摘要：随着科学经济的快速发展，在电力系统未来的发展中主要研究智能电网的应用，电网的智能化主要包括发电、输电、配电和用电等电力系统的各个环节，其中智能配网是智能电网中的重要部分。为了让城市配网更加智能化，就需要建立一个比较先进的高效的配网自动化系统。本文就城市配网自动化发展的现状和设计方案进行研究分析，以便提高配网自动化通信系统的工作效率。
【关键词】城市配网 自动化通信系统 建设
配网自动化主要是指通过使用各种先进技术，包括通信技术、计算机技术以及网络技术等，将配电网数据、用户的数据、地理图形和电网结构等信息收集起来，从而构成一个比较完整的自动化系统，以便对配网的正常运行和故障等进行监测和控制。由于配网通信系统主要任务是对配网自动化系统信息进行收集、命令和传递，可以让配网自动化系统完成多种任务，例如对设备进行管理、进行调度控制、对故障进行处理等。因此，建设城市配网自动化通信系统是非常有必要的。
1 城市配网自动化发展的现状
随着我国经济的快速发展，社会各行业对电力的需求促进了电力行业的发展，使得电网的规模在不断的扩大，其电网的性能在不断的优化和改进。然而传统的电力技术和管理手段已经跟不上时代发展的需求，配网自动化就逐渐随着时代的发展而兴起。配网技术的现代化主要依靠工业基础，随着工业的发展，使得配网自动化系统逐渐发展起来，并在城市中开始运行。我国电网的发展现状已经从过去的投资规模逐渐转变为以市场需求为主导的发展方式，电力市场主要由卖方市场逐渐向买方市场转变。近年来，变电站自动化、电压无功优化、配网信息化管理系统等逐渐发展起来。目前的电力通信网络主要是以光纤通信为主，主网通信网主要有电网的调度控制中心、管理平台、110kV及以上变电站组成的通信系统。其中配电网主要由基于10kV配电网、配变台区、低压设备、用户电表等构建的通信系统，初步实现了配电网的自动化管理。但无论是为生产运行服务的馈线自动化系统，配网调度管理系统，还是为营销服务的电能量管理系统，配变负荷监控终端管理系统以及电能表集抄系统等，针对以上每一套单独运用的系统来说目前的实用化水平已初步达到开发设计时的要求，但配电网作为相对独立且网络结构复杂的电网系统来说，随着管理要求的不断提升，在以提升电网客户服务能力、电网运营能力、电网发展能力、价值创造能力、发展支持能力五个核心能力建设上，以上各种相对独立的管理及通讯系统已不能满足工作开展的需求。首先是各个系统之间通信协议不统一，系统互访困难，数据库无法共享，数据人工维护量大。其次是各系统上下级设备的通信方式不统一，通信资源不共享，造成通讯资源的浪费，以及通讯的安全性和安全性不高。第三是由于各系统之间的不兼容而造成各类数据的统计分析大，且不具备及时性和完整性，成为下一步智能电网发展的瓶颈。
2 城市配网自动化通信系统建设方案研究
电力通信网是电力通信系统内部的专用通信网络，主要是对电力系统的电力设备进行检测，是随着电力系统的发展逐渐形成的。其中电力系统通信网的主要特点是电网运行数据采集具有较大的可靠性和实效性，点力系统通信网和公用网的特点相比，其配电终端非常分散，传输数据容量小，通信网随着电网的建设会变得更加复杂。
2.1 配网自动化通信方案的分析
配电网自身的网络结构和地区特点直接影响到通信网络结构、分布方式和工作环境等方面，从而会使的其结构复杂，工作环境较差以及分布较分散，在通信技术的选择方面变得更加复杂，目前配网通信系统在使用技术方面主要有光纤通信、无线公网通信、中压载波通信和无线专网通信等。
2.1.1 光纤通信技术研究
电力通信网使用光纤通信的时间比较长，其技术比较成熟，光纤通信具有安全、可靠、实效、快速等特点。但由于受到配电网和用电网分布比较分散并且复杂的特点影响，使得光纤配网规模化的应用存在较大的困难，光纤通信建设主要受到以下几个方面的因素影响。首先，在老城区施工比较困难。由于大城市的老城区是供电重点保护地区，老城区的建筑时间比较久远，其结构比较复杂，在网络建设方面具有一定的难度。同时，在老城区敷设光缆的道路开挖很难获得审批且审批的时间较长，使得工期无法得到保障。其次，光纤通信建设的成本较高。由于光缆材料费和开挖费用等较高，使得光纤通信建设存在一定的难度。另外，由于网络结构的不稳定所导致的。城市发展比较快，城市配电房、变换等情况变化较快，使得配网光纤建设的变动频率较高，会浪费投资成本。
2.1.2 无线公网通信
无线公网主要是指由公司通信运营商建设并且对公众开放的通信网络，其主要采用的技术是2G和3G。无线公网对用户的数量没有限制要求，用户使用公网的时候不需要建网维护，其具有建设周期短、网络成本低等优点，但是电力系统和公众用户共同使用一个网络，会存在一定的局限性，尤其是缺乏有效的安全保障。
2.1.3 中压电力载波通信
中压电力载波通信主要指将中压配电线当作是信息的载体的一种通信技术，其可以利用现有的配网输电线路进行通信，其成本较低，易于建设。但是这种通信技术也存在一定的缺陷，例如载波通道衰耗变化比较快，受到电线干扰比较严重，网络的扩展性能不够高，同时还比较容易受到停电因素的影响。
其四，无线专用通信。在目前覆盖比较广阔的无线宽带技术中，无线专用网主要是依据这种技术支持起来的。其具有容量大、安全、建设方式简单等优点。
2.2 通信系统方案的组网原则
对城市配网自动化通信系统进行建设，首先需要满足通信需求，其必须要具备安全性好、可靠性高、高宽带、覆盖面积广、高效、经济等要求。同时，还需要考虑到利用各种接口组网的经济性，选择适当的网络系统组网方式。同时，还需要充分利用现有的各种资料，以便达到节约成本的效果，考虑到无线网络数据收集和传送的特点，以便更好的建设城市配网自动化通信系统。 2.3 配网自动化通信系统层次划分
通常配网自动化系统结构分为三层，其一，配网自动化主站，通常建立在总部的调度中心。其二，配网自动化子站，在110kV 变电站中;其三，配网自动化终端，设立在开关站和配电房。配网自动化通信系统主要有核心层、接入层和终端层三层结构，每个层次的通信节点分为通信主站、通信子站通信终端。其终端数据主要由通信子站收集之后再送到配网主站，并在不同层面使用不同的通信技术，从而有效的充分利用通信资源，有利于管理。
2.4 核心层通信方案设计
核心层通过 MSTP 光纤传输网配网自动化业务信息进行传输。一般在通信子站处 MSTP 有空余端口的情况下，可以使用现有的 MSTP 光传输设备的板卡，直接利用 SDH/MSTP 网络将收集到变电站的配网业务数据送到供电局调度中心。最后，调度中心的 MSTP 设备将业务实施后，可以通过工业以太网将数据传送到配网自动化主站系统。
2.5 接入层通信方案设计
接入层通信网络主要是基于 TD-LTE 技术的电力无线专网来实现的。接入层主要是为用户端提供无线信号接入，用户端通过无线接口与接入层基站联系，接入层就会通过电力系统光线网络和核心网络相连，从而进行无线资源的管理和业务的调度等功能。另外，在技术体制选择方面。在目前无线宽带技术中，主要是以 OFDM 技术为基础的，从电力无线专网角度分析，目前，想要申请两段对称的频率具有一定的难度，因此电力无线专网的技术体制需要使用TDD 模式。
2.6 终端层接入方案设计
终端层与接入层通过无线专网来通信。终端层主要负责对配电房、开关站、环网柜等配网节点的各种设备进行信息采集和状态检测。终端层设备需要安装 CPE，其电源为 24V DC 供电，通过 DTU 提供，同时能够保证在停电时借助于 DTU的蓄电池供电。
3 总结
通过对城市配网自动化发展的现状进行分析研究，我国电力系统逐渐发展起来，在电力系统方面逐渐利用高科技朝着智能化电网方向发展，因此，急需要建设城市配网自动化通信系统，在对城市配网自动化通信系统建设进行研究的时候，主要从配网自动化发展的现状和城市配网自动化通信系统间建设方案进行分析研究，以便有效的促进配网自动化的发展。
参考文献
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