智能配电网通信构架设计及技术应用
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[摘 要]智能配电网数据信息传输需要有效的通信方式，便于在配电主站与庞大的远方终端之间传递数据和控制信号。虽然目前有多种通信技术和设备可以使用，但智能配电网系统结构复杂，目前没有一种单一的通信方式可以实现所有智能配电网通信系统的需要。本文首先介绍了智能配电网相关概念，然后阐述了智能配电网通信技术，最后以某智能配电通信系统建设为例，论述了智能配电网通信构架设计以及相关技术的应用，为智能配电网通信系统的推广和实现提供借鉴。
[关键词]智能配电网；通信构架；技术应用
中图分类号：P635 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）06-0200-01
引言
随着社会经济的发展，用户对供电可靠性和电能质量的要求不断提升，未来的电力系统数据量和信息量更大，智能配电网是未来必然的选择。但是由于但由于配电网通信具有结构复杂、节点众多、单个通信节点数据量少等特点，使得目前还没有一种单一的通信技术可以很好地满足所有智能配电自动化系统的通信需求，这就需要相关企业结合我国国情设计出能够满足我国城市配电自动化要求的安全可靠的通信网络架构，为智能配电自动化的推广和实现做一点贡献。
1智能配电网概念
智能配电网是连接输电网与用户的路径。通过智能配电网建设，可实现输电网与大容量清洁能源的协调调度，为发电与用电的功率平衡提供调节，确保电网的安全稳定，提高清洁能源的消费比重，促进节能减排，提高能源利用效率。
2智能配电网通信技术介绍
2.1光纤通信接入技术
光纤通信接入技术可以分为有源网络AON和无原网络PON两种。（1）有源光纤通信接入网AON是指从局端设备到用户分配单元之间均采用有源光纤传输设备，即由光电转换设备、有源光电器件以及光纤等组成，具有传输容量大、传输距离远、技术成熟等优点，但其所需投资较大，不适用于接入节点数量多、规模大的接入网络；（2）无源光纤通信接入网PON技术是一种一点到多点的光纤接入技术，它由局侧的光线路终端、用户侧的光网络单元以及光分配网络组成。无源光网络是一种纯介质网络，能够有效的避免外部设备的电磁干扰和雷电影响，减少了线路和外部设备的故障率，提高了系统可靠性，节省维护成本。
2.2电力线载波通信技术
电力载波通信是指利用高压电力线、中压电力线或低压配电线作为信息传输媒介，并使用专门的调制解调器对信号进行调制，然后把信号加载到现有电力线中进行语音或数据传输的一种特殊通信方式。载波通信以电力线路为信息传输通道，具有投资少、见效快、与电网建设同步等得天独厚的优势，但是目前尚存技术难点。
2.3无线专网通信技术
全球微支互联接入又称为802.16无线城域网，是一种无线宽带城域网接入技术，能够实现固定及移动用户的高速无线接入，数据传输距离最远可达50km。其技术特点：（1）技术成熟，标准化程度高，厂商众多，设备种类丰富，能够确保技术和产品的持续性发展；（2）网络结构倾向于高数据流量，可以满足带宽需求较大的业务。
3智能配电网通信构架设计与技术应用—以C市智能配电通信系统建设为例
3.1某市智能配电网建设背景介绍
随着智能配电自动化系统的飞速发展，C市的配电系统已不能很好地满足人们用电需求的管理，因此2013年国网公司为探索智能配电网的建设，将C市列为配电自动化试点城市之一，预计五年以内完成智能配电网的建设工作，其具体建设目标是（1）实现对配电网的实时监控及配电业务的深化应用；（2）实现故障自动定位、隔离、恢复和提高供电可靠性；（3）实现配电调控一体化管理。
3.2配电自动化系统通信网设计
某市的智能配电自动化系统通信网总体设计思路采用层次化通信网络架构设计，将通信网络分为主站层、子站层和接入层三个层次。主站层位于调度中心，是智能配电自动化的核心应用系统，主站层各系统、主机之间采用了基于TCP/IP技术的局域网；子站层通过电力局的SDH光纤传输环网完成配电通信终端的汇集，并且通过SDH光纤传输环网与主站进行通信；接入层采用以太网无源光网络（EPON）作为光接入网，将光线路终端OLT放置在配电子站，无源光网络单元设备（ONU）放置于各个开关站，从而实现各开关站通信接入。
3.3能配电自动化系统通信网系统架构
目前C市电力局已经建成了以光纤传输网为主的调度通信网，智能配电系统通信网组网技术原则为：在有条件敷设光缆且敷设光缆的长度不大于1000米的配电自动化站点采用无源光网络EPON技术；在没有条件敷设光缆或敷设光缆的长度远远大于1000米的配电自动化站点采用中压电力线载波。
C市的配电自动化系统通信网接入网采用一体化无源光网络单元设备（ONU）。为确保接入网的高可靠性，系统组织架构设计以变电所为汇聚点，根据开关站的地理分布形态，结合10KV电力线出线的电气接线结构，各开关站串接成链状组成“手拉手”结构两点接入变电所。
当因配电一次网架的原因不满足“手拉手“两点接入不同的变电所时，应在开关站链路的两端组织两条不同的光路，实现“手拉手“单点保护接入同一个变电所，单条光路中断可实现有效保护。EPON“手拉手”单点保护接入结构如图1所示。
“手拉手”两点接入结构“手拉手”单点保护接入结构，分别通过两个光方向利用POS联接，这样每个ONU的上行链路都通过双PON口进行链路1+1冗余保护，保障设备稳定运行。
“手拉手”两点接入结构使用两个OLT，分别放置在不同变电所的变电子站，实现每个ONU的保护接入。在C市智能配电自动化系统实际工程环境中，大型智能配电自动化系统通信网络包括数以千计的ONU设备，分别通过“手拉手”两点接入结构分别接入到不同的变电所内变电子站，通过SDH光纤传输环网连按到主站系统。这样的结构造成每一对两个变电子站通信相互关联，从而造成虽然使用了三层层次化设计，但所有变电子站之间均相互关联，在TCP/IP网络层之间无法完全隔离，从而造成所有的终端信息在变电主站汇总后相互影响，不利于故障隔离。
C市智能配電网通信系统自建成以来总体运行情况良好，虽然也发生--些故障，但对配电通信网以及配网自动化运行未造成大范围影响，实践证明配电通信网与数据网设计符合工程实际应用情况，结构合理、可靠性高，为配电自动化系统可靠运行构建了坚强的基础支撑平台，同时也给其它地区配电自动化系统建设提供了一定的借鉴。
结束语
从长远来看，智能配电网将是未来智能电网的核心，C市将在智能配电自动化和调控一体化试点的基础上，深化智能配电网建设，逐步建成以“信息化、自动化、互动化”为特征的智能配电网，实现配电自动化，可以有效提高供电可靠性，改善电能质量，减少客户停电，增加客户和社会对供电企业的满意度，展现供电企业的良好形象和社会责任。
参考文献
[1]卢杰.基于智能配电网的通信技术研究[D].华北电力大学，2015.
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