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【摘要】配电网自动化通信系统是配电网自动化系统中非常重要的部分，是配网自动化的中枢神经系统，配电网运行数据收集、配电网络的运行状态的变化和配电网的优化是通过通信系统进行的，配电网自动化实现的关键就是通信。
【关键词】配电网；通信；平台；设计
前言
随着科技进步和经济不断发展，电网改革进一步深化，电网监控的范围逐步从变电站、高中压配电线路延长到低压配电线路用户，传统的配电网络数据采集和控制的管理越来越不能满足现在的要求，配电系统自动化已经成为一种必然的发展趋势。通信系统是配网自动化系统的非常重要的组成部分，整个配网自动化系统的数据就是直接来源于通信系统。因此，通信系统的整体性的不断提高，对于提升配网自动化系统整体服务质量具有重要的作用。
一、配电网的发展现状
目前，中国的电力行业发展的决定因素，从投资规模逐步向市场需求转变，电力市场逐渐由卖方市场转变为买方市场。90年代以来，在国内电力系统中，35kV变电站逐步实现四遥功能，但规模覆盖变电站自动化、馈线故障定位和隔离、自动恢复放电、负荷控制、远程自动抄表、最低网络的净亏损、电压无功优化，配网投资系统、变电配网和用电管理信息系统的配网管理系统，这是近几年才开始运用的。从设备层面来看，国内很多企业已经开发出可基本满足自动化要求的产品，如可靠的柱上真空开关、重合器、馈线开关远程终端（FTU）、变压器监控终端（TTU）、开闭所、小区远程终端（RTU）、配网地理信息系统（GIS）、负荷监视系统与网络管理信息的计算机网络、智能仪表和远程抄表计算机系统，以及各种数据传输设备（DCE）等。从技术上讲，实现配电自动化有没有问题，但仍面临两个问题：一个是供电企业根据自己的实际情况，选择合适的多种功能，寻求一种“成本”是更好的，符合现代系统技术的发展；另一种是电网自动化技术，许多成熟的可以学习，但配电自动化功能具有本身的特点，如大容量、故障记录信息、定值远传、远程抄表等等，传统的通信规约不能满足使用的要求，所以要求尽量做到标准化通信协议，以避免出现不同厂商自行设置这种混乱的局面。
二、配电网自动化通信系统特点
1、业务种类多样
配网主站层包括配网SCADA、GIS、负荷控制管理、远程抄表系统等众多子功能。不同的业务，数据通信量和实时性要求不一样，不同的业务对通信系统的要求也不一样。
2、网络规模广且覆盖面大
配电网处于电网网络的末端，直接面对广大电力用户。网络具有巨大的规模，装置的数量和种类都是非常可观的。为了解决网络通信问题，较高的通信网络规模和覆盖范围的要求，这样一个庞大的覆盖面，对数据采集系统来讲，其前端服务器负载是巨大的。
3、成本方面因素
这主要包含建设投资、运营、维护和运营成本。因为配网通信网络的规模巨大，网络建设投资、运营、维护和使用成本都是很大的，规模是非常可观的。目前，对制约与发展网络通信来看，成本实际上是关键问题，而且是选择各种配网通信方案时最值得我们思考的问题。
4、实时性的问题
配网通信系统因为业务种类多，并且每种针对信息传送的实时性和要求性都不同。比如，实时调度的要求，进行实时数据采集和控制水平，要求实时地反映变化状态，快速配送网络对配网自动化的服务要求高，应根据变化立即采取措施；配备监测对实时性要求较低，采集的实时和定点定时的配变数据；远程抄表具有较低的实时性要求，只需要固定时间和地点的数据采集；下行通信实时要求相对较高，主要是由负荷控制决定的，而目前的负荷控制业务有与其它业务融合或者集成的趋势和变化。
三、配网通信平台设计
1、通信服务器设计
根据通信服务器接口与外部通信服务器功能的定义，通过分析系统组件结构，进一步明确了各个外部通信服务器功能，设计通信服务器内部功能模块，见右图：
2、前置机设计
根据功能，前端系统分为八个主要模块，即通信和服务器间的通信模块（命令接收模块），完成端口模块（数据终端和配网终端之间接收模块），终端之间的数据传输模块、下行命令处理模块（编码模块）、上行数据处理模块（解码模块）、串口通信模块、定时器模块和总调度模块。
3、系统扩展性分析
（1）多规约的扩展性
通信平台规约扩展性，主要是考虑到配网业务更多类型，而且终端变化各异，不确定的通信协议。在前置机的设计中，以确保规约的扩展，将规约解释模块封装入DLL的动态链接库中，这样，一种规约的增加，就会增加一种规约DLL。在数据和命令处理模块中，只需要在获取到命令数据包以及上行数据包后，根据这个设备信息表中配置的规约类型，从而调用到相应规约DLL 的功能函数就可以了。
（2）多种通信模式的扩展
通信方式可扩展性，需要在系统整体设计以及模块划分的时候加以重点考虑。在前置机设计过程中，目前，TCP完成端口服务器是作为一个独立的高内聚的模块来工资的，通过数据队列，将数据包送给数据处理模块，对数据处理模块来讲，这就是“所见即所得”的模式，即看到的只是数据包，至于是通过串口，TCP或者UDP是不相关的。所以，这种设计使得很容易增加一种功能独立的通信方式，比如UDP。
与TCP的通信方式相比，UDP的通信方式在数据传输速度方面显得更加快速，由于它是面向无连接数据报传输，没有拥塞控制等额外的开销，在网络状况好的情况下，其效率要比UDP的通信方式、以及比TCP 的通信方式，在数据传输速度上都要更迅速，由于它是面向无连接的数据报传输，没有拥塞控制等额外开销，在网络状况好的情况下效率要比TCP高；但是UDP也有个明显的缺点，对于连续的数据报传输可能出现丢包、包错位等不良现象，这就需要上层提供恢复处理机制。对于UDP，这个缺陷不会影响到UDP系统的扩展支持。系统已被认为是在为UDP的早期支持体的设计中，根据用于数据采集任务的全面分析的配电网络，完全使用UDP而不改变系统的当前设计的架构。
四、结论
随着移动通信网络的进一步发展，未来的3G无线网络的实施，将带来更高的带宽和电网的可靠性，必然推动电网低压用户侧的配网自动化的快速发展。
参考文献
[1]蔡桂龙，刘海燕，李勇.GPRS网络通信与配变远程监控系统.电力需求侧管理.2005，（5）：52-54.
[2]黄鲁新.配电自动化的现状与发展.广西电业，2002，（3）：69-71.
【关键词】配电网；通信；平台；设计
前言
随着科技进步和经济不断发展，电网改革进一步深化，电网监控的范围逐步从变电站、高中压配电线路延长到低压配电线路用户，传统的配电网络数据采集和控制的管理越来越不能满足现在的要求，配电系统自动化已经成为一种必然的发展趋势。通信系统是配网自动化系统的非常重要的组成部分，整个配网自动化系统的数据就是直接来源于通信系统。因此，通信系统的整体性的不断提高，对于提升配网自动化系统整体服务质量具有重要的作用。
一、配电网的发展现状
目前，中国的电力行业发展的决定因素，从投资规模逐步向市场需求转变，电力市场逐渐由卖方市场转变为买方市场。90年代以来，在国内电力系统中，35kV变电站逐步实现四遥功能，但规模覆盖变电站自动化、馈线故障定位和隔离、自动恢复放电、负荷控制、远程自动抄表、最低网络的净亏损、电压无功优化，配网投资系统、变电配网和用电管理信息系统的配网管理系统，这是近几年才开始运用的。从设备层面来看，国内很多企业已经开发出可基本满足自动化要求的产品，如可靠的柱上真空开关、重合器、馈线开关远程终端（FTU）、变压器监控终端（TTU）、开闭所、小区远程终端（RTU）、配网地理信息系统（GIS）、负荷监视系统与网络管理信息的计算机网络、智能仪表和远程抄表计算机系统，以及各种数据传输设备（DCE）等。从技术上讲，实现配电自动化有没有问题，但仍面临两个问题：一个是供电企业根据自己的实际情况，选择合适的多种功能，寻求一种“成本”是更好的，符合现代系统技术的发展；另一种是电网自动化技术，许多成熟的可以学习，但配电自动化功能具有本身的特点，如大容量、故障记录信息、定值远传、远程抄表等等，传统的通信规约不能满足使用的要求，所以要求尽量做到标准化通信协议，以避免出现不同厂商自行设置这种混乱的局面。
二、配电网自动化通信系统特点
1、业务种类多样
配网主站层包括配网SCADA、GIS、负荷控制管理、远程抄表系统等众多子功能。不同的业务，数据通信量和实时性要求不一样，不同的业务对通信系统的要求也不一样。
2、网络规模广且覆盖面大
配电网处于电网网络的末端，直接面对广大电力用户。网络具有巨大的规模，装置的数量和种类都是非常可观的。为了解决网络通信问题，较高的通信网络规模和覆盖范围的要求，这样一个庞大的覆盖面，对数据采集系统来讲，其前端服务器负载是巨大的。
3、成本方面因素
这主要包含建设投资、运营、维护和运营成本。因为配网通信网络的规模巨大，网络建设投资、运营、维护和使用成本都是很大的，规模是非常可观的。目前，对制约与发展网络通信来看，成本实际上是关键问题，而且是选择各种配网通信方案时最值得我们思考的问题。
4、实时性的问题
配网通信系统因为业务种类多，并且每种针对信息传送的实时性和要求性都不同。比如，实时调度的要求，进行实时数据采集和控制水平，要求实时地反映变化状态，快速配送网络对配网自动化的服务要求高，应根据变化立即采取措施；配备监测对实时性要求较低，采集的实时和定点定时的配变数据；远程抄表具有较低的实时性要求，只需要固定时间和地点的数据采集；下行通信实时要求相对较高，主要是由负荷控制决定的，而目前的负荷控制业务有与其它业务融合或者集成的趋势和变化。
三、配网通信平台设计
1、通信服务器设计
根据通信服务器接口与外部通信服务器功能的定义，通过分析系统组件结构，进一步明确了各个外部通信服务器功能，设计通信服务器内部功能模块，见右图：
2、前置机设计
根据功能，前端系统分为八个主要模块，即通信和服务器间的通信模块（命令接收模块），完成端口模块（数据终端和配网终端之间接收模块），终端之间的数据传输模块、下行命令处理模块（编码模块）、上行数据处理模块（解码模块）、串口通信模块、定时器模块和总调度模块。
3、系统扩展性分析
（1）多规约的扩展性
通信平台规约扩展性，主要是考虑到配网业务更多类型，而且终端变化各异，不确定的通信协议。在前置机的设计中，以确保规约的扩展，将规约解释模块封装入DLL的动态链接库中，这样，一种规约的增加，就会增加一种规约DLL。在数据和命令处理模块中，只需要在获取到命令数据包以及上行数据包后，根据这个设备信息表中配置的规约类型，从而调用到相应规约DLL 的功能函数就可以了。
（2）多种通信模式的扩展
通信方式可扩展性，需要在系统整体设计以及模块划分的时候加以重点考虑。在前置机设计过程中，目前，TCP完成端口服务器是作为一个独立的高内聚的模块来工资的，通过数据队列，将数据包送给数据处理模块，对数据处理模块来讲，这就是“所见即所得”的模式，即看到的只是数据包，至于是通过串口，TCP或者UDP是不相关的。所以，这种设计使得很容易增加一种功能独立的通信方式，比如UDP。
与TCP的通信方式相比，UDP的通信方式在数据传输速度方面显得更加快速，由于它是面向无连接数据报传输，没有拥塞控制等额外的开销，在网络状况好的情况下，其效率要比UDP的通信方式、以及比TCP 的通信方式，在数据传输速度上都要更迅速，由于它是面向无连接的数据报传输，没有拥塞控制等额外开销，在网络状况好的情况下效率要比TCP高；但是UDP也有个明显的缺点，对于连续的数据报传输可能出现丢包、包错位等不良现象，这就需要上层提供恢复处理机制。对于UDP，这个缺陷不会影响到UDP系统的扩展支持。系统已被认为是在为UDP的早期支持体的设计中，根据用于数据采集任务的全面分析的配电网络，完全使用UDP而不改变系统的当前设计的架构。
四、结论
随着移动通信网络的进一步发展，未来的3G无线网络的实施，将带来更高的带宽和电网的可靠性，必然推动电网低压用户侧的配网自动化的快速发展。
参考文献
[1]蔡桂龙，刘海燕，李勇.GPRS网络通信与配变远程监控系统.电力需求侧管理.2005，（5）：52-54.
[2]黄鲁新.配电自动化的现状与发展.广西电业，2002，（3）：69-71.