聶江龍 甘肅平?jīng)龅貐^(qū)電力工業(yè)局
配電自動化是集計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)以及相關(guān)電力系統(tǒng)技術(shù)于一身的信息管理系統(tǒng)。通常把從變電到用戶用電全程的監(jiān)視、控制和管理綜合自動化系統(tǒng)稱為配電管理系統(tǒng)，其內(nèi)容包括：配電網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控（SCADA）、地理信息系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)分析和優(yōu)化、工作管理系統(tǒng)、負(fù)荷管理和遠(yuǎn)方抄表以及計費自動化和調(diào)度員培訓(xùn)模擬系統(tǒng)。配電自動化是通過自動化系統(tǒng)，全面掌握、了解配電網(wǎng)的運行情況，如接線方式、開關(guān)狀態(tài)、負(fù)荷電流等，可以快速切斷故障恢復(fù)供電，改善供電服務(wù)質(zhì)量，縮短事故搶修時間，減少工作量。配電自動化的目的在于提高供電的可靠性，提高供電服務(wù)質(zhì)量，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益并提高配電網(wǎng)絡(luò)的管理水平。
在城市供電網(wǎng)絡(luò)中，我們習(xí)慣于把35KV及以下的電壓等級稱為配電網(wǎng)絡(luò)。隨著農(nóng)、城網(wǎng)改造的進一步深入，110KV及35KV電壓等級的建設(shè)已十分完備，自動化水平也較高，調(diào)度管理、運行管理也比較規(guī)范。目前在城市供電網(wǎng)絡(luò)中主要是以10KV供電為主，占整個供電用戶數(shù)量的90%以上。但是10KV供電網(wǎng)絡(luò)由于歷史的原因，自動化水平基本上還很低，處于長期被忽視狀態(tài)，且線路復(fù)雜線損率高，供電可靠性差，故障率高。為了適應(yīng)市場經(jīng)濟的發(fā)展，加大力度進行電網(wǎng)建設(shè)的同時，加強10KV配電網(wǎng)絡(luò)的配電自動化工作，也是當(dāng)前的一項重要任務(wù)。
一、配電自動化中的幾種通信方式
通信系統(tǒng)是建設(shè)配電自動化系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，通信系統(tǒng)的好壞從很大程度上決定了自動化系統(tǒng)的優(yōu)劣，配電自動化要借助可靠的通信手段，將控制中心的控制命令下發(fā)到各執(zhí)行機構(gòu)或遠(yuǎn)方終端，同時將各遠(yuǎn)方監(jiān)控單元（RTU）所采集的各種信息上傳至控制中心。
隨著通信手段的不斷出新，目前可供使用、選擇的通信方式有多種多樣。按照傳統(tǒng)的分類方法，可簡單地分為有線方式和無線方式，其中有線方式包括：架空明線或電纜、配電線載波、郵電本地網(wǎng)、租用電話線、光纖、有線電視網(wǎng)（CATV）、現(xiàn)場總線和RS-485、專線等；無線方式包括：一點多址微波、傳統(tǒng)無線電通信（AM、FM、PM等）、無線擴頻、衛(wèi)星通信、無線尋呼、數(shù)控電臺等。配電自動化對通信系統(tǒng)的要求，取決于配電網(wǎng)的規(guī)模和要求實現(xiàn)的具體希望水平，總體比較各種通信方式的優(yōu)劣應(yīng)綜合考慮如下幾點：（1）通信的可靠性，（2）通信技術(shù)的先進性，（3）可行性和使用維護的方便性，（4）配電通信的實時性，（5）通信系統(tǒng)的可擴充性。
二、配電自動化使用的通信方式及比較
�。�1）架空明線或電纜。其特點是建設(shè)簡單，線路衰耗大，頻帶窄，容易受到干擾，電力系統(tǒng)自動化中只能做近距離傳輸信道。
（2）配電載波。從目前的技術(shù)水平上看，典型的配電載波機的傳輸率可達到150-300bit/s，可滿足雙向通信的要求，對遠(yuǎn)方抄表和監(jiān)測線路數(shù)據(jù)比較經(jīng)濟。但對于停電區(qū)數(shù)據(jù)如何用配電載波上傳仍然是一個技術(shù)難題，有待進一步研究。配電載波系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率較低，容易受到干擾，由于反射使得配電載波在饋線的某些部分存在盲點，其優(yōu)點是技術(shù)相對簡單。配電載波有兩種變形即脈動控制技術(shù)和工頻控制技術(shù)，它們都是利用電力線路作為信號的傳輸途徑，在國外這兩種技術(shù)都有很好的應(yīng)用實例。此外，擴頻載波機也在電力系統(tǒng)開始應(yīng)用，它根據(jù)山農(nóng)信息理論，用加大帶寬來換取傳輸?shù)目煽啃裕瑢⒃捯魩挃U展到整個輸電線路頻譜，提高了傳輸率。
（3）光纖通信。光纖通信與其他通信比較有以下優(yōu)點：光纖傳輸頻帶寬、通信容量大，傳輸損耗小，光電隔離，不受電磁干擾，組網(wǎng)方便、靈活。在配電自動化中，可以利用已建成的變電站到主控中心的光纖電話網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)傳輸，此時，光纖通過MODEM將數(shù)字脈沖轉(zhuǎn)換成話音頻帶占用一路或幾路話音通道進行傳輸。也可以架設(shè)專門的光纖網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)傳輸，比如，可以光纖以太網(wǎng)或光纖自愈環(huán)網(wǎng)來進行傳輸，這在許多地區(qū)都有成功的經(jīng)驗。
�。�4）現(xiàn)場總線和RS-485。現(xiàn)場總線（FIELD BUS）是近二十年發(fā)展起來的新技術(shù)，它是連接智能化的現(xiàn)場設(shè)備和自動化系統(tǒng)的雙向傳輸、多分支結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)，它適合于FTU和附近區(qū)域工作站的通信，以及變電站內(nèi)部各個智能模塊之間的內(nèi)部通信，現(xiàn)場總線可分為CANBUS(Controller Area Network)、LON WORKS(Local Operating Networks)和PROFI BUS(process Field Bus)等，對于一些實時性要求不高的場合，可以利用RS-485代替現(xiàn)場總線進行數(shù)據(jù)信號的傳輸。
�。�5）微波通道。電力系統(tǒng)微波在電力通信中發(fā)揮著重要的作用，對于調(diào)度自動化和變電站綜合自動化數(shù)據(jù)的傳輸有重要意義，微波頻率為1GHz以上，屬視距傳輸，傳輸容量大，穩(wěn)定性能好，同時由于微波通信在電力系統(tǒng)運行多年，運行維護人員積累了豐富的經(jīng)驗。但是，微波為點對點傳輸，而配電系統(tǒng)點多面廣，顯然不適合應(yīng)用。但值得一提的是一點多址小微波系統(tǒng)，它應(yīng)用多址技術(shù)和統(tǒng)計復(fù)用技術(shù)，信道利用率高，穩(wěn)定性好，適合于多點傳輸，其缺點是路由選擇比較困難。
�。�6）無線電通信。傳統(tǒng)的無線通信方式有：AM、FM、PM、無線尋呼等也可以應(yīng)用到配電系統(tǒng)自動化的數(shù)據(jù)傳輸，但它們只能進行單向發(fā)送，如果需要進行雙向數(shù)據(jù)傳輸，它們就無能為力了，如果進行改造，使用雙向信道，該設(shè)備還是具有很大的應(yīng)用價值。800MHz通信為無線數(shù)據(jù)通信頻段，對于配電系統(tǒng)通信是比較合適的一種方式。
另外，對于配電自動化系統(tǒng)，沒有任何一種方式能完全滿足系統(tǒng)的通信要求，在不同的環(huán)境下，根據(jù)具體條件采取綜合通信系統(tǒng)，都能取得好的效果。主干網(wǎng)絡(luò)可采用性能好容量大的光纖構(gòu)成環(huán)網(wǎng)，從各個接點上再接入其他方式所會聚的數(shù)據(jù)，然后在傳送到主控中心。這種綜合各種通信方式進行通信的系統(tǒng)稱為綜合通信，一般的系統(tǒng)都可以用綜合通信來完成。行管理也比較規(guī)范。目前在城市供電網(wǎng)絡(luò)中主要是以10KV供電為主，占整個供電用戶數(shù)量的90%以上。但是10KV供電網(wǎng)絡(luò)由于歷史的原因，自動化水平基本上還很低，處于長期被忽視狀態(tài)，且線路復(fù)雜線損率高，供電可靠性差，故障率高。為了適應(yīng)市場經(jīng)濟的發(fā)展，加大力度進行電網(wǎng)建設(shè)的同時，加強10KV配電網(wǎng)絡(luò)的配電自動化工作，也是當(dāng)前的一項重要任務(wù)。
