中低压网络站间通信技术论文

摘要当前变电站数字化改造是电网改造的一个重点，并且随着网络通信技术、智能断路器、IEC61850标准及电子式互感技术的不断成熟，为变电站数字化改造提供充足的技术保障。基于此，本文就某变电站数字化改造过程，对其改造技术应用进行分析。以下是小编精心整理的《中低压网络站间通信技术论文(精选3篇)》相关资料，欢迎阅读！

中低压网络站间通信技术论文 篇1：

配电自动化与通信技术

摘 要： 随着经济与科技的快速发展，市场的用电需求越来越大，用户的用电负荷也日益增长，用户对电能质量的要求越来越高。在供电系统中实施配电自动化，实现对配电网络的科学管理，为用户提过不间断的优质电能，是配电系统当前所面临的首要问题，而作为配电自动化系统的支撑网络——通信网络的建设，也就尤为重要。

关键词： 配电自动化；通信网络；光纤通信网络

0 引言

随着电网智能化水平的不断提高，电力系统已实现调度自动化、变电站综合自动化、配网自动化。伴随着我国经济发展和城市现代化进程的快速发展，用电负荷日益增长，用户对电能质量的要求也越来越高，这就需要建设一个可靠性能高，能够提供不间断优质电能，并且能够实现科学管理的配电自动化系统。

配电自动化（DA）是指基于先进的计算机系统、网络通信技术，将配电网实时数据、电网结构和地理图形进行信息集成、分析、判断处理，行成一个完整的自动化系统，实现配电网及其设备在正常运行及异常状态下的监测、保护、控制、用电和配电的科学管理。

1 配电自动化的功能和作用

1.1 数据采集和配电系统监控功能

数据采集和配电系统监控功能是对配电一次系统的数据采集，通过通信网络平台利用先进的通信技术上传至监控平台，实现对现场各馈线“三遥”功能，以及设备状态的在线监视，具有对一次系统异常事件记录、负荷曲线变化、历史事件追忆、实时报警信息、历史数据查阅、事件打印等功能。

1.2 配电网故障管理功能

配电一次系统发生故障通过保护装置自动切除故障或监控中心依据通信网络上传数据、信息远程判断、分析，遥控开关隔离故障。

1.3 线损计算、管理功能

配电一次设备系统数据通过通信网络上传至现场后台及监控中心，监控中心根据通信网络上传数据远程设定自动装置定值，自动装置根据装置定值，自动调整变压器有载调压开关分接头的档位，无功补偿（VQC）装置自动控制电容器投切，监控中心根据一次系统需求远程改变运行方式达到母线电压、无功功率平衡，减小线路损耗。

1.4 配电网运行管理功能

该项功能主要包括：自动绘制图文、设备管理和地理信息系统（AM/FM/GIS）。以地理图为背景绘制的单线图上，分级分层显示变电站、馈线、变压器、开关直至末端负载等，用电的地理位置与有关设备参数等实时数据信息。

2 配电自动化系统的组成

2.1 配电自动化控制中心

配电自动化控制中心是基于先进的计算机基础，通过通信网络平台数据共享的数据库系统和应用程序，是监控与管理的核心。配电自动化控制中心从总体上实现配电网的监视与控制，分析配电网运行状态，协调各子站间的关系。

2.2 区域工作层

由于配电设备分布广、设备多，不可能将所有设备都与监控中心相连，这就需要增加中间一层——区域工作层，它是以110KV变电站和配电开闭站为中心，对配电网进行划分，在划分的各区域中心设置配电子站，各子站信息通过通信平台与控制中心进行数据通信。

2.3 现场设备层

现场设备层包括回路终端（FTU）、配变终端（TTU）、常规终端（RTU），统称为配电自动化终端。主要用于数据的采集、综合分析、上报、遥控命令的接收和执行，同时具有异常事件记录、事件追忆等功能。

3 配电自动化系统的通信

要实现配电自动化，需要依靠有效的通信手段，统一的规约，将控制中心的命令准确地传送到就地的终端设备上，并且将分布在各处的反映终端設备的运行状况的数据信息上传到监控中心，实现监控中心对终端设备的遥控、遥调功能。

配电自动化通信网络，是搭建配电设备同配电自动化主站系统间的“通信高速公路”，通过它实现对配电网上各设备的远方实时监视、控制与协调。配电自动化网络所传输的数据有上传监控数据和下达设置数据。上传监控数据：将安装于环网柜、开闭所、柱上开关等电力设施中的各种监控设备的监控数据及时准确的上传到子站或主站系统中；下达设置数据：将子站或主站系统中的设置数据，实时准确的下达到各种监控设备上。

3.1 通信方式比较

目前，常用的通信传输方式有光纤、电力线载波、电话线、微波、无线电、同轴电缆等。对比各种通信方式的优缺点如下：

光纤通信方式的特点是带宽高、容量大、传输可靠性高、抗干扰能力强、不受环境条件的影响，是一种高质量的传输媒介，但需要进行大量的光缆敷设，除工程技术要求高之外，工程施工量较大。

音频有线通信方式的特点是造价较低，易于实现，缺点是易受环境的影响，由于音频电缆与高压配电线路同杆架设，高压输电线的电磁对音频电缆干扰较大，影响通信质量。

电力线载波通信的特点是不需要额外布线，可靠性和安全性高于双绞线和光纤，电力输电线是传输配电自动化数据的天然网络，因此优势明显，但由于中低压电力线路信号衰减大，噪声丰富，谐波分量多，线路情况复杂、恶劣，中低压电力载波上传输面临很多问题。

对于微波通信、无线通信，由于城市配电网高楼林立，微波通信、无线通信信号不适宜在这种环境中传输。

综上所述，在配电自动化网络采用的各类通信方式中，光纤通信方式优点显而易见，在各种通信接入技术中，基于光纤介质的PON接入技术是优势尤为突出，因此在配电自动化网络建设中建议选择PON技术。

3.2 通信组网方案

将网络层次划分为3层，即主站控制层、子站通信层和接入通信层。

3.2.1 子站通信层。光线路终端OLT安装于110KV变电子站处，与已有的电力通信网相连接，OLT也可以独立具备支持环网组网的能力（支持RSTP/MSTP），当网络中某节点链路发生故障，设备可快速完成保护倒换。

3.2.2 接入网通信层。接入通信层主要由ODN和ONU两部分通信设备组成，ODN设备是OLT与ONU之间的通信光链路，它将ONU采集到的监控数据传输给子站通信层的OLT，或者将子站或主站信息、控制命令通过ONU传递给终端设备，实现终端控制。ODN根据配电网常见的单辐射型、手拉手型及环形三种拓扑结构，灵活的配置1：2/1：4/1：8/1：16等不同的分光器，其中针对1：2的不等比分光器，需要根据具体安装节点选择不同的分光比。ONU用于采集开闭站、环网柜、柱上开关等处FTU/RTU/TTU上的监控数据，ONU上行需要提供两个EPON端口，有一个端口故障时，应能快速切换到备用端口上；下行需要提供FE接口，考虑一个开闭所、环网柜或柱上开关安装一台ONU，ONU设备应能提供4或8个FE接口。

根据OLT至ONU通道衰减的允许范围以及ONU的配置经验，结合具体配电网实际情况，同时充分考虑今后网络的扩容、改造和升级，初期网络应预留足量的光功率余量，因此对于建网可做如下考虑：当节点数超过ONU及分光器控制数量时，将网络进行拆分，新增光芯以减少分光器级数及通道衰减；分光器和光纤连接多采用熔接方式，尽量减少活接头数量，以减少链路损坏和链路潜在故障点；在有潜在扩容需求的位置，可以考虑使用活动连接器，方便后续扩容，或者预先安装一个分光器，预留分支接口。

3.3 配电自动化网络方案拓扑设计

配电自动化网络通常使用单辐射型、手拉手型及环形三种拓扑结构，对于PON光网络的拓扑结构、分光器级数和分路比可以根据具体应用环境选择。

在理论上PON系统对于分光器级数没有限制，但由于每个ONU的光通道衰减要求小于28dB，在实际应用中若分光器级数越多，虽然会节省主干光纤数量，但会造成接头损耗增加，导致网络拓扑复杂，因此在网络拓扑设计时要兼顾主干光纤资源和网络拓扑结构。

4 结束语

在配电自动化系统中，通信网络作为支撑网，它的重要性不言而喻。为了更好地实现配电自动化，应根据实际需要构建一个经济、可靠的配电网通信系统，可以考虑采用几种通信技术混合组网方式，更好地实现配电自动化功能并完成配电网络的科学管理。

参考文献：

[1]庞运东，《配电自动化功能与作用》，民营科技，2010，7.

[2]韩春成，《鞍山配电网自动化系统分析及其应用》，北京：华北电力大学，2007.

作者：杨润芳

中低压网络站间通信技术论文 篇2：

变电站数字化改造技术的探讨

摘 要 当前变电站数字化改造是电网改造的一个重点，并且随着网络通信技术、智能断路器、IEC61850标准及电子式互感技术的不断成熟，为变电站数字化改造提供充足的技术保障。基于此，本文就某变电站数字化改造过程，对其改造技术应用进行分析。

关键词 变电站;数字化;改造技术

变电站数字化改造将是未来变电站建设的重要内容，而加强对变电站数字化改造技术的研究将有助于此类工作经验的不断完善，积累并形成一整套标准化的改造方案，最终给予建设人员、电网设计科学的、成熟的指导。

1 数字化变电站的主要架构

数字化变电站根据IEC61850标准及一次设备智能化，二次设备网络化的整合思路，将其分为过程、间隔及站控三层，在过程层中由输入、输出职能单位及模拟量收集合并单元组成;间隔层由测控装置和保护装置构成;最后的站控层则主要包括故障信息、运动及监控子系统等部分组成。

2 变电站数字化改造的一些具体技术

1）过程层技术改造。变电站一次设备和保护及测控装置主要由电缆连接，并实现对刀闸和开关的控制及电气量的采集。而就一次设备数字化改造终端来说，其主要由变压器、智能单元、合并单元及智能操作箱等组成，常规一次设备和智能终端两者由电缆连接，并将其中电信号转变为光信号，通过光纤网络为媒介，实现间隔层装置与一次设备之间的信息交互。

2）间隔层技术改造。对于变电站二次系统，设备与运行状态及保护装置模拟量信息均要求使用电缆传送，此时动作逻辑要求在多个装置间进行启动信号或闭锁信号，而对于各个间隔层设备与过程层设备之间及各间隔层设备之间均要求使用很多电缆连接，这使得二次回路中的接线较为复杂，实际使用过程中可靠性不高。实际数字化技术改造使用变电站IEC61850标准当中的GOOSE输入、输出功能测控和保护装置，整个间隔层各装置之间利用双重化以太网直接联系，并且开关量信息和共享模拟量通过网络实现共享，其中开关量和模拟量传输使用IEC61850中的单播采样中（SMV）服务及双向通用对象中的GOOSE服务来实现，如图1为变电站数字化改造后的GOOSE网络结构简图。

图1 变电站数字化改造后的GOOSE网络结构简图

3）站控层技术改造。对于站控层网络其使用网线直接连接，并使用双重化配置，站控层和间隔层之间根据相关规范MMS并利用网络做数据信息交互，实现对整个变电站的控制和监视，如图2为变电站数字化改造中站控层网络构建简图。另外对于MMS来说，其是ISOTC840维护和开发基础上的IEO或计算机之间监控信息及实时数据交换的一套独立规范。该技术改造主要包括信号上送、测量上送、控制及故障报告等功能。

图2 站控层网络结构简图

3 某变电站数字化改造技术具体分析

某常规变电站一次设备使用电磁型设备，自动化及保护系统采用综合站配置，该变电站间隔层和过程层使用电缆进行连接，站控层使用以太网组网并与间隔层装置之间做数据交换，整个变电站一共有2台110kV两圈变压器，使用线编组接线，在正常工况下，每个电压器各有1段10 kV母线，其中主变压器高压侧开关为101、102，而主变压器低压侧开关则为701、702，而整个701到702是10 kV馈线小车开关。

根据IEC61850体系，并使用某公司PCS系列智能单元、常规合并单元及保护测控一体化装置进行该变电站数字化技术改造，改造完成之后建构数字化网络，对于间隔层和过程层间使用了双重化连接的光纤网络，并通过GOOSE与SMV服务形式对开关量和模拟量进行传递，整个过程层与间隔层利用双重化MMS网络做信息共享。

变电站数字化技术改造结束之后，10 kV侧间隔层利用SMV及GOOSE进行网络信息传输，而间隔层设备的相互配合节省了大量的继电器和电缆使用，整个变电站的五防闭锁使用了GOOSE網络开关量传输。而因为GOOSE网络能够提供网络实时自检，因此有效防止了因为继电器问题而导致的检测弊端出现，进而有效的增强了整个变电站实际操作的安全性。另外该110kV变压器使用保护测控一体化，并利用网络与后台控制机实现数据共享，这一配置和过去的主变压器和测控相互独立、后备保护与主保护分离相比，有效增强了供电可靠性。

母线保护功能通过简易母差保护合理分散至各间隔保护单元中，与过去相比，不再机械重复对交流信息采集，所有故障信息都通过GOOSE机制传输至间隔层设备，并结合一些具体的运行方式，综合分析具体故障，并发送跳闸命令，保证了继电保护的速度，并及时切除母线故障，有效保证一次设备的安全。另外通过将母线实际运行信息利用网络做采集、并集中进行处理、逻辑判断，然后将减载信息利用GOOSE服务传输至各个间隔层设备中并分散执行，和过去的低周低压减载装置比较，有效减少了一些信息的重复采集及一些定值的重复定整，使得动作逻辑更加简洁可靠，最终切实保证了供电的可靠性。

4 结束语

变电站数字化改造技术，其以数字化网络结构有机结合电网运行发展，对于提高电力系统可靠性及自动化水平等方面意义重大，但是值得注意的是，变电站数字化改造技术仍然处在研发探索阶段，其推广应用仍然需要广大学者不断研究，以最终实现整个数字化变电站自动化功能。

参考文献

[1]刘志秀.浅谈综合自动化变电站的安全管理及运行管理[J].河北煤炭，2009（02）.

[2]洪毅文.220 kV变电站数字化改造的难点与解决方案[J].广东电力，2010（02）.

[3]杭琳，潘朝贤.110 kV变电站数字化改造实践[J].江苏电机工程，2010（02）.

作者简介

靳启亮（1981-），男，汉族，吉林省蛟河县人，本科，助理工程师，2003年毕业于东北农业大学电子及计算机专业后入伍，2008年7月进入国网黑龙江省电力有限公司哈尔滨供电公司宾州220 kV变电站工作，2012年7月调入哈尔滨供电公司哈东运维站，研究方向：电力系统及其自动化，从事的工作：变电运维主值班员。

作者：靳启亮

中低压网络站间通信技术论文 篇3：

低压电能计量集抄技术应用与分析

摘  要：随着科技的不断进步与发展，互联网、信息技术也随之高速发展，其中对低压电能计量集抄技术的要求也越发的高，此技术是电网管理中的一项核心工作，其关键在于保证信息及数据采集的精准性，而低压电能计量集抄技术的应用则是实现这一目标的有效途径。本文阐述了低压电能计量集抄技术的应用与分析，以供参考。

关键词：低压;电能计量;集抄技术

前言：科技发展日新月异，通信技术、微电子网络技术也随之飞速发展。低压电能计量集抄技术是在互联网、通讯技术、网络微电子技术等高新技术的基础上，主要用于低压电能计量集抄作业的一项技术，通过采用低压电能计量集抄技术，可以极大地提高其工作效率，节约成本、缩减人力，减轻劳动，为其工作发展提供新的动力。

一、低压电能计量集抄技术现状分析

低压电能计量集抄技术的主要应用是低压电能表。低压电能表主要有机电脉冲式和全電子式两种，前者属于机电脉冲式，这些电能表是根据计量集抄的不同而分类的。当前最常用的电能表是全电子式电能表，主要是利用乘法器来完成对电功率的测量。这类电能表可获得大量电流、电压、功率因数等数据，其输出接口一般为RS485型接口及低压配电线载波型接口，可直接读取其脉冲输出。同时，也有一些新型接口，适用于数字模拟通信方式。全电子式电能表将成为今后一段时期内低压电能计量低压集抄系统的首选终端采集设备。采集器是电量数据装置的重要设备，主要是将电量数据集中到电能表。并且通过主站发出指令，进行有顺序地抄收与储存，将存储数据转移到主站点，通过固定的传送装置传送到主站点来进行数据处理。集中器能采集储存数据、设置电能表、远程监测、校正等功能，主要连接方式有RS485和电话线两种，并且还可以对异常信息进行记录。通信通道是当前低压电能计量集抄系统中的关键技术。选择任意一种数据通信方式时，要综合考虑多种因素。现在，最实用的是有线通信，并且也得到了广泛的应用。

二、低压电能计量集抄系统分析

（一）数据采集系统

数据采集系统是低压计量集抄系统的核心内容之一，主要是采集数据信息。主要应用技术是低压电能计量集抄技术，而根据数据采集的通信方式和介质的不同，集抄技术又分为本地自动抄表和远远程集中抄表技术两种。本地自动抄表技术是利用自动抄表装置，根据红外传输原理，对数据进行采集。远程集中抄表技术采用电能脉冲点对点的方式采集远程集中抄表数据。本地自动抄表技术较远程集中抄表技术操作简便，传输距离短，成本低，远程集中抄表技术较本地自动抄表技术，不需要直接接触，可用于高空抄表工作。

（二）通讯组网系统

在低压集抄系统中，必须建立稳定、高效的通信网络系统。当前通信网络系统中常用的组网方式有无线组网、载波组网、RS485总线组网等。

无线组网不需要在通信网络系统就可直接建立联系，只需要使用无线采集终端将两个设备连接起来。主要通过短距离、无线方式实现与集中器的实时通讯，而普通的采集终端则通过RS485总线组网实现与集线器的实时通讯。载波组网是将电能表和集中器通过某种形式有效地连接在一起的，目前载波组网最常用的通信方式是电力线载波。优点是能根据实际情况迅速选择较为合理的具体组网方式。但缺点也比较明显，通信实时性较差，因此一般都是在范围较小的场所中使用，否则就会造成传输效率低，传播速度慢。RS485总线组网是一种常用的组网方式，主要是利用诸如 CDMA、GPRS、GSM等光纤作为传输介质来实现通信。传输路径是在集中器和中央站间传输，既能实时通信，又能进行信息交互[1]。

三、低压电能计量集抄技术应用措施

要想使低压电计量集抄技术有效地发挥其优势，就必须充分重视工作效率问题。实际上，如设备因素、环境因素、人员因素等多种因素都可能对低压电能计量集中抄表工作的效率产生负面影响，因此，应逐一针对各种因素进行有效管理，确保系统设备选择合理、系统与环境相符、人员技术过关、工作态度端正等，这样才能最大限度地降低负面影响，切实保证工作效率。

（一）集中组织培训

低压电能计量集抄系统中经常会出现设备故障问题，这就要求运维检修技术人员根据具体的故障进行分析和有效解决，以确保集抄系统的正常稳定运行。为此，必领要在电力行业内部组建专业化、综合化电力技术队伍，主要是为日常的低压电能计量集抄设备的运行维护及检修提供必要的专业技术支持，与此同时，也可以在发生故障后迅速找到解决问题的措施与办法。现下，最常用的培训主要是组织全部电力人员，开展学习培训，聘请此方面的专家，进行授课。不断丰富技术人员的应急处理能力与故障诊断修复能力。还可以选派的优秀的技术人员外出培训学习，以点带面，逐步进行扩展培训，以提高集抄设备的故障处理能力。另还可建立相应的培训激励机制，以调动培训人员的学习参与度与积极性等。或是通过电子设备，进行统一线上授课，定期组织课程，并优化课程，全面实现电力行业的专业度[2]。

（二）健全管理制度

要保证设备的正常运行，除建立专业的人才队伍，提供相应的技术支持外，还必须要不断完善其管理制度，制定集抄运行维护检修工作计划，设定全面综合的规划方案，为此项工作的顺利开展提供充足的保障。所以，电力企业要根据实际需要，逐步建立符合此工作的集抄设备运维检修管理体系。如此一来，就能清楚地了解每个员工在单位内的工作职责，既能保证集抄设备的运维和维修工作能顺利进行，又能在后期出现设备故障问题时，迅速地找出责任人，同时，这也对确定其故障原因也有非常积极的帮助。但一定要注意，维护和检修技术人员及管理人员要主动做好工作记录，对各集抄区域的仪表设备进行信息和数据采集，为下一步相关工作的顺利开展提供借鉴。

（三）强化系统维护

近几年，我国电网逐步采用低压集抄系统。为更好地保证低压集抄系统的正常发挥，必须加强其系统管理维护，以减少故障的发生。低压电能计量集抄技术在实际应用中，因为使用时间的延长，经常可能性地发生一些设备故障或损坏，因此，应充分注意并重视其维护问题。要制定一套理的系统运维检修计划与方案，并严格按计划进行系统维护检修。其具体的管理与维护可尝试引入分级管理模式，实行专案管理，这样可以对具体设备的运行状况进行追踪观察。并且在产生非正常运行时，或出现故障时，相关人员应立即采取相应的管制措施，从源头上解决并杜绝此类故障问题的再次发生。其次，还可收集设备的日常运行数据，定期将数据传送终端计算机内，经过分析出，即可筛选出非正常数据，再根据此办法采取故障应对措施。

（四）优化升级设备

我国的科技发展越来越快，已经极大地推动了社会经济的发展与进步。电力企业在实际的发展进程中，管理者要不断地提高并维持企业的电能计量管理高质量和高效率，如此一来，电力企业就必须不断吸收外界经验，跟紧时代的趋势，对相关设备进行不断优化和创新升级。对某些相对落后的设备，必须要及时淘汰，以确保电能计量管理工作顺利开展，并且不受任何影响。与此同时，对某些计量精度很高、可靠性很强的设备，也必须要大力的推广和广泛的应用[3]。

结论：总而言之，低压电能计量集抄技术主要由数据采集系统、通信网络系统和中央处理子系统三个部分组成，它为低压电能计量集中管理提供了极大的方便。因此，在实际应用中，应充分注意到并注重数据采集的精准、高效、抄表方式的选择、系统维护、检修等方面的问题，这对应用的管理系统提出了比以往更严格的要求，以使其技术优势得以有效发挥。

参考文献：

[1]黄谟蛟.探析计量自动化系统电能量数据应用的提升策略[J].电力设备管理，2020（08）：174-176

[2]何明辉.低压计量集抄装置常见电气故障与处理探索[J].通讯世界，2020，27（03）：124-125

[3]余新军.王林军.沈爱群.等.低压计量自动化系统负控、集抄全规格集成模拟实训装置[J].农村电气化，2019（08）：72-73

作者：李琦