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摘要：本文从配电自动化系统总体结构、配电自动化中通信系统的方式及特点以及通信系统两种无线传输方式及比较四个方面对配电自动化系统中的通信系统进行了详细的论述。
关键词：配电自动化系统；通信系统
一、前言
随着我国经济的发展以及科技的不断进步，人们对电网的要求水准越来越高，所以，通信系统中的电网配电也开始采用了自动化技术，这样方便对电网的管理以及使得通信系统更加高效。
二、配电自动化系统总体结构
一个基本配电自动化系统可由一个控制中心，若干个监控/监测或其他终端组成。当配电网系统较大时，可配置若干控制子站。所以对一个城市或地区而言配电自动化结构一般分为三层：配电网控制主站（控制中心层）、配电控制子站（区域集结层）、配电监控终端（终端设备层）。
终端设备层是配电自动化系统基础层，包括各测控装置，电力综合测控仪、柱上开关控制器、低压无功补偿装置、电缆故障检测器和低压开关带电状态检测器等，主要完成柱上开关、环网开关、箱式变/配电变压器、开闭站、配电室等各种信息的采集处理及监控功能；各终端装置以通讯方式将数据传至区域集结层。区域集结层是配电自动化系统的中间层，一般放在开闭站内，装有监控软件和实时数据库，实现辖区内配电网的SCADA、三遥和实时数据记录功能，它既可以是一个实时数据库，实现辖区内配电网SCADA、三遥和实时数据记录功能，既可以一个系统独立运行，也可以与其他中间站以通讯方式与监控中心站相联。控制中心层是整个配电自动化监控和管理系统的核心，主要负责从各中间站采集实时信息，整体上对配电网进行监视和控制，分析配电网的运行状态，协调中间站之间的关系，对整个配电网进行有效的管理，保证整个配电系统处于最佳运行状态。
三、配电自动化中通信系统的方式及特点
（一）配电自动化系统的通信方式
在配电网自动化系统中，相比于有线方式，无线通信方式拥有诸多优势。有线通信方式最基本的要求是线路必须延伸至每个通信节点。然而面对散落在很大范围内的数量众多的配电网通信终端，有线通信网在拓扑规划、线路的设计和施工等方面都将举步维艰，而无线通信方式则不存在通信介质敷设的问题。
另一方面，采用星型拓扑的无线通信方式对外围节点位置的变化有较强的适应性，在一定范围内，几乎不受配电线路拓扑变化和通信节点位置改變的影响。而有线通信，每次通信终端位置的改变都伴随着繁琐的相关线路的改接。随着配电网自动化系统的发展，许多无线通信方式正在不断研究、试验和应用中，目前比较看好的方式包括以下2种。
（1）基于GPRS的公网传输方式。目前，国内已有不少城市的配电网尝试了此方式。
（2）基于无线数字电台的方式。香港中华电力公司在其配电自动化项目中使用了400套无线数字电台，在大连、盐城、潍坊等城市的配电网自动化系统中也部分采用了数字电台方式。
（二）从通信方案设计的角度来看，配电网自动化系统具有以下特点
（1）通信节点数量庞大。配电网自动化系统主站需要对大量的开闭所、配电变压器（以下简称配变）、柱上断路器，分段断路器等设备进行监控。
（2）通信节点分布范围广，布局分散。单点的信息量较小，对实时性有一定的要求，需要进行双向通信。这就要求设计时必须在以上多个因素之间进行权衡，才能保证通信方案的有效性和经济性。
（3）10 kv配电网的发展有一定的不可预见性，其拓扑结构和运行方式会频繁变动圆。因此，配电网自动化系统所采用的通信方案也应该能够适应这种经常变更的要求。
（4）由于在配电网中很多通信设备必须安装在室外或强电环境中，设备的抗干扰和抗恶劣环境的能力也是方案设计必须考虑的问题。
四、通信系统两种无线传输方式及比较
（一）基于GPRS的公网传输方式
GPRS（General Paeket Radio Serviee，通用分组无线业务）是在现有GSM（Global System for Mobile communieations）网络上增加了基于分组应用的接口后形成的一种传输方式。
GPRS突破了GSM网的9.6kbps的速率限制，理论上最高传输数据速率可达171.12kbps。而且GPRS接入速度快，具有持续性和实时性特点，适合传输“频繁的数据量较小的业务”，也能承受“偶发的大数据量传输”。
由于原有的“基于GSM短信”的配电自动化数据传输方式具有“按条收费、运营费较高、在短信中心服务器繁忙时无法保障信息的可靠及时性”等缺点，GPRS业务一经推出，便迅速取代GSM短信方式，成为公网传输方式的主流。
目前，大多数配电自动化信息都是通过FTU（馈电终端单元）和TTU（变压器终端单元）进行采集，然后通过串口线与GPRS终端连接。GPRS终端将该节点的信息传输至基站之后，再由基站转发至SGSN（Service GPRS Ssupport Node）。信息经GPRS骨干网接力后，通过GGSN（Gateway GPRS support Node）连接至运营商机房。再通过电力企业和运营商之间的APN专线到达配电SCADA主站系统。
欲实现一套基于GPRS的配电自动化通信系统，只需在各节点增加一台GPRS终端设备和一张SIM卡，再向运营商申请APN服务并绑定相关SIM卡即可。采用这种方案可以充分利用运营商的网络资源，免去了网络规划、网络建设等复杂工程。
（二）基于无线数字电台的传输方式
无线数字电台是借助DSP技术和无线电技术实现的高性能专业数据传输电台。它采用了数字信号处理、数字调制解调等技术，具有前向纠错、均衡软判决等功能，可以传输遥测遥控数据、数字化语音、动态图像等业务。如今，数字电台的传输速率可达19.2kbps，收发转换时间小于10ms，而且多数数字电台提供透明Rs232接口，便于与FTU和TrU进行连接。
（三）两种无线传输方式的比较
1.成本
单台GPRS终端的价格约为7500元，主站端一般不设无线接收设备，但需要申请一条APN专线。此外，每年还需向运营商交纳费用，这将成为一笔不小的负担。
无线数字电台子站的设备成本为3500-5500元，主站的成本为7500一12000元。如果采用2.4GH：的公用频段，则无需向无线电委员会申请，也无需交纳费用。可见，在成本上，无线数字电台有优势。
2.传输速率
GPRS传输速率的理论最高值为171，2khps，但在实际中一般只能提供20一40kbps的稳定数据传输。
无线数字电台目前已经普遍达到了19.2kbps的传输速率。考虑到目前配电自动化数据的传输速率一般为1200～9600bps，两种方式均能满足要求，GPRS略占优势。
3.安装维护
由于需要考虑天线的位置、方向性和防雷等因素，相对而言，无线数字电台方式在安装时较为复杂。
在维护上，GPRS方式下，大部分维护任务只能由运营商来完成，也即很多维护任务对供电公司而言是不可控的。而数字电台方式则更符合电力通信专网专用的传统。
五、结束语
以上是对配电自动化系统中的通信系统的论述，配电自动化系统非常庞大，所以，在实际的操作过程中，一定要考虑到各方面的因素，确保通信系统中自动化配电系统的正常运行。
参考文献：
[1]田新顺.通信技术在配电网自动化系统中的应用.科技资讯-2013年8期
[2]胡曙光.对配电自动化中通信方式的探讨.城市建设理论研究-2012年1期
[3]雷敏.基于配网自动化系统通信方式的研究.科学时代·上半月-2013年4期
[4]袁珂.基于GPRS技术的配电自动化系统研究.商情-2013年51期
关键词：配电自动化系统；通信系统
一、前言
随着我国经济的发展以及科技的不断进步，人们对电网的要求水准越来越高，所以，通信系统中的电网配电也开始采用了自动化技术，这样方便对电网的管理以及使得通信系统更加高效。
二、配电自动化系统总体结构
一个基本配电自动化系统可由一个控制中心，若干个监控/监测或其他终端组成。当配电网系统较大时，可配置若干控制子站。所以对一个城市或地区而言配电自动化结构一般分为三层：配电网控制主站（控制中心层）、配电控制子站（区域集结层）、配电监控终端（终端设备层）。
终端设备层是配电自动化系统基础层，包括各测控装置，电力综合测控仪、柱上开关控制器、低压无功补偿装置、电缆故障检测器和低压开关带电状态检测器等，主要完成柱上开关、环网开关、箱式变/配电变压器、开闭站、配电室等各种信息的采集处理及监控功能；各终端装置以通讯方式将数据传至区域集结层。区域集结层是配电自动化系统的中间层，一般放在开闭站内，装有监控软件和实时数据库，实现辖区内配电网的SCADA、三遥和实时数据记录功能，它既可以是一个实时数据库，实现辖区内配电网SCADA、三遥和实时数据记录功能，既可以一个系统独立运行，也可以与其他中间站以通讯方式与监控中心站相联。控制中心层是整个配电自动化监控和管理系统的核心，主要负责从各中间站采集实时信息，整体上对配电网进行监视和控制，分析配电网的运行状态，协调中间站之间的关系，对整个配电网进行有效的管理，保证整个配电系统处于最佳运行状态。
三、配电自动化中通信系统的方式及特点
（一）配电自动化系统的通信方式
在配电网自动化系统中，相比于有线方式，无线通信方式拥有诸多优势。有线通信方式最基本的要求是线路必须延伸至每个通信节点。然而面对散落在很大范围内的数量众多的配电网通信终端，有线通信网在拓扑规划、线路的设计和施工等方面都将举步维艰，而无线通信方式则不存在通信介质敷设的问题。
另一方面，采用星型拓扑的无线通信方式对外围节点位置的变化有较强的适应性，在一定范围内，几乎不受配电线路拓扑变化和通信节点位置改變的影响。而有线通信，每次通信终端位置的改变都伴随着繁琐的相关线路的改接。随着配电网自动化系统的发展，许多无线通信方式正在不断研究、试验和应用中，目前比较看好的方式包括以下2种。
（1）基于GPRS的公网传输方式。目前，国内已有不少城市的配电网尝试了此方式。
（2）基于无线数字电台的方式。香港中华电力公司在其配电自动化项目中使用了400套无线数字电台，在大连、盐城、潍坊等城市的配电网自动化系统中也部分采用了数字电台方式。
（二）从通信方案设计的角度来看，配电网自动化系统具有以下特点
（1）通信节点数量庞大。配电网自动化系统主站需要对大量的开闭所、配电变压器（以下简称配变）、柱上断路器，分段断路器等设备进行监控。
（2）通信节点分布范围广，布局分散。单点的信息量较小，对实时性有一定的要求，需要进行双向通信。这就要求设计时必须在以上多个因素之间进行权衡，才能保证通信方案的有效性和经济性。
（3）10 kv配电网的发展有一定的不可预见性，其拓扑结构和运行方式会频繁变动圆。因此，配电网自动化系统所采用的通信方案也应该能够适应这种经常变更的要求。
（4）由于在配电网中很多通信设备必须安装在室外或强电环境中，设备的抗干扰和抗恶劣环境的能力也是方案设计必须考虑的问题。
四、通信系统两种无线传输方式及比较
（一）基于GPRS的公网传输方式
GPRS（General Paeket Radio Serviee，通用分组无线业务）是在现有GSM（Global System for Mobile communieations）网络上增加了基于分组应用的接口后形成的一种传输方式。
GPRS突破了GSM网的9.6kbps的速率限制，理论上最高传输数据速率可达171.12kbps。而且GPRS接入速度快，具有持续性和实时性特点，适合传输“频繁的数据量较小的业务”，也能承受“偶发的大数据量传输”。
由于原有的“基于GSM短信”的配电自动化数据传输方式具有“按条收费、运营费较高、在短信中心服务器繁忙时无法保障信息的可靠及时性”等缺点，GPRS业务一经推出，便迅速取代GSM短信方式，成为公网传输方式的主流。
目前，大多数配电自动化信息都是通过FTU（馈电终端单元）和TTU（变压器终端单元）进行采集，然后通过串口线与GPRS终端连接。GPRS终端将该节点的信息传输至基站之后，再由基站转发至SGSN（Service GPRS Ssupport Node）。信息经GPRS骨干网接力后，通过GGSN（Gateway GPRS support Node）连接至运营商机房。再通过电力企业和运营商之间的APN专线到达配电SCADA主站系统。
欲实现一套基于GPRS的配电自动化通信系统，只需在各节点增加一台GPRS终端设备和一张SIM卡，再向运营商申请APN服务并绑定相关SIM卡即可。采用这种方案可以充分利用运营商的网络资源，免去了网络规划、网络建设等复杂工程。
（二）基于无线数字电台的传输方式
无线数字电台是借助DSP技术和无线电技术实现的高性能专业数据传输电台。它采用了数字信号处理、数字调制解调等技术，具有前向纠错、均衡软判决等功能，可以传输遥测遥控数据、数字化语音、动态图像等业务。如今，数字电台的传输速率可达19.2kbps，收发转换时间小于10ms，而且多数数字电台提供透明Rs232接口，便于与FTU和TrU进行连接。
（三）两种无线传输方式的比较
1.成本
单台GPRS终端的价格约为7500元，主站端一般不设无线接收设备，但需要申请一条APN专线。此外，每年还需向运营商交纳费用，这将成为一笔不小的负担。
无线数字电台子站的设备成本为3500-5500元，主站的成本为7500一12000元。如果采用2.4GH：的公用频段，则无需向无线电委员会申请，也无需交纳费用。可见，在成本上，无线数字电台有优势。
2.传输速率
GPRS传输速率的理论最高值为171，2khps，但在实际中一般只能提供20一40kbps的稳定数据传输。
无线数字电台目前已经普遍达到了19.2kbps的传输速率。考虑到目前配电自动化数据的传输速率一般为1200～9600bps，两种方式均能满足要求，GPRS略占优势。
3.安装维护
由于需要考虑天线的位置、方向性和防雷等因素，相对而言，无线数字电台方式在安装时较为复杂。
在维护上，GPRS方式下，大部分维护任务只能由运营商来完成，也即很多维护任务对供电公司而言是不可控的。而数字电台方式则更符合电力通信专网专用的传统。
五、结束语
以上是对配电自动化系统中的通信系统的论述，配电自动化系统非常庞大，所以，在实际的操作过程中，一定要考虑到各方面的因素，确保通信系统中自动化配电系统的正常运行。
参考文献：
[1]田新顺.通信技术在配电网自动化系统中的应用.科技资讯-2013年8期
[2]胡曙光.对配电自动化中通信方式的探讨.城市建设理论研究-2012年1期
[3]雷敏.基于配网自动化系统通信方式的研究.科学时代·上半月-2013年4期
[4]袁珂.基于GPRS技术的配电自动化系统研究.商情-2013年51期