无线窄带数据通信网配电自动化探析

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摘要基于可靠通信网络，可让配电自动化系统高效实现配电控制。研究基于目前配电自动化系统的需求，基于无线窄带数据通信网的系统结构设计、配电自动化结构设计等层面进行阐释，以提高配电自动化系统的稳定性与安全性，为其他研究者提供参考。

关键词无限窄带数据；配网自动化；数据通信网

0引言

配电自动化系统能够无人介入或少人为介入即可大批量完成重复性工作。实现配电网潜力最大化发挥，提高电能质量、减少停电时间与面积则是配电自动化系统的优势所在。在诸多影响因素中，通信系统对配电自动化影响颇深，其技术好坏将直接影响到配电自动化系统的性能优劣。这是因为通信系统可以传输配电自动化性好，收集、反馈信号数据到远方终端口，因而配电自动化系统受通信系统的环境、传输效率、方式的限制。而无线广域网技术可以极大提高配电自动化系统的安全可靠性，因而在实践中得到广泛使用。

1系统结构设计

监控和协调所辖区域的开关、变压器的情况，通过监测工作情况，调整网络结构，优化运行环境的方法，配电自动化系统完成大量、多接口的配电运作。其特征在于协调集成使用系统整体性能，从而提高管理水平。这一特性也决定了配电自动化系统应当设置为多层次的分布式开放架构，其中，每个城区需要进行统一概念设计，并以变电站作为分层依据，自上而下地建立主站层（即配电调度中心主站）、子站层（即多个配电自动化子站）以及终端层（即配电终端），其链接的方式依靠通信网络实现。

1．1配电自动化主站层

作为核心层次，配电自动化主站层需要统筹监控、分析、协调整个配电网的情况，并对已经出现的故障进行及时排查处理，力求达到配电网络时刻保持优秀的运行状态。此外，主站层还需复杂与其他系统交换信息，并承担起部分配电信息的交流维护功能［1］。其架构较为简单，一般分为双网结构和单网结构。其中，双网结构中，服务器与PC端口都需分别连接到对应的网络，双网分别称为主网和备用网，同时负责传输数据，二者维持动态平衡。如果当一个网络出现紊乱等状况时，另一网络则自动接过紊乱网络的信息传输任务，直到故障排除才再次恢复到双网络传输状态。其主要系统结构包括前置机、数据库服务器以及配调工作站。

1．1．1配调工作站

配调工作站是工作人员监控、查看配电网络运行状况，获取数据、报表、曲线图等统计资料的端口，可视作是配调工作人员的操作终端。此外，为了多样化开展配调工作，一般会配置多机互热备用的方式来完成多样化匹配。

1．1．2数据库服务器

数据库服务器一般会配置两个服务器，主服务器负责日常的数据储存与处理工作，一旦主数据库服务器发生故障无法及时排除，此时就可启动备用服务器来接替工作，与双网和配调工作站的设置基本一致［2］。此外，数据库服务器的设计应当遵循开放标准的原则，数据访问、处理都需即时反馈。在分工上，一般会设置商用数据库服务器，用于储存历史数据，并建立起数据库模式和外部访问的接口。而历史数据库服务器则依托ODBC技术，通过分析已有的数据库模型建立起备用机制，并自动备份与商用数据库服务器内容一致。

1．1．3前置机

通信通道与处理功能是前置系统的两大功能，其中通信通道类似于通信链路，完成主站与子站或各大终端设备之间的数据采集、处理、监视和控制功能。而数据处理则是基于主站与子站或各大终端设备之间的信息，进行信息的转发、交换、处理、监视、统计以及控制。前置机会将从子站或各大终端设备采集到的数据等信息进行处理后，自动发送到数据库中进行备份，信息共享到各大节点之中。

1．2配电自动化子站层

作为整个系统中的中间层，配电自动化子站层主要起承上启下的桥梁作用，将FTU以及TTU采集到的信息传递到主站的通信处理机中，完成信息桥梁的作用。此外，更兼具部分的故障诊断功能，发现故障后可视部分情况进行阻隔和恢复处理。在一些变电站和开闭所中，更具有采集线路信息、监控本地配电情况的功能。基于配电自动化子站层的功能延展，不难发现其设计目的无外乎有二。其一是减少主站层的工作量，降低其负担。其二则是因为传统的故障处理必须到配电终端进行断路等处理，而通过单击配置等方法，运用计算机技术建立网络，可以通过无限窄带数据通信网技术进行部分故障排除。

1．3配电终端设备层

常见的配电终端设备层包括FTU、DTU、TTU以及抄表终端等，是一种集数据采集与控制为一体的配电终端设备。通过与子站层通信的串联，或直接与主站通信，能够收集、传输配电系统的实施数据，执行上级命令，同时还兼具少量的故障现场处理功能。

2通信系统

2．1常见的配电自动化通信方式类型分析

智能终端设备与后台软件的丰富程度，在一定程度上决定了配电自动化系统的优劣。具体来说，配电自动化系统中，接收终端的数量、位置、环境（气候、地形等条件）都会影响到接收信号的强弱，此外网络建设程度的不同也会对系统带来影响。伴随着通信技术的发展，无论是设备还是软件都有了长足进步，且日趋多样发展。在此基础上，包括卫星通信、无线寻呼、数控电台等技术迭代更新。从不同的通信方式中选择更适合配电自动化系统的方式，能有效提高其功能的安全可靠性［3］。光纤通信，作为首选的通信方式，源于其高效传输、抗干扰能力强、组网方便、信号损耗小等优势。同时基于配电网络往往需要覆盖大范围的分散节点，却仅仅传输少量数据，因而在动用光纤通信时性价比较低，需投入的网络建设成本过高；架空明线［4］。虽然对网络建设要求较低，但信号损耗大、易受干扰等特性，令其难以适应远距离信号传输；配电载波技术。在抄表数据和监测线路数据上表现良好，性价比高。但却不具有停电数据采集功能。综合比较下，无线通信技术中的微波技术是较为适合配电自动化系统的通信技术。且伴随着技术发展，800M集群技术得到推广，在网络建立的前提下，能够在小成本范围内更具经济性的使用网络，同时GSM／GPRS技术的运用还能保证数据实时传输质量，建立配电自动化系统的专用无线数据网络。

2．2Mobitex的构成

Mobitex由爱立信公司在1984年开发，是一种为客户传输信息的窄带无线数据通信网络系统。移动终端。移动终端自身不能直接通信，需要通过与中转基站联系，进而借由基站的平台产生其他通信。基站。基站与本地交换机相连，并借由本地交换机的线路将数据传输到其他区域。同时，基站与移动终端通信，将区域内的信息进行传播。此外，基站在无线通信道上，可根据当前信道流量进行智能分流，优化利用。服务器。服务器往往是由固定终端或FST构成，可与本地交换机直连，也可以通过IP技术接入服务器。交换机。多个交换机构成区域－本地交换机的分层结构，交换机之间以同样的连接方法联系。其中，本地交换机完成基站间、无线设备与固定终端之间的链接，同时提供网关功能与其他网络连接。其中网关功能可以通过本地交换机直接实现，也可以通过IP连接可选网关功能。网络控制中心。NCC控制整个网络的运行、维护工作，传递告警、用户管理、计费管理等信息。同时，通过NCC可完成部分基站与网络部件的重配，减少现场处理的费用和时间。

2．3基于Mobitex技术的自动配电通信网建设

Mobitex系统运用分组交换的方式，每次只需发送少量数据即可完成，因而非常适应配电自动化异常频发的特点。同时，也很好地控制了成本与效率之间的性价比，降低误传和丢包状况的出现。终端间、终端与主站之间的通信实际上就是计算机间的通信，因而计算机系统在配电通信中意义重大，可完成运行、计划、控制、操作、监视、记录以及评价功能，并将信息传输到中央控制器。，Mobitex系统建设方案为：FTU、TTU、DTU、FTU以及电表、集中器等与或内置或外置的Mobitex调制解调器相连，基于Mobitex基站完成与外部系统的通信。其中，监控主机、前置机以及数据库服务器等与Mobitex基站相连，共同组成配调中心，其连接方式可以为直接与本地交换机相连，或采用IP访问服务器相连。其中，IP访问服务器相连需要基于Mobitex分组与IP之间的关系搭建起新的协议线路，利于线路畅通。最终，将网络终端收集到的数据统统进入监控主机进行统计、分析处理，以报表、图标等形式呈现出来，以为最终用户决策、调度时提供参考。此外，各类监控和调度指令汇聚的配调中心，可以通过网络发送信息到各个终端，指令其在出现故障或有需要的时候，执行跳闸、开闭等动作。

3结语

基于无线窄宽数据通信网下搭建的配电自动化系统，具有传输数据高速可靠、运营成本低、工作效率高的优点，对满足用户和供应商对无时无刻全面访问、控制配电自动化系统数据有着重要作用。

参考文献

［1］张洪源，李若菲．探析电力配电自动化和配电管理［J］．中小企业管理与科技（上旬刊），2016（12）：28－29．

［2］高向荣．电力供配电系统在自动化控制发展趋势［J］．电子测试，2017（1）：91－92．

［3］姜春莹，刑锦锋，王小亮．电力配电系统自动化技术［J］．电子测试，2017（1）：106－107．

［4］孔维白，郭俊青．关于配电自动化系统的应用和发展［J］．通讯世界，2016（10）：193．

作者：高浩 单位：贵州电网有限责任公司贵阳金阳供电局