面向智能配电网的通信网络建设研究探讨

【摘要】 本研究结合了我国最新的智能电通信网建设理论，对配用电通信网建设的规划和设计进行了论述。阐述的内容有智能配电业务分析、配用电业务网模型、配用电通信网关键要素以及典型配用电通信技术混合组网示例等。目的在于给智能电网的配用电通信网络建设提供一定的启示。

【关键词】 智能电网 配用电 通信网络

我国电力产业在最近几年的发展速度很快，配用电网是我国电网的重要组成部分，而且它是实现电能分配的重要途径。不过配用电通信网还存在一定的问题，问题主要表现为配用电通信系统缺乏整体规划、通信网兼容性较差、通信资源浪费严重等。随着社会经济和科技的发展，智能电网已慢慢成为提高供电质量的重要手段。智能电网配用电业务具有特定的分布以及多种网络建设模式，加强智能电网配用电通信网络的研究是促进电力系统发展的关键。

一、智能配电业务分析

智能配电业务是电力系统中的重要组成部分。智能配用电业务具有很多特点，首先，智能配电网业务种类多、节点多、覆盖面广且分散、运行环境较差；其次，智能配电网非常容易受到城建和扩容的影响；第三，智能配电网通信距离远，信息总量大但单点容量小；第四，智能配电网运行维护工作量大、管理问题多以及建设复杂。要实现智能配电网业务就意味着大量业务的传输，但传统的通信模式已经不能满足此业务实现的条件，因此必须采用网络的概念融合更多的业务，这样才能更好地保证业务的服务质量。另外，智能配电业务涉及了很多内容，其中包含了新型充电站业务、分布式能源业务、传统自动化业务、电网状态分析业务等[1]。

二、配用电业务网模型

2.1高级配电自动化系统

配电自动化系统是配电网业务的重要组成，它可以完成现场配电终端与主站之间的业务数据交互工作。在此之前，配电网通信主要依靠专线通信，而通信协议主要采用串行通信协议，这种情况下的线路资源利用率比较低。目前，变电站网络正向着更高级的通信协议发展，并且已经基本实现站层级的网络标准。新时期实现自动化业务比较有效的方式是建立基于以太网技术的高级配电自动化业务系统。经过大量的实践证明，网络设备在30%负载的情况下才具有最好的实时性和可靠性。在配电自动化系统发展中，推广应用的通信协议需要满足一定要求，即通信协议要能满足自动化业务的实时性、通道带宽、通信节点数量、新型配电业务，只有这样才能最终实现调度自动化和基于以太网配电自动化的综合管理[2]。

2.2用电负荷管理系统

目前，我国电力用户的电量信息采集已经向着自动化、全覆盖以及全预付费的方向发展。当前电量信息采集主要采用了通用无线分组业务网络，这是一种对带有GPRS 模块的集中器汇集局部区域的用电信息进行间接采集的手段，用电信息是经电信专网接入电力公司主站。但这种手段存在一定的弊端，即被采用的GPRS设备在线率较低，因此不能实现实时电价和用户的需求，而且这种网络费用比较高。

其实解决用电负荷管理业务可以通过建立以太通信专网来实现，以太通信专网可以连接用电信息管理主站与各个电力用户终端；而本地通信则可通过总线、载波、无线传感器网络来实现[2]。

2.3用能服务网络

用能服务网络是为了满足用户用电需求定制、多样化服务以及多种用能策略而产生的一种服务网络。这个网络服务设计到的业务有语音、视频、数据业务，这种服务网络对带宽的要求很高，需要制定一种特殊的网络方式来满足服务网络发展的需求。用能服务网络发挥作用过程中通常会利用到公共互联网和电力通信网，具体来说就是用户将需求通过公共互联网传输到电力服务网站，最终用户定制的服务由电力通信网传输至用户的表计和用户终端。

2.4环境辅助监测网络

视频或环境辅助监测系统在配电网中发挥着至关重要的作用，比如说它通常被应用在无人值守变电站的监视中或者被应用在重要开关设备的监视中，又或者被应用在现场维修安全监视和事故抢修现场分析中。最关键的是电力公司监控中心科员对所有视频信息进行统一处理。总之，环节辅助监测系统在电网服务中占有一席之地。

三、配用电通信网关键要素

配用电通信网能够支撑多种业务的关键在于它本身涉及的一些重要技术，比如说无源光网络等多种通信技术、融合的数据网络技术、综合网管技术、通信协议结构以及网络安全技术等。这些关键技术在配用电通信网中各自发挥着不同的作用。具体说来，我国配电网的发展经历了很多阶段，而且每个阶段所应用的主要技术都不一样，然而配电通信网的构建必须综合使用这些技术；为了满足配用电多业务网络发展就必然要采用数据融合技术，但数据融合技术必须要满足安全性要求和可靠性要求；通信网络发展特点是将通信结构和多种通信技术应用到同一个网络中，这样不仅扩大了网络的规模，而且增加了网络的复杂性，这最终给网络的运行和维护增加了很多困难。为了解决这一问题就需要建立统一的网络管理系统，通过这种统一的网络系统来实现网络的集中管理。统一网络管理系统的优势在于它可以结合地理信息系统对通信网络的故障进行准确的定位，这样就可以提高运行维护人员工作效率；当前我国配用电方面的通信规约类型非常多，但是并没有一个完整的解决体系。在这些通信规约中有些是用于点对点连接的专线或数字传输通道，这些规约只有三个层次，即物理层、链路层和应用层；还有一些规约是用于数据通信网络中，这类规约在物理层、链路层和应用层的基础上又增加了网络层和传输层；配电通信网融合了多种通信技术而形成了一个开放的网络，这个网络拥有大量的终端设备的接入，但与此同时网络安全及数据的保密性就成为了值得关注的问题。然而，在配电通信网络中采用了一些安全技术，比如在应用层、网络层、物理层应用认证加密过滤技术，同时应用安全测试评估技术、安全存储技术、主动实施防护技术、网络安全事件监控技术、恶意代码防范与应急响应技术来保障配电通信网的安全[3]。

四、典型配用电通信技术混合组网示例

在配用电通信技术使用过程中，由于考虑到充分发挥各种通信技术的优点，从而克服某些技术的缺点，所以建立起以光纤网络为骨干，无线技术、载波为补充的网络结构。这种结构能够更好地满足很多业务的需求，如用电信息采集。环境监测、临时应急通信以及用能服务和配调自动化等。这种混合组网结构主要分为三个层和一个综合网管系统，三个层分别为骨干传输层、远程接入网络、本地接入网络，每个层发挥各自不同的功能，它们在配用电通信技术混合组网中发挥了重要的作用。不过在这个混合组网中网管系统的作用更为重要，这个网管系统的任务是管理以太网、无线专网、通信设备、网络设置管理以及其它网络管理[3]。

五、结语

总之，配用电通信网的建设意义重大，而且它涉及众多因素，所以要全面地、综合地规划才能做出最合理的建设方案。如何建设出最为科学的通信网是重中之重。本研究对配用电通信网的相关内容作出的阐述为配用电通信网的建设提出了一定的建议。

参 考 文 献

[1] 黄盛.智能配电网通信业务需求分析及技术方案[J].电力系统通信. 2010（06）：12-14

[2] 孙中伟，马亚宁，王一蓉，霍司天，徐光年.基于EPON的配电网自动化通信系统及其安全机制[J].电力系统自动化.2010（08）：10-11

[3] 王李娟. 基于IEC61850的配电网络馈线自动化终端[J].陕西电力. 2011（06）：21-22