摘要：配电网自动化系统能实现电力设备运行的有效监控和管理，通信技术为该管理过的实现提供了技术支撑，本文就光纤通信技术在配电网自动化系统中的应用方式和效果展开分析，期望能进一步提升配电网系统通信质量，实现配电网运行数据和状态的持续优化。
关键词：光纤通信；配电网；自动化；方案设计
电能是一种较为清洁的动力能源，其在现代生产生活中的应用极为普遍。在电力系统安全稳定运行过程中，配电网自动化系统发挥了关键作用。本文就光纤通信技术在配电网自动化系统中的应用要点展开分析。
一、配电网自动化系统结构布局
配电自动化是在计算机技术的支撑下，综合使用自动控制技术、数据通信技术、数据库技术以及相关电力系统技术于一体的信息管理技术。在配电网系统实际建设中，自动化结构建设是配电网系统建设的重要内容，自动化结构直接关系着后期的通信形式，并且对于电力系统控制质量具有较大影响。就目前而言，配电网自动化系统结构包含了三层结构、两层结构两种形式。就三层结构而言，
其包含控制中心、配电子站以及终端等基本单元，是大中型配电网结构设计的主要形式，也是当前应用最为普遍的配电网自动化系统结构（见图1）。而二层结构在小型配电网络中的应用较为常见，其缩减了中间层的配电子站，实现了电力主站对终端的直接化、实时监控。
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二、配电网自动化系统通信要求及模式
1、配电网自动化系统通信要求
通信是配电网自动化系统关键、核心的问题，这是因为在配电网系统管理中，现场设备与控制中心之间的信息传输均是通过通信来实现的。在通信系统支撑下，配电网控制中心的各种命令能被发送到执行机构诊断执行，同时能将各监控单元的信息上传至控制中心，进而为控制中心的决策管理提供依据。就目前而言，通信水平受配电网自动化系统复杂程度、规模和自动化程度影响，同时企业运维能力直接关系着配电网工程运行的稳定性；基于此，在电力工程自动化系统通信设施建设中，需确保其满足以下要求：其一，通信系统本身应具有较高的可靠性，能充分满足电力系统间各控制信号的传输需要；其二，应确保通信设备的建设使用具有一定的经济性，不断降低电力通信的经济支出；其三，在当前配电网通信系统建设中，还需确保通信系统满足当前和今后数据传输速率的要求、具有双向通信能力，能实时化的进行控制数据传播，满足通信系统的可扩展性管理需要。
2、配电网自动化系统通信模式
配电网自动化系统结构不同，其基本的通信模式也存在差异。就目前而言，电力线载波、无线电通信系统、光纤通信、现场总线、无线扩频技术等都是配电网自动化系统通信功能实现的基本形式。从各通信模式大体形态来看，其大致可分为有线通信和无线通信两种通信形式。就有线通信而言，其又可细分为电力载波通信、光纤通信；而在无线通信中，GPRS、4G、WiMAX、McWill、高频VHF、微波MW卫星、特高频UHF等技术的应用较为普遍。现阶段，5G网络的兴起，势必给配电网自动化系统通信模式带来全新的发展契机，促使配电网自动化系统更加灵活、高效。需注意的是，在传统配电网系统管理中，通信网络虽然具有经济、高效的特点。然而随着当前电力应用需求的转变，传统电力线载波、无线通信等在信号抗干扰能力、传输容量、接受灵敏度等方面出现了较大问题，需进行通信方式的进一步优化。
3、配电网光纤通信
基于配电网系统建设管理需要，电力线载波、光纤通信、现场总线、微波通信、无线电通信等通信方式的应用日益广泛。对于配电网系统而言，没有任何一种方式能完全满足电力系统的通信要求。基于此，需根据配电网系统的实际建设情况以及不同层次的通信服务需要，来建设不同形式的通信方式，以此来满足通信系统经济系、可靠性的管理需求。就配电网主干网络而言，可采用光纤构成环网，此类光纤网络容量较大、性能较好，其能从各终端节点上收集信息，并最终汇集到控制系统，与支线网络中的无线通讯、载波通讯等构成混合通信系统。配电网通信系统建设中，一般的通信网络均可采用混合通信系统来完成。
就目前而言，光纤通信在配电网系统中的应用逐渐深入，为进一步提升光纤通信的效率和质量，在实际建设中，不仅需要解决可靠性和经济性等一般要求，还需注重通信规约的有效设计。即在光纤通信与其他通信手段配合过程中，应建立符合多种通信方式并存的规约方式。应答式规约、循环式规约、对等方式规约是配电网通信系统规约管理的重要方式[1]。在实际管理中，各通信规约管理方式均有一定的利弊，相比而言，分布式网络规约（DNP规约）在配电网自动化管理过程中性能突出，值得在光纤通信管理中应用。此外，还需注重通信接口的问题处理，现阶段，光纤通信多采用RJ-45接口,RJ-11接口,SC光纤接口等标准进行接口处理。
三、配电网自动化系统中光纤通信技术的实现
混合通信系统是当前配电网系统通信管理的基本模式，在实际运行中，其包含了光纤、双绞线、电力线载波、无线等多种通信手段混合应用。具体而言，当前混合式通信多以光纤为主体，构建环形通信网络，然后在现场总线技术的支撑下，通过双绞线，将支线的DTU/FTU/TTU,连结到干线DTU，最终，经过高速光纤通道，将终端的信息传输到子站、主站，并由控制中心发出各种控制信号，实现配电网系统的有效运行。
在配电网混合通信过程中，光纤单辐射、光纤环网是馈线通信网实现的两种基本方式。这两种光纤通信方的造价基本相近，在配电网系统管理中具有较高的经济性。需注意的是，配电网运行区域及环境不同时，其自动化系统通信形式也有所差异。譬如，电力载波是一种较为常见的通讯形式，其在城乡结合部、电力支线建设中应用较为广泛。可以采用单辐射的光纤通讯方式，将采用电力载波的终端抄表系统接入通讯系统中。
在配电电网系统管理中，要进一步提升光纤通信技术应用质量，还应注重光纤通信配置及路由设计方式的有效优化。就光纤通信配置而言，其包含点对点配置、主站-子站配置、环网通信对等配置、光纤单环网或双环网配置等诸多形式。而在环网路由器设计中，应在规划电网每个测点后，按照统一规划、整体布局的要求进行规划设计。在设计中，既要考虑当前测点数据，同时又要考虑配电网未来的发展，以此来确定最终的电缆沟走向或架空线走向，确保路径最小，光纤通信效率最优。
结论
综上所述，光纤通信技术对于配电网自动化系统的发展具有较大影响。电力工程建设中，人们只有充分认识到配电网自动化系统的结构布局和通信要求，然后结合生产需要，选择科学合理的配电通信形式，才能提升配电网自动规划系统管理质量，推动电力工程的有序发展。
参考文献:
[1]朱唯伟.配网自动化技术对配电网供电可靠性的影响探究[J].科技经济导刊,2019,27(33):67.
论文作者:殷世杰
论文发表刊物:《电力设备》2019年第22期
论文发表时间:2020/4/13
标签：配电网论文; 通信论文; 光纤通信论文; 自动化系统论文; 光纤论文; 规约论文; 载波论文; 《电力设备》2019年第22期论文;