配电网中通信技术论文

2022-04-19

【摘要】无线通信技术在智能配电网中具有显著的应用价值，能够使传统模式下的通信技术所存在的信号弱以及安全等级低的问题得到有效解决，从而为现代智能配电网的构建提供充分有效的科学依据。本课题笔者在分析无线通信技术所具备的优点的基础上，进一步对无线通信技术在智能配电网中的应用进行了探究，希望以此为相关工作的完善提供有效凭据。下面是小编整理的《配电网中通信技术论文(精选3篇)》，欢迎大家借鉴与参考，希望对大家有所帮助！

配电网中通信技术论文篇1：

配电网中计算机通信技术的应用探讨

【摘要】计算机通信技术在各种通信手段中占有极其重要的地位，它能够使信息数据在远端之间实现高质量的传输，对提高配电网的通信质量和效率具有重要意义。本文首先从现场总线技术和光纤通信技术这两个方面对计算机通信技术在配电网中的应用进行了探讨，并在此基础上分析了其应用效益。

【关键词】配电网;计算机通信技术;应用

1.引言

计算机通信技术是计算机技术和网络通信技术相互融合的成果，它的本质是实现多台计算机终端之间的数据交换，能够处理包括文本、电子表格、数据库文件、语音、图像和视频等在内的各类数据，已经在很多实际工程领域内得到了广泛应用，配电网通信领域也不例外。在进行配电网通信时，电力信息数据的传输过程必须得到保障，而计算机通信技术不仅可以提供可靠的数据传输信道，还可以利用计算机网络对当前的配网运行状态进行监控，并实现自动化的运行管理维护，这极大地提高了配电网的通信质量和效率。

2.计算机通信技术在配电网中的应用

2.1 现场总线技术的应用

2.1.1 现场总线技术的应用特点

目前，现场总线技术已经在电力自动化领域内得到了广泛应用，以就近安装数据采集和转发终端的现场总线通信方式可以实现配电网的远程通信需求，是一种兼具经济性和技术先进性的配电网通信方式。由于电力信息数据采集和转发终端的就地安装，使得配电通信网的组网方式更加灵活，可以根据不同的通信业务需求进行差异化设计。

2.1.2 现场总线技术的具体应用

（1）PROFIBUS

PROFIBUS是一种不依赖设备生产商的现场总线标准，它主要由PROFIBUS-DP、PROFIBUS-PA和PROFIBUS-FMS协议组成。其中，PROFIBUS-DP主要是用于配网自动化系统和配电设备之间的通信协议，它具有高性能的诊断和组态功能，提供单主站和多主站等多种通信组网方式，为应用现场总线技术实现配电自动化奠定了技术基础;PROFIBUS-PA把监控传感器和执行器连接到一根线上，作为数据传输和供电的总线，既满足了为配电设备供电的需求，还为电力信息数据的传输提供了安全保障;PROFIBUS-FMS主要应用于现场通信，它能够有效适用于配电网覆盖规模大、运行环境复杂的特点，而且能够给配网通信提供形式多样的通信服务。

（2）ETHERNET

ETHERNET具有较高的数据传输速率，并且受到多种软件开发环境和硬件设备的支持。随着ETHERNET技术的发展，ETHERNET网络硬件的价格逐渐降低，并且便于与其他结构的计算机网络高度融合，这些都推动了ETHERNET技术在配电自动化中的应用。

（3）LonWorks

LonWorks能够适应具有复杂拓扑结构的网络，很适合在配电网络中进行推广应用。就现阶段无言，LonWorks主要被作为一种利用电力线作为传输介质的控制信号传输技术，能够有效提高配电通信网络的数据传输可靠性，并且已经在配电网络中得到了切实的应用。

2.2 光纤通信技术的应用

2.2.1 光纤通信技术的应用特点

电力通信与普通通信存在较大的区别，它通常对传输的信息量要求不大，但对通信的实时性却有着近乎苛刻的要求，而通信信号的种类又明显繁杂，既包括继电保护信号和语音信号，又包括电力负荷监测信息及其他数字图像信息，而光纤通信技术在互联网等领域的表现表明其无论在信号的复杂性上还是在传输的实时性上均具有显著优势，而且技术也较为成熟，这使得采用光纤通信网络进行配电通信成为了大势所趋。另外，由于配电网的覆盖规模越来越大，所以它对通信网络的传输范围和抵抗干扰的能力也提出了较大的要求，而光纤通信技术的低损耗和抗干扰性能使得其面临各种自然因素时都能保证良好的传输质量，尤其在远程传输时的可靠性优势显著，非常适应配电网对通信网络的要求。

2.2.2 光纤通信技术的具体应用

（1）光纤通信在配电网络继电保护中的应用

光纤通信在配电网络继电保护中的应用主要体现在以下几个方面：1）将光纤作为电流纵差保护中的导引线。2）光纤保护装置。3）变电站或控制室内的继电保护信号传输线。

（2）光纤通信在配网监控及配调自动化方面的应用

随着配电网智能化和自动化的程度逐渐提高，大量应用于电力运行、生产、管理的各种信息需要快速、准确、安全地进行传输。而光纤通信技术经过多年的发展，已经成长为了一种成熟、可靠的通信技术，这为构建承载复杂通信任务的配电通信网打下了坚实的基础。

（3）光纤通信技术在配网自动化系统上的应用

要保证配电系统能够安全、可靠地供配电，就要求其通信网络能够将用于配网运行状态、配调管理、分层控制等方面的信息进行迅速、稳定、可靠地傳输，而在这种特殊的通信要求下，光纤通信技术的效果就显得尤为突出。此外，面对继电保护的要求也越来越高的情况下，要求系统在发生故障时能够快速切除，这使得光纤通信在配网自动化系统中的应用优势也更加显著。

（4）光纤通信技术在监控和调度中的应用

光纤通信技术在配网监控和配调管理中的应用具体表现为：将监控传感器采集到的状态信息传送上报、将有关层次配网的请求支援信息及时上报、将相关的配调命令及时传递下达、将有关的计算机数据信息及时上报和下达等，从而实现快速、自动化的控制。

3.应用效益

（1）可靠性提高

因为计算机通信技术具有较大的抗干扰性，所以将计算机通信技术应用于配电网中能够提高配网通信的可靠性。

（2）实时性增强

计算机通信技术尤其是光纤通信技术的应用使得配电网的通信传输速率得到了极大的提高，这对配网故障的及时诊断、运行状态的在线分析和实时监控具有重要意义。

（3）实现双向通信

将计算机通信技术应用于配电网中，能够实现配电网中各监控终端、设备终端以及主站控制终端之间的双向通信，使主站不仅能够接收配电网中各层次设备终端的上报数据，还能够及时的将控制指令下达到具体的执行设备。

（4）灵活性变强

计算机通信技术的应用能够提高配网通信的灵活性，使其更加适应配电网点多、面广、规模庞大等特点，便于系统的安装和运行维护。

（5）经济性提高

在充分整合原有配电通信网络的基础上，合理采用计算机通信技术能够降低通信成本，提高了系统运行的经济性。

4.结束语

本文结合笔者的实际工作经验，对配电网中计算机通信技术的应用问题进行了探讨，但对于提高计算机通信技术的应用水平来说，还有着很艰巨的任务，对于如何进一步提高计算机通信技术在配电网中的应用水平并提出有效的改进意见，还要进行不断的深入研究。

参考文献

[1]傅优优.探讨配电网中计算机通信技术的应用[J].中国科技投资，2014（A13）：147.

[2]韩宏涛，赵永波.计算机通信与网络发展技术探讨[J].科技创新与应用，2014（24）：79.

[3]莫飘.供电企业配电网自动化通信技术研究[J].科技研究，2014（14）：234.

作者：李秋贤

配电网中通信技术论文篇2：

无线通信技术在智能配电网中的应用

【关键词】无线通信技术智能配电网应用

进入21世纪以来，我围社会经济呈现了突飞猛进的发展势态，与此同时人民的生活水平也日益提高。随着人民生活水平的提高，对用电的需求也越来越大。对于电力企业来说，要想长期稳健发展下去，便需要做好智能配电网方面的工作，融入现代化技术，使智能电网的构建能够有据町依。鉴于此，本课题对“无线通信技术在知能配电网中的应用”进行分析与探究具有较为深远的意义。

一、无线通信技术所具备的优点分析

（l）成本低。以往因在科学技术水平方而限制很大，通信企业使用了有线通信方式，这类方式需要充裕的建设成本作为依托，例如在沟槽施工与电缆架设方面，均需要投入大量的建设成本。但充分利用无线通信技术，则能够避免大部分地面施工，只需要在接收点当中对信号接收器进行安装，便能够获取相关信号，从而使通信工程的建设成本实现有效降低。（2）工期短。传统的有线通信工程在施工周期上较长，而无线通信技术工期短，能够使大多数通信用户的信号传递需求得到有效满足。（3）适应性强。与传统的有线通信工程比较，无线通信技术受外界干扰程度低，在充分利用无线通信模块的情况下，能够维持很长时问的通信。（4）扩展性好。在科学技术日益发达的现状下，通信技术将会良好的发展空间。与此同时，现代化通信设备运用空间也很广泛，这样便使无线通信技术具备良好的拓展空间，使其在智能配电网中的应用价值更加显著。

二、无线通信技术在智能配电网中的应用探究

l、3C技术。现状下，3G技术网络部署显得非常完整，具备成套建网的理论，比如针对网络的链路预算，又比如传播模型的预算等。基于在市场中的应用价值分析，3G目前获得了非常大的商业应用，部分欠发达国家电在努力构建3G网络。

2、WIJAN技术。现状下，WiFi技术及相关产品均显得非常成熟，并且相关产品生产数量通常十分庞大。此技术在无线局域网中非常适用。该技术是在有线网络延伸出来的，利用了射频技术，以空气为途径，完成数据的传输及接收。

3、LMDS技术。LMDS技术指的是本地多点分布业务系统LMDS，属于一点对多点通信的固定宽带无线接入技术。它的工作频率>20GHZ，传输是利用毫米波完成的，能够在特定的范围以内将相关数据信息、数字双工语音以及视频业务等完善地提供出来，属于一类优良的宽带固定无线接入解决策略。

4、WMN技术。作为一类新兴的现代化无线通信技术，WMN技术具备极为广泛的应用价值，在充分利用数据及图像采集功能的基础上，能够实现对目标对象进行监控，也能够完成数据的采集。并且，WMN技术还能够充分应用在工业、交通运输业及环境监测等地方。除此之外，在别的一些技术逐渐更新换代的基础上，充分融人WMN技术，使得智能配电网的构建更具实效性与科学性。

5、WiMax技术。WiMax与上述提到的一些技术比较起来，在推行方面相对要晚一些，并且该技术也存在一些问题，比如利用率较低以及频率复用性较小等。因不断优化，此技术在大规模推广中获得了较为广泛的应用。此技术在很大程度上使用户的上网需求得到了满足，能够实现大面积的信号覆盖。显然，WiMax的应用前景还是非常广泛的。

6、实用化无线网络通信方案。基于配电网中应用无线通信模式会存在两方而的问题，一方面为通信速率问题，另一方面为数据容量问题。在配网自动化技术以及馈线自动化技术稳健发展的背景下，一些控制模式所需要的信息量增长速度非常快，比如集中式控制与分布式控制等，这样便无法完全使用无线通信模式。以配电自动化通信网的层次为依据，进一步完成划分。基于具体应用过程中，可使用无线网络与有线网络想融合的通信模式，在部分接入网当中使用无线通信模式，比如配电终端与用电终端等。以此使无线通信组网灵活、易于扩充、建设周期短、免维护等优势充分有效地展现出来。在子站和主站间的通信则使用专用光纤通道，以此使数据传输的实时性需求得到充分有效的满足。

三、结语

通过本课题的探究，认识到无线通信技术与传统模式下的有线通信技术相比较，具备多方面的优势，包括成本低、工期短、适应性强、扩展性好等。相信将无线通信技术充分应用在智能配电网中，能够使智能配电网的构建更具规范性及科学性，进一步为提升经济效益及社会效益提供保障依据。

作者：殷康

配电网中通信技术论文篇3：

无线通信技术在智能配电网中的应用研究

摘要:信息和通信技术是实现智能电网的重要基础之一,无线通信方式因成本低、灵活性强、便于扩展等优点而广受关注。本文介绍了无线通信技术在智能电网中的应用和研究现状,阐述了智能电网配电网的主要特点,分析了分布式能源并网所带来的运行、控制问题,对无线通信技术在智能配电网中的应用展开讨论,给出了无线通信系统的基本结构,并指出在实际应用中尚待解决的问题和重点研究方向。

关键词:分布式能源;并网控制;智能电网;无线通信技术

作者简介:李晨光(1974-),男,山东泰安人,深圳山东核电工程有限责任公司,助理工程师,主要研究方向:电力系统自动化、电力建设;王芸波(1979-),男,山东泰安人,深圳山东核电工程有限责任公司,助理工程师,主要研究方向:电力系统自动化、电力建设。(山东济南 250100)

随着社会经济的发展和地球所面临的资源、环境压力不断增大,低碳、降耗和清洁能源成为社会的共识,而电力作为重要能源消费必将在节能降耗和资源配置方面发挥更大的作用,智能电网是现代电力工业节能降耗、改变能源结构的必然选择。[1]针对智能电网技术,美欧各国已开展多项研究,内容覆盖发电、输电、配电和售电等各个环节。[2]由于各国的具体情况不同,其智能电网的建设动因和技术重点也存在差异。美国主要关注电力网络基础架构的升级更新,而欧洲则更侧重于将可再生能源和分布式能源接入电网。中国提出建设“统一坚强智能电网”,其内涵为:坚强可靠、经济高效、清洁环保、灵活互动、友好开放。[3]

尽管建设重点和目标不同,但是各国建设智能电网的驱动力都是基于市场、安全、电能质量和环境因素,智能电网具有共同的特征,即自愈、优化、互动、兼容、集成、环保。

兼容性是指电网能够同时适应集中发电与分散式发电模式,实现能量流与信息流的双向流动和交互,支持风电、光伏发电等可再生能源的接入,扩大系统运行调节的可选资源范围,满足电网与自然环境和谐发展。将电力和通讯的接点标准化,使燃料电池、各种储能装置等实现“即插即用”。[4]信息和通信技术是实现智能电网的重要基础之一,文献[5]对当前主流的通信技术进行了讨论,阐述了智能电网中对通信技术的特殊要求。文献[6]分析了配用电网对通信系统的要求,对配用电网通信方式、技术原理及组网特点进行了探讨。文献[7]针对智能电网建设的要求,提出了智能电网中采用无线局域网(WLAN)的总体架构,介绍了相关标准、技术选择和建设原则,为智能电网中无线局域网的网络建设和维护提供了借鉴。文献[8]介绍了移动通信系统的发展演进,并就新一代宽带无线移动通信系统在电力通信网络中的应用作了展望。

无线通信技术具有建设成本低、可扩展性好等优点,在智能电网建设中必将发挥巨大作用。文章主要针对无线通信技术在智能配电网中的应用问题展开讨论,分析了分布式能源并网所带来的控制问题,并就无线通信技术在智能配电网中的具体应用展开讨论,给出无线通信系统的基本结构并探讨了实际应用中应关注的具体问题。

一、智能配电网技术

配电网直接面向用户,是保证电网安全稳定运行、提高供电质量和电网运行效率的关键环节。在我国,配电网投资长期相对不足,自动化程度低,供电可靠性和电能质量有待提高。目前电力用户遭受的停电时间95%以上是由于配电系统原因造成的,并且配电网是造成电能质量恶化的主要因素,电力系统的损耗有近一半产生在配电网,分布式电源接入对电网的影响也主要是在配电网。因此,建设智能电网必须对配电网给予足够的关注,当前的主要研究方向包含如下三部分。

1.分布式能源接入对电网运行的影响

分布式电源(Distributed Energy Resources,DER)指小型、向当地负荷供电、可直接连到配电网上的电源装置,包括分布式发电(Distributed Generation,DG)和分布式储能(Distributed Energy Storage,DES)。其中,分布式发电装置可分为风力发电、太阳能光伏发电、燃料电池等;分布式储能装置可分为电化学储能(如蓄电池)、电磁储能(如超导储能和超级电容器储能等)、机械储能装置(如飞轮储能和压缩空气储能等)以及近年来发展很快的电动汽车。[9]

智能电网区别于传统电网的一个根本特征是支持分布式电源的大量接入,从有利于可再生能源足额上网、节省整体投资出发,应积极地接入分布式电源并发挥其作用。通过保护控制的自适应以及系统接口的标准化,支持分布式电源的“即插即用”和优化调度。当前应用较多的分布式发电方式是风力发电和光伏太阳能发电,其功率输出均具有间歇性特性,一般与分布式储能装置联合并网使用,可以方便地实现功率双向流动,当负荷低谷时可以从电网上获取电能,而在负荷高峰时向电网送电,起到对负荷削峰填谷的作用,提高电网运行效率,并可就地补偿可再生能源发电装置功率输出的间歇性。

风机、光伏电池、燃料电池、储能组件等都需要通过电力电子变换器才能与电网系统相连接,智能配电网的分布式能源并网中使用逆变器除了需要具备常规逆变器的功能以及能够并联运行之外,还需要根据局部电网量测信息进行附加控制,如电压/频率 (U/f)控制和有功无功(PQ)控制,基于下垂特性的U/f控制能实现负荷功率变化时不同分布式电源间变化功率的共享,且在孤岛运行时为智能电网系统提供频率支撑,PQ控制可根据实际运行情况实现有功和无功功率的指定控制。[10]如何根据局部配网量测信息,进行分布式能源并网的协调、优化、综合控制是实现并联电网安全、可靠、经济运行的关键。

2.智能配电网的保护控制与自愈技术

智能配电网面临供电需求的增大,连接复杂度的增高以及可再生能源接入等诸多问题,潮流的双向流动对传统继电保护提出了严峻挑战,研究和发展突出自愈功能的智能配电网成为供电企业保障供电可靠性的必然选择。[11]自愈是指电网能够及时检测出已发生或正在发生的故障并进行相应的纠正性操作,消除故障隐患,使其不影响对用户的正常供电或将其影响降至最小,并在故障情况下能够维持系统连续运行,并且通过自治修复功能从故障中恢复自愈。

配电网自愈控制体系结构包括配电网的一次系统和二次系统,规模庞大,具有海量数据。因此,需要将调度系统、继电保护、测量控制装置、通信网络等相关内容有序组织,形成一个有机的整体,各部分之间协调工作,才能促使配电网具备自愈能力。无线通信技术具有分布灵活、可靠性高等特点,易于在配电网自愈控制中广泛采用。

3.微电网控制技术

微网可以将分散的分布式电源进行整合,集中接入同一个物理网络中,并利用储能装置和控制保护装置实时调节以平滑系统的波动,维持网络内部的发电和负荷的平衡,保证电压和频率的稳定。当微网并网运行时,它作为灵活调度的负荷,能根据主网的需要迅速作出响应,满足电力系统安全性的要求;当微网独立运行时,又能利用储能环节和控制保护环节维持自身的稳定运行。微网独特的组网形式能够有效克服分布式电源随机性和间歇性的缺点,解决分布式电源的接入问题。

自治运行是微网基本特点。作为小型能源网络,自治要求微网能够实时维持自身的能量平衡,可脱离主网独立运行。如何保证微电网孤岛运行时的安全稳定,是在大电网故障情况下保证持续可靠供电的重要手段,尤其是故障情况下从并网运行方式到独立运行模式时,对因出力不能和负荷达到平衡而导致逆变器频率偏差等问题需进行深入分析和研究。

二、无线通信技术在智能配电网中的应用探讨

1.无线通信技术概述

无线通信技术相对于成熟的有线通信来说,其安全性、可靠性相对较低,但其建设成本低、施工难度小、扩展灵活,在无线传输数据加密技术日趋完善的今天,无线通信技术已成为配网自动化中主要应用的通信技术。[12]目前主要采用GPRS/CDMA公网网络技术,但其数据传输的网络时延无法保障,而且网络信息安全性差,传输网络的可靠性低,使用费用高。宽带无线接入BWA技术可以很好地满足配电自动化业务对带宽、速率、时延等方面的要求,可广泛应用在整个电力配网自动化系统的业务领域中。

宽带无线接入(BWA)是实现宽带网络接入的一种快捷部署方式,包括无线个人域网(WPAN)、无线局域网(WLAN)、无线城域网(WMAN)和无线广域网(WWAN)4 类,其主要特点包括:传输距离长、信号速率高、覆盖范围广,业务能力强大、安全性高。宽带无线组网灵活、安装简单、投资小、扩容容易、施工不受城市建设约束、工程周期短、项目启动快等,故越来越受到重视。[13]

2.BWA技术应用于智能配电网的可行性分析

配电网通信业务具有接线复杂、分布分散、通信点多、通信设备工作环境较差、信息量非常庞大等特征。因此配网自动化系统对于通信的要求,首先必须具备可靠性,通信线路畅通并不受恶劣环境影响,其次要有双向通信功能。而宽带无线接入(BWA)技术具备了这些条件,在业内诸多企业的推动下,有望应用于智能配电网的通信业务中。[12]

在智能配电网的建设中,涉及到通信的主要问题是:含分布式能源的配电网保护控制问题,故障后微网带本地负荷的孤岛运行与控制,故障后配电网自动恢复控制等。[14]对于地处偏远地区的分布式电源,架设专用光纤通信网络不仅造价高、建设周期长,其恶劣的工作条件和维护容易造成通信故障。采用无线通信方式则具有成本低、扩展方便、工作可靠等一系列优点,对于供电可靠性要求不是太高的负荷,采用无线通信网构建其保护控制系统完全可以满足需求。从技术方面,在配电网中广泛应用的重合器、分段器等智能开关中集成无线通信模块,使其满足临近通信功能,对于配电网的智能保护控制和自愈均有重要意义。而且无线通信方式更易于扩展,不必重复进行通信网络的架设或升级。现在业已成熟应用的基于GPRS的多功能电能表是无线通信在配网中应用的成功案例,无线通信技术具有投资省、免维护、易于扩容、运行费用低等优点,具有广阔的应用前景。

3.实用化无线网络通信方案

在配电网中采用无线通信方式的瓶颈是通信速率和数据容量,随着配网自动化和馈线自动化技术的发展,集中式和分布式控制所需要的信息量成倍增长,不可能完全采取无线通信方式。根据配电自动化通信网的层次划分,在实际应用中,可以采用无线网络和有线网络相结合的通信方式,在配电终端和用电终端等接入网中采用无线通信方式,充分发挥无线通信组网灵活、易于扩充、建设周期短、免维护等优点;而在子站和主站间的通信采用专用光纤通道,满足数据传输的实时性要求。典型的智能配电网通信方案如图1所示。

三、结语

智能电网是解决社会经济发展和资源环境问题的必然选择,智能配电网是智能电网的重要组成部分,涉及到分布式能源的并网、智能配电网的保护控制与自愈、微网的运行等诸多内容,而信息和通信技术是这一切得以实现的重要基础之一。无线通信技术在智能电网建设中必将发挥巨大作用。文章就无线通信技术在智能配电网中的应用展开讨论,给出了典型的智能配电网通信方案。在具体应用中,需对无线通信的通信协议、信息安全以及供电可靠性等问题进行进一步的研究。

参考文献:

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[11]李斌,薄志谦.智能配电网保护控制的设计与研究[J].中国电机工程学报,2009,(S1).