谈配电自动化中数据通信系统应用的论文

谈配电自动化中数据通信系统应用的论文（通用14篇）

篇1：谈配电自动化中数据通信系统应用的论文

【摘要】针对配电自动化中数据通信系统的应用，做了简单的论述。数据通信主要方式包括光纤通信、有线通信、无线通信，利用IP技术与通信技术等，按照设计规范，构建数据通信系统，对配电自动化功能的实现，有着积极的作用，为其提供了通信基础。

【关键词】配电自动化;数据通信系统;神经系统;IP技术

配电网自动化系统功能的实现，需要依靠通信手段，将中心控制指令，准确的传递给远方终端，实现终端设备运行信息收集，将数据信息传递给控制中心。通信系统设计是否合理，直接影响着配电自动化功能的实现。基于此，加强此课题的研究，有着必要性。

1数据通信系统的应用原则

应用数据通信系统，要坚持高效性原则，若配电网运行时发生网络中断问题，则中央集成系统难以有效控制子电网，我国多采取多元化数据信息沟通方案，以此提升配电网通信效率。同时需要具有扩展性，因为用电量不断增加，电力分配方案将不断优化，需要利用通信设备实现，所以需要预留接口，以达到电力分配优化需求。

篇2：谈配电自动化中数据通信系统应用的论文

2.1通信技术

2.1.1以太网无源光网络技术

此技术也被称作是EPON技术，属于新兴宽带接入技术。在物理层，利用的是PON技术;链路层利用的是以太网协议，基于PON拓扑结构，接入以太网。利用此技术，主要利用链形与星型等方式，实现组网，适用于配电自动化通信系统组网[1]。

2.1.2配电线路载波通信技术

配电线载波通信，主要是利用10kV配电线路，作为数据传输通道，采取FSK与调频技术，进行调制，利用DSP数字信号处理技术和集成技术，实现数话同传。

2.1.3无线专网通信技术

数据通信系统利用WiFi技术、WSN/ZigBee技术等实现通信，其中WiFi标准包括802.11g、802.11a等，利用2.4GHz直接序列扩频，可以依据信号强弱，进行传输速率调整，可以调整成1Mbit/s、2Mbit/s、5.5Mbit/s宽带，最大传输速率是11Mbit/s。此技术直线传播范围可以达到300m，在有阻碍的情况下，可以达到100m，此技术具有组网简单的优势，拥有丰富的终端支持，在布设时不需要布线[2]。

2.2数据通信系统设计方法

2.2.1通信系统线路设计

为了实现配网数据通信系统功能，需要合理设计系统线路。利用以太网，来实现通信系统主站和子站的通信，利用转换器和交换器等设备，可以实现数字信息转换，实现中央集成系统和子电网通信。结合实际情况，来选择子电网和终端设备连接方式，可以利用光纤以太网连接。除此之外，还需要利用无线接收和发射设备等，构建无线网络，实现多样化通信方式并行[3]。

2.2.2协议设计

配电网数据通信系统的有线通信网络，可以基于IP协议或者TCP协议，以确保系统的扩展性，实现多地址分配，可以满足智能电网发展需求。无线通信网络可以采取GRPS无线数据通信或者GSM通信。GRPS较为先进，若条件允许，则可以利用此通信方式，将GSM通信，作为补充通信。

2.2.3通行设备设计

配电自动化通信网络的应用，对于子电网和终端设备，可以利用无线设备或者有线网络通信。在安装设备时，要选择智能化水平较高的设备，确保设备的.环保性与易维护性。

3提升数据通信系统在配电自动化中应用效率的策略

3.1加强通信线路建设

配电自动化数据通信系统的应用，需要完善基础设施，以确保应用功能。基于此，供电公司需要加快通信线路建设。譬如：湖南某供电为了提升配电自动化水平，敷设通信线路，建设智能配电网专用通信网，促进配电网快速发展，建设智能配电网数据通信系统，能够实现区域范围内开关站与环网单元各类终端采集的配网数据快速上传，利用通信终端站点设备，将数据信息传输给变电站，实现数据信息汇聚，进行数据分析与处理，以明确配电线路运行状态，及时发现运行故障，缩短电力事故处理时间，避免大范围停电事故的发生，提高供电的可靠性与质量。

3.2优化通信方案

配电自动化通信系统应用方案中，虽然有着较强的应用优势，但同时也存在劣势，以无线通信为例，其主要包括GPRS与PM等方式，若拥有无线通信讯息接收站，便可以采取无线通信方式，实现和配电网的连接，此方式成本较低，但数据保密性较差，数据传输速率不稳定，影响着此方式的应用，表1是基于此方式的通信系统方案评估结构。针对此为问题，为了确保通信系统运行的稳定性，可以采取多元通信系统，构建配电自动化网络系统，优化系统结构，充分发挥各类通信方式的优势。

3.3加强数据通信系统运维管理

配电自动化中数据通信系统的应用，需要合理设计数据通信系统运维方案，若运维方案较为复杂，则会增加通信系统运维的成本，增强运维人员的工作负担，因此需要在设计数据通信系统时，采用较为便捷的方案，以便于后期运维管理。在运维管理工作中，运维人员需要按照通信系统维护规范与标准，做好定期维护，及时消除数据通信系统运行安全隐患，以确保数据的安全性，保证电力系统运行的安全性。

4结束语

配电自动化中，数据通信系统的应用，需要合理设计通信系统，按照数据通信系统应用原则与设计方法要求，做好通信系统建设工作，以充分发挥其作用，在后期管理工作中，做好通信设备管理，确保通信系统运行的可靠性。

参考文献

[1]陆广兴.配电自动化中的数据通信系统探究[J].信息通信，(03)：239~240.

[2]郝兆平.配电自动化中的数据通信系统研究[J].黑龙江科学，(05)：48~49.

篇3：谈配电自动化中数据通信系统应用的论文

在当前配电网结构与经济环境条件的制约下, 在建设配电网通信自动化系统的时候, 要结合现代的组网技术、电力传输媒介、网络架构和设备型号全面发展, 根据配电网系统的特点、建设规模、消费要求、发展趋势等各方面科学发展通信系统。

一、配电网通信自动化系统的基本要求

要结合配电网实现通信自动化系统, 除了需要根据配电网络的特点, 合理的运用现存的通信网络资源来进行。同时也要达到以下几点要求:

1、为了满足增加用户和扩展业务的需要, 要求配电网通信自动化系统具有较高的安全性与可靠性。在用到公网资源传输配网信息时, 可以运用特殊技术首先设计一个虚拟网络来保障电力数据互联网的安全。

2、在实施配电网的通信自动化时, 要使配电通信网络速率高、范围广、组网科学合理, 要从组网的安全性、高效性、经济性等多方面综合考虑。

3、组建通信网络系统时, 要因地制宜, 充分利用接口组网的条件和现有科学技术手段, 选用最合适、最节俭的组网方式, 同时, 要多考虑数据信息采集、传输的及时性, 要根据条件, 在各个分区之间用不同的通信方式来保障信息在传递时的安全可靠性。

二、配电自动化中通信系统设计的总体原则

配电自动化通信系统要遵循全方位规划设计、分步逐级实施的原则, 具体来讲, 主要表现在以下几个方面:

1、宏观考虑、优化设计网络路由, 充分利用现有的网络资源, 使通信网络的宽带的速度与容量能够达到电网通信数据自动化的要求, 还要保证所使用的网络具有可扩展性与易管理性。

2、对于通信网络在布局实施的时候, 要清晰合理, 采用独立的网络结构, 不与其它通信网络有交叉合并, 对通信系统的管理应用采用统一的模式, 而且尽可能与上一级管理中心靠拢。

3、在通信设备与实施技术上要选择经过国内外相关专业验证过的先进设备技术, 对于实施过程中出现的任何技术难题与疑问都能有理可依有据可查。

4、实施过程中各个地方因经济情况不同导致的配电网发展情况不同, 通信系统建设也要适应当地的电网结构, 不能一蹴而就, 要步步为营、循序渐进。

5、通信系统自动化的实施发展离不开经济的支持, 而这项工程又是一项投资巨大的工程, 因此我们的考虑实施方案时要充分考虑实施时的基础费用、设备费用和维护费用, 综合比较, 择优而用。

三、确定配电自动化中通信系统的网络结构

配电网络的通信系统结构是根据配电网的现状分析与各个区域的规模大小来决定的, 同时结合配电终端数量与通信数据总量采用层次结构。如果所在区域的配电终端数量不是很多, 而且数据传输量也不大的时候, 我们在保证通信安全可靠、管理方便与节约资源的情况下可以采用两层通信结构。这种电网通信结构多用在农村和小型社区, 这样实施的另一个好处是可以缩短建设周期, 提高建设效率。反之, 如果在电网结构繁杂的城市区域, 则应该采用三层通信结构。

四、结语

配电自动化通信系统的实施是为了我们在进行电网管理时能够更安全更高效更科学, 同时也为未来电信技术的发展探索新知、研究创造, 使电能设备与通信技术能够更好的服务于人类社会, 发挥更大的潜能。通过了解配电网中通信通系统自动化在设计实施过程的中要达到要求与遵循的原则, 可以为我们在以后现实操作中作出指导, 让我们的电网通信相关技术的实施能够更快更稳的发展, 一步一步迈上新台阶。

参考文献

[1]孙静, 郭峰.配电网自动化系统通信方式的研究.微计算机信息, 2008, 24 (3) :127~129

[2]唐琳.配电自动化通信系统的设计与实现.电力系统通信, 2003, 12 (3) :45~47

篇4：谈配电自动化中数据通信系统应用的论文

【摘 要】本文通过对EPON无源光网络组网技术及层次化网络架构进行分析和研究，根据杭州市配电自动化系统的特点及组网要求，提出了配电自动化系统通信网络及数据网络设计方案。

【关键词】配电自动化，通信，网络

【中图分类号】TM727【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）02-0017-02

引言

国网公司的智能电网概念包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度六个环节，配电网是电力供应链的末端，是直接面向社会和广大客户的重要能源载体之一，是坚强智能电网的重要基础和组成部分。配电自动化是实施智能化配电网的重要手段，它不但可以极大地提高配电网调度、生产和运行的管理水平，提高供电企业的经济和社会效益，同时可以让广大电力客户直接感受到智能电网所带来的高质量、人性化的服务。

数据并集中上行数据，使得一个PON接口的光纤传输带宽可以由多个ONU共享。

2.3 杭州配电自动化系统通信网设计

杭州市主城区负荷密集大，各开关站之间需要敷设的光缆路径很短，大部分10kV电力管沟都具备敷设通信光缆的条件，骨干网络可采用光同步传输网（SDH），开关站通信采用以太网无源光网络（EPON）技术，分区分片进行接入。

杭州配电自动化系统通信网采用一体化无源光网络单元设备（ONU），将光分配网络设备ODN内置与ONU。EPON系统组织架构设计为以变电所为汇聚点，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，确保接入网的高可靠性。配电自动化系统通信网总体结构如图1所示。

典型的“手拉手”两点保护接入结构如图2所示，OLT1和OLT2分别安装在不同的变电所，ONU安装在开关站，每个ONU通过不同的光路分别连接至位于两个变电站的OLT1和OLT2，单条光路中断或单个OLT设备失效均能实现保护，由ONU选择接入不同的OLT。

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。

3 配电自动化系统数据网技术方案

配电自动化通信网使用EPON技术构建，采用“手拉手”的系统结构；各OLT通过SDH传输网连接至汇聚交换机，在汇聚交换机实现各终端设备的网络层通信功能，不同变电所内的OLT之间的在数据链路层上有一定的关联性，导致在数据网网络故障的隔离方面存在一定的不足。为解决这一问题，通信网规划时考虑了分区分片接入，并通过数据网层次化网络设计解决片区之间的网络故障隔离问题。

3.1 层次化的网络架构设计

篇5：配电自动化通信系统典型方案

通信是配电自动化系统不可或缺的重要组成部分。目前应用在配电自动化系统的通信方式主要包括光纤以太网、光纤双环自愈，专线、无线蜂窝及GPRS通用分组无线业务等。用户需要因地制宜，选择适合当地配电网状况的一种或几种通信方式组合。配电自动化通信系统设计原则

1)配电自动化通信系统应和配电自动化系统应用功能紧密结合，将多种通信方式进行合理搭配，以取得最佳的性能价格比，满足系统的整体性能指标要求；

2)配电自动化通信系统的设计应具有先进性、实用性、可靠性、可扩展性； 3)主干通信网的设计应和配电自动化计算机网络系统相结合；拓扑结构应路径最短、涵盖配电终端范围最大，具有较好的扩展性；应具有较高的通信速率和较低的误码率；

4)非主干通信网的设计应和配电自动化站端系统相结合，在满足配电自动化整体性能指标和通信可靠性的基础上适当提高通信速率。2 配电自动化通信系统组网方案

整个配电自动化系统可以根据功能需求分为四个层次，即配电主站层、配电子站层、馈线终端（FTU）层、配电终端（TTU）层。各层之间的通信如下图所示： 1）配电主站和配电子站层之间的通信：采用同步数字通信网络（SDH）。SDH是一种基于时分复用的同步数字技术。对于上层的各种网络，SDH相当于一个透明的物理通道，在这个透明的通道上，只要带宽允许，用户可以开展各种业务，如电话、数据、数字视频等，而业务的质量将得到严格的保障。目前供电局与各个变电站之间一般建设了强大的SDH通信网络，SDH通信设备一般可提供2M或10M的数字通信接口，可将配电主站、配电子站置于SDH光环链路上，形成高速数据传输网。

采用这种通信方式，如果SDH系统提供的是2M的数字通道，需要在配电主站及各个配电子站配置E1/10&100Base-T网桥或直接配置路由器，利用E1通信线路，在配电主站与配电子站之间建立带宽为2M的数据传输通道。如果SDH直接提供10&100M网络接口，则可以直接接入配电子站网卡和配电主站局域网。通信网络如下图所示：

2）配电子站与FTU之间的通信：目前大多数城区配电自动系统采用了以光纤为介质的双环自愈或网络通信方式。光纤通信方式具有通信速率高、容量大、可靠性好、通信距离远、组网灵活和易于网管等特点。采用这种通信方式，一般选用ADSS电力专用通信光缆，沿着城区10KV配电线路进行敷设，在配电子站与馈线终端FTU之间形成物理上的环形或链形结构。分别为配电子站和馈线终端FTU配置一套光通信设备（光modem）。通信网络如下图所示：

3）配变终端TTU的通信方式：配变TTU的数量较多，分布范围大，运行环境复杂，TTU对通信实时性的要求相对FTU较低。从经济性实用性上考虑，可以利用FTU的汇集功能将其附近的TTU数据通过485专线方式进行汇集，然后通过FTU将TTU数据上传到主站。或采用GPRS通信方式，利用移动公司成熟的无线通信网络实现TTU直接和配电主站通信。

GPRS是通用分组无线业务(General Packet Radio Service)的英文简称，是在现有GSM系统上发展出来的一种新型的高效、低成本的无线分组数据业务。GPRS采用TDMA 时分多址方式（Time-division multiple Access）传输语音，采用分组的方式传输数据。GPRS网络是一个传输承载平台，提供的是端到端分组传输模式下数据的发送和接收。随着移动通信技术的迅猛发展，GPRS通信业务已经具备了承载专业数据通信的能力。

篇6：光纤通信在配电网自动化上的应用

赵明洲 广东省中山电力工业局(528400)

王卫星 华南农业大学(510642)

1前言

随着国家经济的发展和人民生活水平的提高，人们对电力的需求日益增长，同时对供电的可靠性和供电质量提出了更高的要求。配网馈线自动化是配网系统提高供电可靠性最直接有效的技术手段之一。在近几年国家加大了对城网和农网的改造，国内各大供电局对配电网自动化的投入也在加大。在配网自动化实现的过程中，我们发现通信问题是一个难点问题。在此，仅就光纤通信在配网自动化方面的应用谈一点认识和体会。

2配电网自动化对通信的要求

同调度SCADA系统一样，配电自动化系统也需要一个有效的通信网，同时他有自己的特点：终端数量极多。配网系统拥有众多的开闭所、配电变压器、柱上断路器，要对这些设备进行监控就需要许多FTU和TTU，同时这些FTU随配电设备安装，地域分布广，通讯节点分散。

配网自动化系统的规模、复杂程度和自动化程度决定了通信系统应满足下述要求：

(1)可靠性：

配网系统的通信设备有很多暴露在室外，环境恶劣，因此必须能够抵御高温、低温、日晒、雨淋、风雪、冰雹和雷电等自然环境的侵袭。同时，尽量避免各种电磁干扰，保证长期稳定可靠地工作，并要求在线路停电时，通信系统仍能正常工作。

(2)经济性：

考虑到配电网系统的总体经济效益，通信系统的投资不应过大，力争充分利用现有的主网通信资源，进行主、配网整体规划，避免重复投资。

(3)寻址量大：

通信系统不仅要考虑目前及未来的数据传输的需要，还要考虑系统升级的要求。

(4)双向通信：

配网自动化要实现遥测、遥信、遥控功能，就必须要求具有双向通信能力。

(5)容易操作和免维护。

根据以上的要求，伴随着光纤价格的下降，目前，光纤通信正广泛地应用于电力系统。

3光纤通信

自激光器和低损耗光纤问世以来，光纤通信系统以其技术、经济上无可比拟的优越性而迅速崛起，并风靡全球。该系统是以光纤为传输介质，以光为载波信号传递信息的通信系统，应用的光波波长为1.0～1.μm靘，整个系统由电端机、光端机、光缆和中继器构成。光纤可分为单模光纤(SMF)、多模光纤(MMF)、长波长低射散光纤(LMF)、保偏光纤(PMF)及塑料光纤(POF)等很多种；常用的为单模和多模光纤，多模光纤就是传输多个光波模式，而单模光纤只传输一个光波模式。单模光纤比多模光纤传输距离长，目前一般地，光信号在多模光纤内可传6km左右，在单模光纤内可传30km。因此，单模光设备的价格要高于多模光设备。实用的光纤通常都是由多根光纤、加强芯、保护材料、固定材料等组合成光缆构成的传输线。

光纤MODEM可完成光信号与数字信号之间的相互转换。光纤MODEM一般有一个以上的数据口用以传递同步或异步信号。通信速率可达到2Mbps或更高，配网常用的通信速率一般为同步N×64K或异步19200bps以下。故足以满足配网通信的需要，光纤MODEM的连接示意图如下：

另外，还有一种光纤MODEM具有双环自愈功能。这一功能使通信的可靠性大大增强。其功能示意图如图2所示：

图2(I)中，A，B，C三点是通过自愈光MODEM实现的双环网，若在D点发生故障，则如图2(II)所示，光路在A站和C站愈合(环回)，使通信不受影响，同时向主站发出相应的告警及定位信号，使维修人员及时修复故障段光缆。

4光纤通信的特点

光纤通信具有通信容量大，衰减小，不怕雷击，抗电磁干扰、抗腐蚀、保密性好、可靠性高、敷设方便等优点，不过投资费用相对较高，尤其对于城区内直埋式电缆线路的光纤敷设，施工费用将更大。

5光纤通信在配电网上的实现方案

光纤通信的组网方式非常灵活，可以构架成星型、链型、树状、网状、单纤网、双纤网、环上多分支、多环相交、多环相切等各种拓扑结构的网络。

根据配电自动化系统的特点，光纤网通常需组成环型网，并与计算机局域网连接，实现数据共享。常用的组网方式如图3所示。

图3中：“S”表示网络服务器，“W1、W2、Wn”表示工作站，“b”表示变电所，“k”表示开闭所，“T”表示配电变压器。

实际工程设计中，充分考虑到电力通信专网拓扑结构的复杂性，SDH传输系统可以采用多达126个E1(2M口)全交叉连接和双主光环+多光分支的设计思想。基本构架为1～3个SDH／STM-1双纤自愈环相交或相切，而且在需要时，可通过更换光卡的方式在线升级为SDH／STM-4。如果局调度中心局域网位于网络地理中心，建议设计为相切环，以调度中心为切点，如图4所示；如果局调度中心局域网偏离网络地理中心，建议设计为相交环，由于调度中心不在交点，为了环间可靠转接，各环相交至少两点，互为保护路由，如图5所示。

6结束语

篇7：大型数据中心供配电系统设计论文

关键词：数据中心；供配电系统；设计

随着科学技术的快速发展，信息化建设不仅成为国家发展战略，也日益受到各部门、院校和企业等单位的高度重视。作为信息数据交流、处理的数据中心，其地位和作用也日益突显。随着计算机技术、网络技术、信息技术等的广泛应用，信息化建设也起得了长足的进步，集大数据运算、存储、处理等功能为一体的大型数据中心，已经成为信息化建设的重中之重。大型数据中心不仅数据处理能力更强，对数据安全的要求也更高。供配电系统是大型数据中心安全运行的基础和前提，直接影响到数据中心功能的有效发挥。因此，研究供配电系统设计，对于充分发挥大型数据中心效能有着重要的现实意义。

一、大型数据中心供配电系统概述

数据中心在某种程度上可以说是信息化条件下的计算机机房，是信息化建设的基础工程，为各种业务提供安全、稳定的信息支撑。大型数据中心机房中设置有大量的计算机、交换机、路由器等设备，要求供电系统必须做到全程、全时、稳定、持续和安全保障。供配电系统本身又是大型数据中心必不可少的基础性工程，为核心业务和其它系统的正常运行提供稳定的电力保障。大型数据中心供配电系统不是孤立存在的，而是一个交叉的系统，涉及到市电、开关电源、不间断供电、发电机、防雷、防静电等诸多设备和环节，既相互联系又互相影响，这就对供配电系统设计提出了更高的要求，既要便于扩容、维护，又要具有很强的容错力，同时从经济性上讲还应该有较高的性价比。

二、大型数据中心机房供配电系统设计要求

（一）设计标准和原则

一是设计标准。2009年我国实施的《电子信息系统机房设计规范》，为数据中心的设计和建设提供了法规依据。数据中心的设计，首先需要确定机房等级，国内的数据中心分级规定将电子信息系统机房划分为A、B、C三级，并以该级别的标准体系来确定数据中心的设计标准。其次，要根据机房相应等级，来确定配套的供配电系统。二是设计原则。数据中心供配电系统设计要充分体现以数据中心为核心的设计思想，确保科学规划、精心设计。按照立足现实、着眼未来、统一规划、统一标准的指导方针，把数据中心的设计工作纳入整体规划之中。为此，大型数据中心的设计时必须遵循科学性、规范性、经济性、安全性、稳定性和可扩展性等原则，确保设计工作实现科学化、标准化和规范化。

（二）设计需求分析

随着大型数据中心信息设备功能越来越强，机房单位面积的平均用电负荷也相应提高，对供配电系统的要求也越来越高。数据中心设计必须以用电负荷为依据，用电负荷的统计主要包括市电供电系统负荷和UPS供电系统负荷。其中，市电供电系统负荷（输出）主要包括：UPS供电系统输入、空调系统、照明系统及建筑电气设备等。UPS供电系统负荷（输出）主要包括：服务器、计算机、网络设备和各种配套设备等。[1]

三、大型数据中心机房供配电系统设计

（一）供配电系统设备布置

大型数据中心供配电系统主要包括开关电源、UPS电源、电池、配电柜和柴油发电机等设备。由于供配电设备自身重量大，占地面积大，因此设计时必须对机房空间和承重给予充分考虑。供电系统应配备独立的配电间和变配电所，UPS电源机房应靠近设备机房并充分考虑地面承重。发电机房除了承重外，还要考虑噪音问题，因此最好设置在地下层或地面一层。同时，设计时还要充分考虑变配电所、UPS电源机房和发电机房预留面积，以利于满足设备扩容的需要。

（二）供配电系统设计

1.市电动力配电系统设计

市电配电主要供给空调、照明、给排风、插座、一般动力和UPS设备等。根据可靠性原则要求，大型数据中心必须引入具有冗余关系的两路市电电源，且都能满足全部一、二级负荷的需求。正常情况下，两路市电电源必须同时为数据中心供电，并保持在负荷设备输入端自动切换的能力。市电动力配电柜应采取放射式配电，并确保两路配电线路分开铺设，避免相互干扰和影响。同时，配电柜的火警联动保护功能应能正常启动。

2.UPS供配电系统设计

UPS配电主要用于服务器、计算机、网络设备、监控设备等。UPS系统通常采用“系统输出配电柜-机房配电柜-机柜配电单元”三级配电方式，蓄电池组容量的计算方法包括按负荷电流计算和按负荷功率计算两种。大型数据中心UPS供配电系统一般采用冗余方式供电，确保当一台UPS设备故障时仍能满足重要设备的用电需求。冗余式配置通常采用三种方式：热备份式、直接并机式和双总线式UPS供电方式。设计时应根据大型数据中心供配电实际需求，以及三种冗余方式的优、缺点，来决定采取哪种方式更为有利。

3.自备应急电源系统设计

大型数据中心自备应急电源一般采用柴油发电机组或者大功率燃气轮机发电机组。根据可靠性原则，大型数据中心至少应配置一路自备应急电源，保证满足全部一、二级负荷的需要。发电机组燃料储备量一般应满足发电机组满负荷运行8小时。

（三）供配电线路敷设

电源线路敷设必须以设备布局和设计图纸为基础，设计时应保证供电距离尽量短，且强电和弱电线路不能同走一个线槽，一定要分开铺设。UPS电源配电箱（柜）引出的配电线路，宜穿镀锌钢管并敷设至数据中心各相关机柜，并使用插座或工业连接器为机柜供电。四、结语综上所述，大型数据中心供配电系统是重要的基础设施，其设计应纳入数据中心建设统筹规划。设计时应综合考虑供配电系统作用的效发挥，并注重科学性、标准性、经济性、可靠性、可拓展性等，确保大型数据中心供电安全、稳定、可靠。

参考文献：

篇8：谈配电自动化中数据通信系统应用的论文

配电自动化属信息管理系统, 其融合了自动控制技术、计算机技术、数据库技术、数据通信技术及相关电力系统技术;配电管理系统 (DMS) 是指对变配电、用户用电整个动态的全过程进行监视、监控管理的综合自动化系统;随着现代计算机技术及通信技术的发展, 其在配电网监控方面的应用相当普遍, 通常把通信技术及现代计算机技术在配电网监控方面的应用称为配电网自动化技术, 其以提高供电服务质量、提高供电可靠性、提高配电网络管理水平及提高供电企业经济效益为最终目标;配电自动化系统 (DAS) 是一种实现配电企业以远程实时的方式对配电设备进行监视、协调、操作的自动化系统。DAS能够对配电设备故障进行自动识别, 且通过网络重构及故障隔离的方式, 提高供电的经济性及可靠性。在本案, 笔者就通信技术在配电网自动化系统中的应用展开讨论。

2 配电网自动化系统

配电网自动化系统 (DAS) 凭借着自身的优势正在逐步将传统配电方式取代, 其甚至已经成为了电力系统未来发展的必然趋势。配电网自动化系统的构成成分有配电网数据采集和安全监控系统 (SCADA) 、需方管理 (DMS) 、配电地理信息系统 (GIS) 、馈线自动化系统、变电站综合自动化系统。

配电网自动化系统以自动化装置为依托对电力系统重复性工作 (如监视并控制配电开关状态、电气自动检测、, 查抄电表、负荷控制、电容器自动切换、自动调整电压等) 进行管理, 从而实现了人工干预量最低化。配电网自动化系统的功能有安全监视配电网、安全控制配电网、保护配电网。

配电网自动化系统有助于最大限度地开启配电网潜在功能, 降低线损、提高电能质量。相对于输电网自动化系统, 配电网自动化系统具有规模较大、设备要求高、建设费用高等缺点。此外, 配电网自动化系统通信系统建设也因变压器、电容器、分支线过多, 配电系统结构复杂, 配电自动化系统终端设备数量过多而极具复杂性。现阶段, 配电网自动化系统通信方式并不单一, 且各种通信方式均不完美, 其或多或少皆存在某些弱点及长处, 即能够完全符合配电网自动化系统层次要求的通信方式尚未开发。就一个独立的配电网自动化系统而言, 其仅以由多种通信方式组成的综合通信系统为依托, 针对不同层次的实际需求合理分配通信方式。与此同时, 配电网自动化系统内的若干终端设备的容量设定并不尽相同且相关要求也相当复杂, 即大容量变电站RTU及开闭所RTU;小容量现场RTU;现场RTU设置故障录波、定值等。这样一来, 配电网自动化系统内的若干终端设备无法按照同一通信规约进行布设, 以至于相关问题极具复杂性。

因受到相关技术及机制不健全的制约, 我国配电网现状不容乐观, 则改造配电网拓扑结构势在必行, 以此满足配电网自动化系统的要求, 从而为计算机网络技术的充分利用及配电网自动化水平的提高提供可能。

3 配电网自动化系统的几种通信方式

配电网自动化系统主要以通信网为依托实现信息于现场设备与控制中心间传输, 所以, 通信被认定为配电网自动化内最核心、最关键的问题。配电自动化应以可靠性高的通信手段为依托, 向各远方终端或执行机构下发来自控制中心的命令, 并向控制中心传输来自于远方监控单元 (RTU) 的各种信息。

通信系统的具体要求取决于配电管理系统的复杂程度、规模、自动化程度。通常情况下, 通信系统必须具有如下特征:通信可靠、适应今后对数据传输速率的要求、价格适宜、双向通信能力、通信不受限于电网停电或故障、配电通信实时性、通信系统可扩充性、易维护及操作。

可供配电自动化通信方式的数量随着通信技术的发展而不断增多, 现阶段, 将为常见的通信方式包括:电力线载波DLC;工频控制技术或过零技术ZCT;音频或脉动控制RC;无线电通信系统 (甚高频VHF、微波MW卫星、特高频UHF等) ;有线电视通道CATV;光纤通信OF;现场总线;无线扩频技术。

配电网自动化系统内各通信方式的应用均或多或少存在某些局限性, 特别是传统电力线载波通信, 其作为一种电力系统通信方式, 其具备可靠、经济、简便、维护及安装方便等优点。但是, 传统电力线载波通信因抗干扰能力差、要求发送功率大、接收灵敏度低、接收灵敏度低等缺点的存在而无法满足主干通道的要求。现阶段, 在我国配电自动化系统中, DLC通信方式的地位仍然相当重要。若在电力线载波通信中引入扩频通信技术, 其在解决相应通信质量方面发挥着重要的作用。

4 比较配电网自动化系统内的各种通信方式

现阶段, 配电网自动化系统内较为常见的通信方式有电力线载波、微波通信、电缆或架空明线、光纤通信、RS-485及现场总线、无线电通信等。就配电自动化系统而言, 尚无完全符合配电自动化系统通信要求的通信方式。在实际配电自动化系统内, 以配电网具体情况为依据, 实行“层次不同、通信方式各异”的原则, 即构建混合通信系统, 以此最大程度适应配电网自动化系统对通信方式可靠性及经济性的要求, 且应用效果相当可观。主干网络允许使用光纤构成环网, 该网路具备容量大、性能好等优势, 即将其他通信方式收集的数据接入主干网络各接点上, 再向主控中心进行输送。上述通信系统亦称混合通信系统, 普通通信系统均可通过混合通信系统实现信息及数据的传输。若将混合通信系统应用到实际配电网中, 其必须解决三个方面的问题, 即经济性问题、可靠性问题、通信规约问题。因若干通信方式并存于同一配电网系统内, 其势必会增加规约选择的难度系数。现阶段, 变电站综合自动化内应用最为普遍的通信规约有、循环式规约 (部颁CDT、C01、DXF5) 、应答式规约 (8 C 18 0、Mo db us、4F等) 、对等方式规约 (DNP3.0) 。比较分析各通信规约可得, DNP规约的应用效果最佳。

5 配网自动化系统内通信实现方案

现阶段, 光纤、电力线载波、双绞线、无线等多种通信方式混合的混合通信系统在配电网自动化系统内的应用最为普遍。较为普遍的混合通信系统结构:干线通信网络的构建材料为光纤;以RS-485或现场总线技术 (Can、Lonworks、Profibus等) 为依托, 将支线的TT U/FT U及干线T TU与干线FTU相联接, 联接材料为双绞线, 并借助高速光纤通道, 实现向主站及子站传输信息的目的, 且干线FTU应该具有集中转发的功能。馈线通信网的通信方式为光纤通信, 其包括光纤环网、光纤以太网两大类, 该两种光纤通信方式造价相差不大。10 kV电力线载波通信方式在馈线通信网中的应用效果也值得社会予以广泛关注, 其尤其适用于长支线 (城乡结合部) 。就低压 (220 V/380 V) 抄表系统而言, 电力线载波抄表通信方式应用效果最佳, 且其性价比也相当可光。就低压电力线载波抄表模式而言, 应用较为普遍的模式有:就集中式10～30块脉冲电表装一抄表器而言, 抄表器主要通过集中器 (配变站与低压电力线载波间) 实现有效连接;将载波模块分别加装于各块电表内, 但电表的集中程度一定要满足相关规定。比较分析以上两种低压电力线载波抄表模式可得, 第二种模式的造价相对更高, 但其在电表分散条件下的应用效果相对较好。集中器安装位置通常在配电变压器处, 集中器与TTU允许合一, 且1个/1个台区。

6 结语

综上所述, 配电网自动化系统随着电网改造的深入而面临更高的要求, 而要真正实现配电网自动化系统自动化水平及智能化水平的提高, 计算机网络技术及通信技术将发挥着决定性的作用。现阶段, 我国配电网自动化系统主要致力于在实践的基础上, 实现其可靠性、经济性及实用性的切实提高。

参考文献

[1]高绚.GPRS无线通信技术在乌鲁木齐配电网自动化系统中的应用分析[J].黑龙江科技信息, 2011 (26) :19.

[2]刘素灵.试论城区配电自动化系统的配置及技术要求[J].神州, 2012 (1) :23.

[3]陈文文.中压电力线载波系统在广州配电自动化中的测试及其应用[D].中山大学, 2010.

篇9：谈配电自动化中数据通信系统应用的论文

【关键字】中小城市；自动化系统；配电网络；应用规划

配电自动化系统（DAS）纵向属于配电管理系统（DMS），横向与变电站综合自动化、调度自动化、电力管理信息系统（MIS）等紧密关联。从目前实施的需求和现状看，配电网自动化实行的模式应是电网实时数据采集与监控系统（　SCADA）和配电地理信息系统（GIS）合一、“营配合一”，且与地调、电力MIS等紧密集成的系统。

一　中小城市建设配电网自动化系统的目标和原则

1　目标

1）提高电网供电可靠性，切实提高电能质量，确保向用户提供不间断优质电力，提高城乡电网整体供电能力。

2）实现配电管理自动化，对多项管理过程提供完整的信息支持，　改善供电企业服务质量。

3）提高管理水平和劳动生产率，减少运行维护费用和各种损耗，　实现配电网经济运行。

4）提高劳动生产率及服务质量，为电力市场改革打下良好的技术基础。

2　原则

从技术上看，配电自动化系统仍处于发展之中，中小城市为实现配电自动化应充分考虑本地区社会经济的发展水平，根据配电网的实际情况及远景规划，在经济能力能够承受的范围内，有目的地进行城网改造，分阶段投资和分阶段实施配电自动化，并使各配电自动化子系统最终构成一个健全的配电自动化大系统。

分阶段建设配电网自动化系统，初期规划应有一个总体考虑，　为配电自动化制定一个可行的设计原则，综合考虑配电网的网络分布、通信手段、投资成本等因素，　合理规划整个系统，分步实施，其基本原则如下。

1）资源利用和信息共享原则。作为配电网自动化系统的基础，数据采集通信系统信道的选用，应根据通信规划、现有通信条件、配电自动化及管理系统的需求，按分层配置、资源共享的原则予以确定，充分利用已有的调度通信网络，　减少投资成本。

2）可扩充原则。配电自动化系统的上层是一个开放式平台，终端是积木式结构。对于配电线路间暂时不具备网络互连条件，但具有配电自动化发展潜力的配电网区域，仍可以按照配电自动化目标进行规划，　不断创造条件分步扩充，最终建立整个配电自动化系统。

3）可靠性原则。系统的软、硬件都要求技术上相对成熟、运行稳定、安全可靠、整个系统在数据采集与控制操作的实时性、信息管理的完整性应满足可靠性要求，并且计算机网络具有安全保护措施和防病毒措施。

4）简化原则。在不影响功能需求的前提下，配电网一、二次设备尽量简化，以减少投资。

5）因地、因网制宜的原则。配电自动化系统设计应在配电网络规划的基础上，根据当地的实际供电条件、供电水平、电网结构和用户性质，因地制宜地选择配电自动化技术方案及设备类型。

二　中小城市建设配电网自动化系统的基本策略

1配电自动化设备的选择应具备先进性、开放性和服务的可持续性

城市配电自动化是对城区所辖全部柱上开关、开闭所、配电变压器进行监控和协调，既要有实现FTU的三遥功能，又要具备对故障的识别和控制功能，并配合配电自动化主站实现对城区配电网运行工况的监测、网络重构、优化运行。作为系统自动化的一部分，直接面向用户（而且信息量大），必须具备先进的适应性和强大的多系统接口能力。与其它自动化系统相比，特点是具有协调性和集成性，在数据充分共享的基础上发挥集成后系统整体性能，　提高电力企业管理水平。

2　基础网络与通信系统建设经济性和安全性

通信系统是配电网自动化系统的血脉，必须可靠、安全、经济、方便。一味求全求大，必然导致过高的投资，只有性价比高、扩充方便又有发展前途的通信方案才能作为首选。

3　电网监控与运行数据的安全性

在设计中要充分考虑数据的完整性、一致性、可恢复性等一系列涉及数据安全性的问题。目前主要考虑选择合适的数据库技术、数据备份技术实现电网监控中实时数据和历史数据的处理、安全存储和一致性检查。

4　建立完善的用户管理机制

电力系统的安全运行，某种程度取决于系统的管理水平，配电自动化系统应提供完善的用户管理功能，建立合理的权限操作机制，譬如由管理员统一分配用户权限、遥控等操作功能与权限相关联、用户按照权限获得操作许可等，这也是提高配电网自动化系统安全可靠稳定运行的必要条件，可避免人为事故的发生，　提高用电可靠性。

5　一体化综合功能集成设计

主要考虑采用电力SCADA与GIS完全一体化设计方案，提供标准的接口可以接入第三方GIS支撑平台，统一支持配电自动化各种应用，　实现实时信息、设备信息、地理信息全网共享。在系统规则和设计之初，必须考虑2个子系统如何共用地理信息、实时信息、网络拓扑信息、设备参数信息，如何保证信息的一致性、如何保证系统维护过程的同步操作等问题。

6　互联、开放式多接口体系结构

配电自动化的内容和特点决定了配电自动化系统的结构应是一个分层、分级、分布式的监控管理系统，应遵循开放系统的原则，按全分布式概念设计。由于系统采用分层的体系结构，如何做到故障处理分层快速，实现故障定位、故障隔离、非故障区域恢复供电准确及层与层之间协调配合是配电自动化系统需要考虑的重要内容。

三　配电自动化方案的选择

中小城市配电网自动化改造是一项系统工程，对配电网本身提出了一些要求。从技术上看实现配电自动化的前提条件是：一次网络规划合理、接线简单，具有足够的负荷转移能力；变配电设备自身可靠，有一定的容量裕度，并具有遥控和智能控制功能；经济上要比较配电自动化系统实施前后隔离故障、转移负荷所需时间，综合考虑故障时间内用户停电所导致的少供电电量价值损失及用户的重要程度，只有用户对供电可靠性的需求及用户的重要性达到一定程度，才有必要考虑通过实施配电自动化来进一步提高配电网供电可靠性和供电质量。

中小城市配电自动化可实现城区配电网运行工况监测、网络重构、优化运行，与其它自动化系统相比，具有协调性和集成性，在充分数据共享基础上发挥集成后系统整体性，提高电力企业管理水平。配电自动化系统按照整个城区都实施来进行设计，必须将变电站级作为一个完整的通信、控制分层。系统整体设计可分为配调中心层、变电站层、中压网层、低压网层。

四　结束语

随着国家投入巨额资金进行农网改造，我国中小城市配电网建设取得了突飞猛进的发展，这也为实现农网自动化奠定了良好的基础。今后中小城市配电网自动化建设也必将有更大的发展，中小城市配电网馈线自动化也将由现在的基于无信道的重合器+分段器模式为主向基于主站/子站的集中监控型馈线自动化模式转变。配电自动化系统也将由目前的“孤岛自动化”向“多岛自动化”模式发展，即配电自动化系统将数据采集及监控、馈线自动化、无功补偿及调压、微机远程抄表与计费自动化、配电网的网络分析、运行与检修管理、负荷管理和地理信息系统集为一体。

参考文献：

[1]　王大为，李大伟电力市场环境下配电自动化及管理系统的发展与展望[J]中国科技信息，　2005（2）

[2]王廷良配电自动化系统终端的现状及发展方向[J]电力设备，　2004，5（12）

篇10：谈配电自动化中数据通信系统应用的论文

目前,电气自动化技术在我国电气系统中的应用不仅为我国电力系统在运行中的故障诊断和处理方面做出了很大的贡献,而且极大地提高了我国电力系统运行的安全性、稳定性和高效率性等,因此扩大电气自动化在我国电力系统中的应用和促进我国电气自动化的发展已经是我国电力系统的发展方向和必然要求。电气自动化相关技术可以适用于电力系统项目从设计、规划到测试、检测与维护等环节,通过技术相互间配合应用,不仅可以满足不同类型用户的要求 ,还可以在一定程度上减少分开管理所造成的成本,对提升电力系统整体管理水平及综合竞争力具有重要3000kvar 投入容量的方式运行时,电容支路发生并联谐振的频率在 2.76Hz-2.78Hz 之间 ,其发生串联谐振的频率为2.88Hz;而经过电容器支路的谐波电流若小于2.65Hz 或大于2.88Hz 则被抑制,若处于 2.65Hz-2.88Hz 之间则会被放大。由于在该段母线背景谐波的测试中,其数据并未处于谐振与放大范围,因此该电抗器损坏并不是由谐波造成。

一、电气自动化的发展前景

当前,我国电子信息技术正处于不断发展与完善过程中,其基于传统技术的落后性反应出今后发展方向,如电流控制技术的应用、变换器的高频化发展、全控型电子开关技术的应用等。如传统电力系统存在电路整体控制力不强,而今后将会逐渐普及全控型电子开关技术,该技术将会极大方便电力系统的电路管理与控制。目前,电气自动化在电力系统以及其它领域都具有积极作用。电力系统作为一种庞大的、复杂、庞大的电力工程,应用人工智能、集成等自动化技术将实现信息记录传输的高效化,简化系统监控程序,实现信息的透明化,便于检修人员及时发现问题并进行必要的处理。而对于电气自动化的未来发展方向,应致力于技术的革新和创新,以促进系统的稳定运行。

二、电力系统运行中电气自动化的`应用

(1) PLC 技术的应用

PLC 技术是计算机技术与继电接触控制技术的有机结合产物,通过 PLC 技术可以自动编程、信息记录及运算电力系统工作中的各个部分指令,有利于实现电力系统低能耗状态,并大大提高其运行的灵活度。而电力系统运行中应用 PLC 技术的主要表现如下:PLC 技术可以利用控制电力系统中的压力、温度、流量等实施的模拟闭环控制有效调节电力系统各个环路工作; PLC 技术的运用,可以帮助电力系统有效且顺利完成信息数据的各个环节工作,主要包括信息的采集、信息的分析、信息的整合、信息的转换及信息的传递。从而达到柔性操作智能控制效果;应用 PLC 技术控制电力系统开关量,利用 PLC技术控制输入、输出信号的断开与通电,有利于实现各项生产工作高效化、自动化生产;在电力系统顺序控制工作中的应用。通过 PLC 技术控制电力系统运行中的单独模块信息,从而有效促进电力系统中相关工作协调性及有序性。

(2)人工智能技术的应用

对于电力系统发生的问题或故障,以往都是采用传统的方法进行处理,也就是采用人工方式检查与排除电力系统各个环节及设备的故障。如某个区域内发生停电,则需要工作人员将该区域内的电路全部切断或阻断掉所有的电流,随后对每个环节及每条线路进行排查工作,这种传统的处理方法过于耗费人力和时间,同时会影响到发生故障区域人们的正常生活与工作。而在电力系统运行中,通过自动化技术替换传统处理方式,有利于直观反应出具体故障位置及其情况,同时可以对电力系统中的各种问题或故障进行自动化诊断,并自动进行全面的分析,最终进行实时处理。自动化技术的应用大大减少了人工费用成本与劳动力,提高故障处理效率,有利于保证电力系统稳定运转,同时在一定程度上减少故障区域人们的正常生活与生产所受到的影响。

(3)电网技术的应用

在计算机快速发展的过程中,作为电力系统自动化主要构成要件的电网调度自动化水平同样得到不断提升与发展,同时促进电网技术一体化和电网调度自动化的进步与发展,还进一步提高数字信息技术的处理能力高度。电网自动调度因其工作范围较为广泛,使得其的应用范围相应扩大,而明显的地域性差异形成电网类型及其特点差异化。将自动化技术及其相应设备装置应用到电力系统各个环节当中,有利于统一管理与预测各个设备运行数据、参数及信号等,从而达到有效的控制效果。

(4)自动化仿真技术的应用

随着电气自动化技术不断发展,并逐渐与国际接轨。在这样的环境背景下,作为电气自动化技术中重要组成部分的自动化实时仿真系统同时得到相应的发展,并在电力系统运行中得到广泛的应用。如混合实时仿真环境能力实验室的建立,通过仿真系统模拟电力系统于不同环境条件下进行稳态实验和暂态实验,可以为科学研究提供较为丰富的仿真试验数据。另外,还可以和不同的控制装置形成闭环系统,进行新装置的测试,有利于提高新装置性能测试的准确度,同时也有利于提高对其控制的有效性,进而向智能保护、灵活输电系统等的研究实验创造有力的实验条件。

三、结束语

篇11：谈配电自动化中数据通信系统应用的论文

近些年来新建成的现代化写字楼内均安装有中央空调和照明系统等带有电气化控制的综合系统, 这些设备给建筑用户提供了极大的便利和舒适的体验性, 同时随着这些系统的使用, 对其进行控制的电气自动化系统也随之产生。对建筑内部各种大型设备系统进行统一控制和合理调配就是建筑电气化要实现的目标, 使得受到调控的建筑满足内部使用者对建筑环境的要求, 为人们提供舒适便捷高效的工作或居住环境。而建立建筑电气自动化系统是一个十分复杂的过程, 需要施工部门之间的高效协调合作, 在设计建筑内部结构时既要使各项功能可以顺利实现, 又要注意建筑结构的合理性和安全性, 这个过程综合了设计、建造和安装等诸多部门, 其涉及到的人员单位十分广泛。同时, 国家也已经制定并出台了相关法律法规对建筑电气化进行管理, 确保其安全高效的发展。

篇12：配电网故障定位系统的应用论文

1故障定位系统概述

故障定位系统是为能快速准确查找到配电网中故障的具体位置和发生故障的具体时间并将以上信息传送给运行检修人员而设计的。系统融合了地理信息系统技术、传统故障显示技术以及GSM通信技术，主要包括以下几个部分：中心站、带通讯功能的故障指示器、通信终端、通讯系统以及监控主站。其中，中心站有通信装置，可以直接接入公共移动网络，能对通信终端发送的信息进行解码，最后发送给主站;带通讯功能的故障指示器在线路发生故障时被触发，并将数字编码信号发送出来，一般安装在架空线路和电缆线路上;通信终端一般安装在线路分支点处，能接收多个线路故障指示器的编码信息，能将收到的动作信息发送给中心站;通讯系统主要借助于公共网络实现短信息和网络数据的通信，能接收各种信息;监控主站安装有基于地理信息系统平台的专业故障定位系统软件，能接收中心站转发的信息，并对各种信息进行分析，最终完成故障定位。

2检测原理

在配电网中发生的故障可以分为单相接地故障和相间短路故障两种，这两种故障的检测方法是不同的，下面就对它们的检测原理进行说明。

2.1单相接地故障的检测原理

故障定位系统中通常使用动态阻性负载投入法进行检测。单相接地故障较为复杂且故障电流较小，故障定位系统正是根据单相接地的这个特点，通过检测注入信号的特征来实现故障选线和故障点定位的。故障定位系统中安装有自动可控阻性负载，该装置可以在发生单相接地故障时在变电站中性点自动短时投入，此时就会在现场接地点和变电站之间产生特殊的信号电流，一般来说该电流最大不超过40A，之后该电流会调制到故障相的负载电流上，此时接地故障指示器就会检测到该电流信号，最终将故障发生的具体位置指示出来。这种方法安全可靠，不会对系统的安全运行造成影响，且使用方便、经济适用，社会效益和经济效益较高。

2.2相间短路故障的检测原理

篇13：谈配电自动化中数据通信系统应用的论文

电力线载波通信是一种电力线增值业务,借助电力线传输载波信号,除信号耦合器及二次通信电缆外不需要在通信线路上更多地投入。在配电网中应用,为配电站内终端设备与主站系统之间提供“最后一公里”数据通信通道,作为光纤通信的重要补充手段,有时甚至也是唯一的选择。随着现代微电子技术的高速发展,模拟载波向数字载波通信使中压电力线载波通信机性能得到大幅提升。目前,中压电力线载波通信已在上海、天津、广州、成都等城市大规模应用,在配电自动化各类通信方式中约占20%。为了更多地了解中压电力线载波通信技术,帮助实施人员更好地掌握技术要领,对一些相关问题展开了分析。

1 中压电力线载波通信物理通道

中压电力线载波通信媒介一般分为架空线路和地埋电缆线路,两种媒介建立载波通道的原理也有所不同。10kV架空线路和地埋电缆线路载波通道如图1～图3所示。

架空线路中压电力线载波通信的原理是通过结合滤波器和高压隔离电容将载波信号耦合到架空线路中。这种载波通道信号的耦合效率很好,但易受到线路供电环境的影响;信号在线路上的衰减不稳定,且供电方式会发生改变。这类问题可采用以下方式解决:一是适当设置中继节点,为每个载波站点的通信信噪比保留一定余量;二是采用具有载波通信网络节点重构功能的中压电力线载波机,以随时应对线路环境变化引起的一系列问题;三是对有双电源供电线路段的两路出线采用不同的载波频点,即使供电方式改变,两路信号在这里重叠后也不会相互影响。

地埋电缆线路中载波信号的主要载体是电缆屏蔽层,受到线路供电状况变化的影响较小,且电缆屏蔽层不受线路供电方式改变的影响,完全独立于供电拓扑关系,是最理想的载波信号媒介。耦合设备的安装也非常方便,不与高压带电设备直接连线。

注入式耦合器安装有两点要求:一是耦合器一次侧上桩头部位和电缆接地线必须做好绝缘处理,以免引起载波信号的严重衰减;二是耦合器下桩头接地线要牢靠接地,形成良好的载波信号回路。

卡接式耦合器是防水设计,但在水中安装时要注意磁环接触面不要有污垢,以防引起磁环导磁通量带来严重的信号衰减;另外检测电缆接地线的接地情况,防止电缆屏蔽层虚接地,不能很好地构成载波信号回路。

2 中压电力线载波通信信噪比

载波通信信噪比是衡量载波通信稳定性的一项重要指标,要求达到一定通信误码率效果。每种调制方式对信号接收端信噪比都有不同要求,通过以下公式可以进行测量和估算:

式中,V1为来自线路上的噪音有效值;V2为载波机自身噪音的有效值;V3为来自其他频点载波信号的谐波分量有效值。

以中压电力线载波常用的DPSK调制方式为例,信噪比理论值可用下列公式计算:

式中,Eb为位数据对应的信号能量;N0为噪声密度(1Hz带宽内的噪声能量);R为通信速率;W为带宽。将式(1)换算成电平表示方式,有:

图4给出了BPSK调制方式的功率效率比较图。

DPSK和BPSK的参考相位是不同的,虽然“0’”、“1”信号移相规则一样,但是调制出的波形不同。DPSK的误码性能比BPSK略差,误码率为10-5时,DPSK约差1dB。

纠错编码技术可改善通信信噪比,就是所谓的编码增益,常用到的有Reed Solomon编码、卷积码、Turbo码等技术。纠错编码会产生冗余码,可用编码效率指标来衡量,维持10-5误码率水平,一般采用80%以上的编码效率,可提供2～4dB的编码增益基本满足需求。编码技术不仅提升了信噪比指标,而且对线路环境中突发的干扰信号也可起到很好的防范作用,保证了通信的可靠性。

3 线路上的背景噪声和传输衰减

中压电力线载波通信实施过程中最好用电平振荡器和选频电平表对载波通道进行背景噪声和线路传输衰减测试,这有助于针对线路的各项参数制定实施方案。下面介绍在上海浦东供电分公司湖启变电站内所做的测试情况。湖启变电站中压电力线载波通信示意图如图5所示。

湖启变电站为4条出线上的4座开关站建立了4个频点独立载波通道,变电站一侧4条出线上的背景噪声测试如图6所示,开关站一侧4条线路上的背景噪声测试如图7所示。

这4条线路上的背景噪声基本保持在一80～—90dB,个别频点达到一90dB。相比架空线路中一60dB左右的背景噪声,电缆屏蔽层上的通道环境要好得多。建议配网中压电力线载波通信机信号接收灵敏度应当达到20μV(-91.7dB)水平。图7中线路上出线68kHz及其倍频上的谐波成分是电网中某些接入设备引起的.载波通信方案制定时应避开这些频点。

图8为开关站至变电站上行通道传输衰减曲线图,下行传输衰减曲线具有良好的对称性,故不再列出曲线图。

从图8中可以看出各条线路还是存在较大差异,160kHz附近各条出线上衰减表现明显较差。如果出现衰减特别严重的异常现象,那么就有必要检查耦合设备的接线是否有问题。

通过上述分析可以看出,中压电力线载波通信项目实施过程中对线路上背景噪声和传输衰减两项参数的测试非常有必要,建立稳定可靠的载波通信通道必须要对线路环境做深入调查,以得出最合理的载波通信运行参数设置。

4 中压电力线载波通信组网

中压电力线载波机在配网通信中常用于10kV配电站到变电站,或多座级联的箱式变到开关站,前者对通信的实时性有严格要求,以目前载波通信6kb/s左右的通信速率和一主多从轮询通信方式,建议一条载波通道带10台左右的从载波终端设备,基本能保持5～10s的遥测、遥信数据刷新速率。若是1座变电站有超过10台以上的配电站终端设备要用的载波通信,则物理通道频分复用方式明显体现出频率资源利用率上的优势。

遥控报文在远动通信规约中具有最高优先级,执行遥控操作的报文在中压电力线载波通信通道中来回花费的时间约为0.5s,完全能够满足配网自动化系统要求。

光纤以太网接口已成为向主站进行数据接入的发展趋势,一般采用104远动规约;而中压电力线载波机目前只能支持异步半双工模式,常采用的远动规约为非平衡方式远动101规约。为了适应这一发展趋势,中压电力线载波机必须实现平台化,增加以太网接口、内置规约转换程序等,最终发展为网络型中压电力线载波机。

5 中压电力线载波通信网管

随着载波通信技术的成熟,载波通信网管功能逐步受到人们的重视。有些载波设备已经做到通道参数自检测功能,背景噪声、信号强度、解码前误码率、解码失败次数以及各类数据统计,有了这些信息完全有条件对载波通信网进行优化处理。网管数据的传输绝对不能干扰到正常的业务数据通信,一般情况下可加载在数据包链路层中,跟随业务数据进行传送。

6 结束语

篇14：谈配电自动化中数据通信系统应用的论文

随着电网设施的完善和覆盖范围的增大，配电网运行中的所遇到的问题越来越繁杂，对于信息的收集反馈也提出了更高的要求。为了满足不同客户端的需求，配电网必须要提高自身的运行运营稳定性和管理效率，提出更好更快的配电方案。电力自动化系统为这些问题提供了良好的解决途径，因此相关部门和电力企业应该大力发展电力自动化系统并且应用到配电网的运营管理中。

1、配电网自动化技术及其应用范围

配电网自动化技术是一种基于现代网络控制、信息传输、电子控制、继电保护以及可靠性评价系统的对配电网运行的自动化、智能化、数字化的管理方式。

配电网自动化系统灵活性好、运行平稳，能够实现可靠的冗余运算，并且具有友好的人际界面和多语言切换功能。电力自动化技术的应用范围广泛，主要有：

（1）信息技术领域。电力自动化系统可以实现对电网运行状况的无人实时监控，通过信息技术对每一台配电设备和客户端用电的平稳性进行检测，一旦出现故障能够及时进行隔离和抢修，自动开启故障排除，避免造成更大的影响。（2）地理信息系统。通过与地理定位勘测技术的结合，及时进行不同环节、不同位置的运行情况的管理和反馈，出现问题是第一时间锁定故障源，并对客户端做出反馈通知，提高配电网的运行的效率和稳定性，减少故障损失。（3）配电网的自动化方案。电力自动化系统可以通过试验结果和经验数据的分析计算，优化现有电网配电方案。例如，在10kV线路中引入分段器和重合器，在街道侧敷设高空绝缘导线网络，尽量为每一个用电客户端提供两个电源，在原输电线路不变的情况下提高输电效率。（4）人员培训。电力自动化系统可以进行配电网络的仿真模拟，工作人员可以通过计算机技术进行实训演练，在较短的时间内掌握操作技术。这种训练模式能够在很大程度上保障工作人员的人身安全，当操作人员已经熟练掌握工作流程和安全规范后在实际进行操作，可以不断提高操作水平。

2、配电网管理中自动化系统存在的问题

2.1配电网不能满足需求的发展

随着我国城市化进程的加快，对于电网的规模和功率的需求越来越大。目前已有的配电设施并不能很好的适应现在的城市和经济的发展速度。例如，输电过程中输出线的半径会在很大程度上限制用户端的用电范围和功率，这会影响到商业规模的扩大和电力企业的效应。

2.2电网配置结构不合理

随着电力设施使用时间的增加，逐渐出现了损坏、老化的现象。配电网络的超负荷运转增加了更新和维修的费用。大规模的重建会消耗巨大的人力物力，但是现有的电网配置已经不能跟进城市化发展进程，无法与电力自动化系统进行完美对接。因此，电力企业应该从技术上创新配置方案，完善健全电力自动化管理系统。

2.3电力自动化系统的实施艰难

首先，配电网络电力自动化系统对于信息化技术的要求较高。整个管理中要求依托先进的电力设备和计算机网络技术，因此需要不断引进先进的技术和设备。其次，电力自动化系统对于操作人员的要求较高。越是智能化、自动化控制对于专业素养的需求就越大，工作人员要掌握多方面的知识，且需要具有与时俱进的改革创新意识。

3、电力自动化系统需要遵循的原则

3.1循序渐进原则

配电网系统的自动化管理是一个循序渐渐的系统工程，应该一步一步的稳定推进。每一个建设环节都要保证技术完全攻关、方案完善后再进行优化。工作人员要保证尽量全面的掌握相关的专业知识，在自动化进程中保持谦虚谨慎的态度，尽量减少系统缺陷。此外，电力自动化系统的维护也是一个长期的过程，时刻都不能松懈。

3.2安全可靠原则

配电网电力系统的自动化的目的不只是要提高电网的运行效率和电力企业的效应，更重要的是要增强电网的平稳性，保证用户的用电安全。因此，在自动化进程中尽量做到统一规划，减少对现有电力设备的损害和破坏，降低对现有正常供电的不良影响。

3.3实事求是原则

自动化要切实考量市场规律和经济效应，不能在超出配电网企业能力的情况下盲目推进，尤其不能因此降低对电网日常维护和管理的投入。配电网的自动化管理建设也要因地制宜，根据实际情况做好保障工作。

4、配电网自动化系统的实现

在实际应用方面，配电网自动化系统主要包含四个层次，即主站系统层、变电站自动化系统层、站端系统层以及通信系统层。实现模式主要有四种：（1）变电站主断路器与馈线断路器配合模式。主要是指两个电源与变电站出线保护开关以及反馈网络形成一个闭合系统，故障发生时能够及时锁定故障源，通过特定开关的关闭减少不良影响。（2）自动重合器模式。将两个电源间的连接网络进行分段管控，出现故障时，通过线路两端重合器的保护对故障段进行隔离。（3）自动重合分段器模式。该方案是指当某段线路发生故障时，由自动重合分段器，结合关合故障时间，对断路器的开端做出合理判断，明确是否再次送电，以保证配网设备以及线路维修人员的人身安全。（4）馈线自动化模式。馈线自动化模式是重合器与分段器的联合控制，以保证电力系统的运行安全，又或者对存在故障和问题的线路，结合主站接收到的数据信息，判断故障的具体位置、性质以及产生原因等，从而实现对故障的有效消除，确保及时恢复送电。另外，在该模式下，还可以利用专业的智能型负荷开关，对故障进行及时准确地切除，对非故障段的正常供电进行恢复。

结束语

我国电力需求的持续增长情况在短期内不会发生变化，电力自动化系统能够实现配电的各个环节的高效智能化管理，是未来配电网管理的发展趋势。电力企业应该逐步完善和健全电力系统的自动化管理，确保配电网的稳定运行。