(jiān)督，不斷優(yōu)化配電網(wǎng)的運(yùn)行方式；一旦配電網(wǎng)在運(yùn)行時發(fā)生故障，也能夠根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)及時找出故障區(qū)域，及時采取補(bǔ)救措施，盡量減少停電的時間和面積，保證用戶的用電需求。在這個過程中，與輸電網(wǎng)調(diào)度的自動化系統(tǒng)相同，配電自動化系統(tǒng)也需要以一個通信網(wǎng)絡(luò)為依托，實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)、控制命令等在控制中心與遠(yuǎn)方終端之間的傳輸。

1.1 配電自動化通信系統(tǒng)的特點(diǎn)

配電自動化通信具有如下特點(diǎn)：一是終端節(jié)點(diǎn)的數(shù)量非常多。配電網(wǎng)的遠(yuǎn)方終端包括變電站、配電變壓器以及線路負(fù)荷開關(guān)等多種設(shè)備，要想實(shí)現(xiàn)對這些設(shè)備的實(shí)時監(jiān)控，就需要大量的終端節(jié)點(diǎn)。二是通信節(jié)點(diǎn)比較分散。配電設(shè)備的分布區(qū)域比較廣泛，在安裝配電自動化終端時，其節(jié)點(diǎn)的分布比較分散。三是通信距離很短。配電網(wǎng)所覆蓋的一個區(qū)域相對比較小，各個配電自動化通信節(jié)點(diǎn)間的距離短。當(dāng)在配電自動化通信網(wǎng)中將主通道與小區(qū)的分支通信網(wǎng)結(jié)合的時候，配電自動化終端設(shè)備之間的通信距離只有二到三公里。四是通信數(shù)據(jù)的量很小。由于配電自動化遠(yuǎn)方終端的控制對象主要是線路開關(guān)以及配電變壓器等設(shè)備，監(jiān)控的數(shù)量有限，配電自動化通信系統(tǒng)所傳輸?shù)男畔⒘啃　?/p>

1.2 配電自動化通信系統(tǒng)的基本要求

在配電自動化通信系統(tǒng)的構(gòu)建過程中，需要注意以下要求：首先，配電自動化通信系統(tǒng)的運(yùn)行條件是非?？量痰?，對可靠性的要求非常高。這主要是因?yàn)榇蠖鄶?shù)的配電自動化通信裝置都處于戶外環(huán)境，容易受到溫度、降水等惡劣自然條件的影響。在通信設(shè)備的安全過程中需要進(jìn)行防雨、防潮等保護(hù)措施，尤其是對于安裝在電力線柱上的設(shè)備來說，要保證其具有很強(qiáng)的抗干擾能力，避免受到高電壓、雷電等不良條件的破壞。其次，要確保在配電線路發(fā)生故障時，通信系統(tǒng)能夠正常進(jìn)行通信功能，這樣就可以保證配電自動化系統(tǒng)仍具有故障定位的能力。特別是對使用電力線載波的通信方式來說，還需要考慮當(dāng)線路開關(guān)打開后的信號通道問題。再者，配電自動化通信系統(tǒng)還應(yīng)該具有雙向通信、可靠性高以及操作維護(hù)方面等特性。

2.配電自動化系統(tǒng)的通信網(wǎng)

2.1 配電自動化中的電力線載波通信系統(tǒng)的研究

2.1.1 配電自動化中的電力線載波通信系統(tǒng)的概述

就當(dāng)前的配電自動化系統(tǒng)的通信方式來說，按照信道的不同，主要分為光纖、無線、微波以及電力線載波等多種方式。其中，電力線載波作為電力自動化通信的重要方式之一，是通信高速公路中的重要組成部分。電力線載波分為輸電線載波和配電線載波，相比較光纖通信方式來說，具有很多優(yōu)點(diǎn)。比如說，電力線載波在通信過程中不需要再鋪設(shè)通道，通常與功率通道為一體，因而在通信中不易受到網(wǎng)絡(luò)變化的影響；通信通道設(shè)備的操作維護(hù)也是非常方便。相對的，這種通信方式也具有一些缺陷，首先，電力線載波在通信過程中會產(chǎn)生較大的噪聲，尤其是在高壓電力線路中，游離放電電暈和開關(guān)操作等過程都會產(chǎn)生較大的噪聲；此外，電力線路上的阻抗變化也是很大，一般高壓電力線的阻抗在300～400Ω 左右，而且呈現(xiàn)波動的狀態(tài)，這樣就會嚴(yán)重影響載波通道的衰減。當(dāng)通道的加工不完善或是存在容性的負(fù)載，這就會使載波通道的阻抗加劇變化，嚴(yán)重時會導(dǎo)致通信的中斷。

2.1.2 低壓電力線載波通信的應(yīng)用

電力線載波通信可以依據(jù)高壓電力線、中壓電力線、低壓配電線三種電力線進(jìn)行信息傳輸。其中高壓的電力線載波主要用于地、市級或是以下的供電部門的調(diào)度通信管理；中壓電力線載波可以作為配電網(wǎng)自動化的應(yīng)用傳輸通道；而低壓電力線載波則能夠?yàn)橛脩籼峁┚W(wǎng)絡(luò)接入以及智能家居等服務(wù)。就中壓電力線載波的應(yīng)用現(xiàn)狀來說，主要用于10 kV的配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)當(dāng)中，通過作為數(shù)據(jù)的傳輸通道，為實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的自動化管理作依托。10 kV的配電網(wǎng)傳輸具有非常復(fù)雜的特性，只能夠通過測試來得到數(shù)據(jù)在傳輸過程中的特性。在對配電網(wǎng)自動化中的電力線載波通信進(jìn)行研究的過程中，應(yīng)當(dāng)充分分析具體應(yīng)用的現(xiàn)狀。對于電力線載波的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備應(yīng)用中，一旦因傳輸距離過長而不能夠及時送達(dá)時，要根據(jù)不同的調(diào)制方法采取不同的中繼方式，并對現(xiàn)場進(jìn)行驗(yàn)證。再者，面對突發(fā)的噪聲干擾現(xiàn)象，并不只是簡單的進(jìn)行校驗(yàn)，要采取恰當(dāng)?shù)慕鉀Q措施。在大型的、多用戶的配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)中，電力線載波在傳輸數(shù)據(jù)過程中，往往缺少實(shí)際的第一手資料，所以為了快速的響應(yīng)這個問題，就需要不斷完善現(xiàn)有的傳輸設(shè)備和數(shù)據(jù)庫，有效的實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動化管理。

2.2 配電自動化中的數(shù)據(jù)庫設(shè)計

配電網(wǎng)自動化具有信息量大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點(diǎn)，無論是從計算機(jī)硬件系統(tǒng)還是軟件體系來說，都應(yīng)該不斷滿足配電自動化系統(tǒng)的發(fā)展。在配電自動化中的數(shù)據(jù)庫設(shè)計時，要不斷滿足實(shí)時高效的要求，然而當(dāng)前大型的商用關(guān)系數(shù)據(jù)庫很難滿足這個需求，可以與專用的實(shí)時數(shù)據(jù)庫相結(jié)合，從而形成集網(wǎng)絡(luò)功能與透明傳輸功能于一體的全網(wǎng)實(shí)時數(shù)據(jù)庫，這樣不僅方便了相關(guān)程序的開發(fā)過程，也使得整個系統(tǒng)具有良好的擴(kuò)充性。

3.結(jié)束語

綜上所述，配電自動化中的電力線載波通信作為一種以電力線為傳輸媒介的信息傳遞方式，廣泛的應(yīng)用于我國的配電網(wǎng)系統(tǒng)當(dāng)中。但與此同時，面對電力線噪聲大、阻抗變化大的缺點(diǎn)，還需要對其進(jìn)行進(jìn)一步的研究，從而保證配電自動化系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行，不斷提高配電自動化通信的可靠性。

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