3G技术在电网调度系统中的研究应用

[摘 要]针对3G通信网络传输速率快、稳定性高、覆盖面广等优点，本文提出将3G技术应用于电网调度自动化系统的方案，把3G/VPN网络作为电网调度通信的备用通道，利用VPN的隧道加密技术解决数据传输的安全性问题，并通过3G/VPN网络为智能电网的分布式电源、智能配电模块接入电网调度自动化系统提供便捷的接入平台，构建了基于3G网络的电网调度自动化系统，详细分析了该系统的优越性。

[关键词]3G 技术 调度自动化 VPN 智能电网

中图分类号：TD955 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）13-0253-01

0. 引言

电网调度自动化系统是智能电力系统的中枢，承担着电网安全、经济运行的艰巨任务，是电网安全、可靠运行的保障。电网通信是电网调度自动化系统的重要组成部分，是实现电网调度自动化的基础。随着通信技术的不断发展，电网调度采用的通信方式经历了微波通信、电力载波通信、ADSL拨号通信和光纤通信几个阶段，技术条件不断进步、改善。

随着智能电网的飞速发展，必将有大量分布式电源和智能配电模块接入大电网，如何将这些分布式设备方便快捷地接入电网调度自动化系统，是智能调度系统迫切需要解决的问题。

3G通信技术的发展与成熟为上述问题提供了新的解决方式。经过迅猛发展，3G通信技术已逐渐成熟，具有覆盖面广、传输速率高、传输容量大以及抗干扰性强等特点。将该技术应用于电网通信领域，能够解决电力调度通道的备用问题和分布式智能配电模块接入电网调度系统带来的一系列问题。

1.3G通信技术的优越性

3G通信技术具有以下特点：

（1）传输速率高，传输容量大。在快速移动中，数据传输速率能够达到144kbp/s，而在慢速移动中的传输速率可以达到384kbp/s，在静止状态下更是可达2Mbp/s，可以高效、方便地提供宽带、视频等业务。

（2）具备良好的兼容性与灵活性，具备较强的适应各种复杂环境的能力，并且还同时适应多操作方式与多频段运行。

（3） 具备高质量的语音、视频功能，能够保证语音以及视频图像的高保真传输，并具有优良的数据传输实时性能。

对电网调度通信数据流量分析可知，火电厂、水电站、220kV变电站、500kV变电站至省调或地调的数据流量大约为147～271kbp/s，地调至省调的数据流量约为384kbp/s，3G网络静止状态下2Mbp/s的传输速率完全可以满足各级调度之间的数据传输要求。经数据压缩技术处理后，可同时传输视频、图像等大流量媒体数据，实现对变电站、配电变压器的视频监控，供调度人员直观地监视设备的实时运行工况。

目前，在国家政策的支持鼓励之下，电网调度自动化系统朝着更加智能化的方向发展，大量的分布式能源将接入电网，如小型风力发电场、光伏发电设备等。未来，这些分布式电源的容量将十分巨大。同时，电力系统中智能配电模块的数量庞大，分布广泛，难以通过专用的光纤通道全部接入电网的调度自动化系统。所以将这些电源、智能配电模块通过3G网络接入电网调度自动化系统是最方便、最经济的选择。

2.3 G技术在电网调度自动化的应用设计

电网调度自动化系统主要包括电网调度中心主站系统、电力通信网络、厂站RTU终端等。本文提出的基于3G网络的电网调度自动化系统，主要利用3G网络连接厂站RTU终端与调度中心主站。

由于3G网络是公用网络，考虑到电网调度自动化系统数据的安全问题，采用虚拟专用网络（Virtual Private Network，简称VPN）技术进行连接。VPN是构建无缝的工业领域虚拟专用网络技术，其核心是在公用网络中建立私有通信链路，网络中任意两个节点之间并没有传统专网所需的端到端的物理链路。VPN技术主要采用了隧道技术、密钥管理技术以及使用者与设备身份认证技术，极具高可靠性与强安全性，是目前广泛采用的网络传输解决方案，多用于大型企业远程或异地传输保密数据，如ATM终端系统接入。以下介绍厂站RTU终端与3G网络、3G网络与调度中心的具体连接方式。

2.1 厂站RTU终端与3G网络的连接方式

如图1所示，各发电厂、变电站的RTU，以及重要厂站加装的监控摄像头连接到3G通信终端模块，此终端模块能够将RTU发出的串行数据发送到3G网络，通过3G/VPN网络与电网调度自动化系统的主站实现数据传输。如图1所示，只需在电网中每个厂站安装一台3G通信终端，即能够实现厂站与调度主站之间的通信和视频监控功能。

采用光纤作为调度通信的主通道，3G网络作为备用通信通道时，3G通道设置为故障时即时启动为主通道角色，承担主通道数据传输任务。

2.2 3G网络与调度主站系统的连接方式

如图2所示，在电网调度自动化系统的主站端，安装了一台主站通信终端，其主要任务是连接通信运营商提供的3G/VPN网络，并将网络数据信号准确地转换为电网的电力调度信号；一台3G/VPN主站数据服务器能够将主站通信终端传输过来的调度数据信号进行存储、处理，同时能够将处理过的厂站实时数据传输至电网调度自动化系统的前置机。图2中的系统配置实现了各厂站与电网调度中心之间的实时通信。

3.结语

基于3G网络的电网调度自动化系统采用了先进的3G/VPN网络技术，构建了安全、可靠的电网调度自动化系统，能够为分布式电源以及智能配电模块接入大电网提供便捷的接入点，为电网智能调度的发展提供坚实的技术保障。3G网络技术传输速率快、传输容量大、覆盖面广等诸多优点能够解决电网调度自动化系统中的备用通道问题，保障了电网的安全、稳定运行。由于3G网络技术突出的性能和成本优势，未来必将在电网调度自动化系统中获得广泛应用。

参考文献

[1] 王予倩等.电力调度系统使用的几种备用通道技术比较[J].四川电力技术，2007，30（2）：80-83.

[2] 王亚非等.基于GPRS网络的调度备用通道[J].电力系统保护与控制，2009，37（16）：80-83.

[3] 翟章.无线通信技术在电力通信中的应用[J].电力系统通信，2006，27（163），1-2，20.

[4] 张继芬.省级电力调度数据网络的设计与实现[J].电力系统通信，2005， 26（2）：4-7.