江苏省电力公司沛县供电公司 221600
摘要：在建设和改造配电自动化通信系统时，应该充分考虑并满足配电自动化系统的需求，其目的是覆盖全部配电终端，为配电终端信息接入提供符合要求和标准的通信网络。随着我国的经济的繁荣发展，科学技术也在不断的创新、进步，配电系统的自动化通信开发研究使人们的通信与沟通更加方便、快捷。在实际实施具体配电业务时所采用的通信方式有四种，光纤专网通信方式、配电线载波通信方式、无线专网通信方式和无线公网通信方式。本文主要研究分析常用的几种配电系统自动化的通信方式，结合现代发展的需求，对具体建设方案进行制定等等。
关键词：配电系统；自动化；通信方式
引言：根据现代配电自动化通信系统的需求与要求，就已经决定了在通信方式的运用上不可能是单一的，要结合多种通信方式进行实施方案制定，并且还要依据各个地点的适用性、使用期限的局限性以及实际产生的费用最经济适用来设计通信方案。配电自动化系统最早运用是在西方的发达国家，其发展速度也是相当惊人，中国的发展与社会的进步促使人们更加需要电能，配电自动化系统在我国的应用可以完美实现高强度电能在城市之间的输送以及使用，更可以减少输送电能的成本，配电自动化系统也在全国大范围的实施与更新。
一、配电网自动化中通信系统的特点
从通信方案设计的角度来看，配电网自动化系统具有以下特点。
（一）通信节点数量庞大。
配电网自动化系统主站需要对大量的开闭所、配电变压器(以下简称配变)、柱上断路器，分段断路器等设备进行监控。以芜湖供电公司(以下简称公司)为例，目前仅配变就有1 5 0余台。这就要求通信设备必须拥有足够的传输能力和寻址范围，也对通信网的拓扑选择产生了影响。
（二）通信节点分布范围广，布局分散。
单点的信息量较小，对实时性有一定的要求，需要进行双向通信。这就要求设计时必须在以上多个因素之间进行权衡，才能保证通信方案的有效性和经济性。
（三）10kV配电网的发展有一定的不可预见性。
其拓扑结构和运行方式会频繁变动。因此，配电网自动化系统所采用的通信方案也应该能够适应这种经常变更的要求。
（四）配电网设备需考虑的问题
由于在配电网中很多通信设备必须安装在室外或强电环境中，设备的抗干扰和抗恶劣环境的能力也是方案设计必须考虑的问题。
二、配电自动化系统的通信方式
在我国的配电网自动化系统之中，有光纤通信方式、配电线载波通信方式、有线以及无线通信方式，我国主要以无线通信方式为主要配电网自动化系统的传送方式。因为，无线通信方式比有线方式更加方便，其优势也显而易见。有线通信方式是要用电线将每一个通信点连接起来，但是在我国范围这么广，地域性又特别强，有线通信方式的弊病在于线路的铺设苦难，对资源的浪费以及耗资过大，而使用无线通信方式则不存在这些问题。在地域上无线通信方式所需要的节点位置可以根据地域的不同进行有效的调整变化，节省资源、资金人力物力等等。然而对于有线通信方式而言，地域性有着很强的要求，铺设时浪费人力物力。在我国目前无线通信方式中看好的方式有两种。
（一）基于GPRS的公网传输方式。
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目前，国内已有不少城市的配电网尝试了此方式，公司已有150台配变采用此方式传输配电SCADA数据。
（二）基于无线数字电台的方式。
香港中华电力公司在其配电自动化项目中使用了4 0套无线数字电台，在大连、盐城、潍坊等城市的配电网自动化系统中也部分采用了数字电台方式。
三、基于GPRS的公网传输方式
GPRS是在现有GSM网络上增加了基于分组应用的接口后形成的一种传输方式。GPRS突破了GSM网的9.6kbps的速率限制，理论上最高传输数据速率可达71 1.21 kbps。而且GPRS接入速度快，具有持续性和实时性特点，适合传输“频繁的数据量较小的业务”，也能承受“偶发的大数据量传输”。由于原有的“基于GSM短信”的配电自动化数据传输方式具有“按条收费、运营费较高、在短信中心服务器繁忙时无法保障信息的可靠及时性”等缺点，GPRS业务一经推出，便迅速取代GSM短信方式，成为公网传输方式的主流。
目前，大多数配电自动化信息都是通过FTU(馈电终端单元)和TTU(变压器终端单元)进行采集，然后通过串口线与GPRS终端连接。GPRS终端将该节点的信息传输至基站之后，再由基站转发至SGSN。信息经GPRS骨干网接力后，通过GGSN连接至运营商机房。再通过电力企业和运营商之间的APN专线到达配电SCADA主站系统。
四、基于无线数字电台的传输方式
无线数字电台是借助DSP技术和无线电技术实现的高性能专业数据传输电台。它采用了数字信号处理、数字调制解调等技术，具有前向纠错、均衡软判决等功能，可以传输遥测遥控数据、数字化语音、动态图像等业务。如今，数字电台的传输速率可达19.2kbps，收发转换时间小于10ms，而且多数数字电台提供透明RS2322接口，便于与TFU和TTU进行连接。
一般数字电台的标称覆盖范围是30-50km，考虑到城市中建筑物遮蔽和干扰等因素，实际的覆盖范围会小很多。在信号弱的地方增加基站的建设，这样既解决了无线电台覆盖范围的瓶颈，减少了因无线电中继产生的干扰和延时，也充分利用了电力部门已有的通信资源，一举多得。
五、两种无线传输方式的比较
（一）成本
单台GPRS终端的价格约为750元，主站端一般不设无线接收设备，但需要申请一条APN专线。此外，每年还需向运营商交纳费用，这将成为一笔不小的负担。以公司为例，若全部150台配变都采用GPRS方式传输数据，通信费用10元月(20 M流量以内)，每年需要向移动通讯公司交纳81万元。无线数字电台子站的设备成本为350-550元，主站的成本为750-2100元。如果采用2.4GHz的功用频段，则无需向无线电委员会申请，也无需缴纳费用。
可见，在成本上，无线数字电台有优势。
（二）传输速率
GPRS传输速率的理论最高值为117.2kbps，但在实际中一般只能提供20-40 kbps的稳定数据传输。无线数字电台目前已经普遍达到了19.2kbsp的传输速率。考虑到目前配电自动化数据的传输速率一般为1200-9600bps，两种方式均能满足要求，GPRS略占优势。
（三）安装维护
由于需要考虑天线的位置、方向性和防雷等因素，相对而言，无线数字电台方式在安装时较为复杂。在维护上，GPRS方式下，大部分维护任务只能由运营商来完成，也即很多维护任务对供电公司而言是不可控的。而数字电台方式则更符合电力通信专网专用的传统。
结语：自从我国改革开放以来，我国就主要以经济建设为主，大力发展重工企业，我国的输电网“从零到一”，发生了质的变化，配电自动化通信方式为我国的经济建设提供方便的电能提供与输出。我国的专业科研人员在很早就对配电的相关技术进行深入的研究，从最开始从国外引进配电的通讯设施，在经过几十年的过程中，取其精华，去其糟粕，不断的进行自主研发，最终终于研制出了适合我国配电系统自动化的通信方式。伴随着配电系统自动化的通信方式不断创新与进步，在城乡改建中应用非常广泛，这对于我国的经济开发建设起着重要的决定性作用。
参考文献：
[1]田进章.浅谈配电自动化系统中的通信系统[J].河北电力技术，2012，28(4)：19-22.
[2]王明俊，于尔铿，刘广一．配电系统自动化及其发展[M]．北京：中国电力出版社，2012，12(7)：1-120.
论文作者:朱瑶瑶
论文发表刊物:《电力技术》2016年第4期
论文发表时间:2016/7/23
标签：方式论文; 通信论文; 电台论文; 自动化系统论文; 数字论文; 终端论文; 公网论文; 《电力技术》2016年第4期论文;