【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 干通信線路集結(jié)了大量分散站點(diǎn)的信息，因而非常重要。主干通信線路一旦出現(xiàn)故障，將會(huì)導(dǎo)致一大片區(qū)域的配電自動(dòng)化設(shè)備失去監(jiān)視和控制，因此提高主干通信線路的可靠性非常重要。自愈網(wǎng)的作用就是提高網(wǎng)絡(luò)的生存性，即在無(wú)人工參與的情況下，網(wǎng)絡(luò)能及時(shí)地發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，并能在極短的時(shí)間內(nèi)自動(dòng)恢復(fù)承載的業(yè)務(wù)，對(duì)用戶而言根本感覺不到網(wǎng)絡(luò)的故障。自愈網(wǎng)的方式有許多種，主要有路由保護(hù)的自愈網(wǎng)、環(huán)形保護(hù)的自愈網(wǎng)和利用DXC(數(shù)字交叉連接)保護(hù)的自愈網(wǎng)。路由保護(hù)自愈網(wǎng)即采用主備份路由，備用通道是和工作通道是不同路由的遠(yuǎn)動(dòng)通道，所示:正常情況下，通信終端是和主通道相連，雙通道切換裝置由一個(gè)處理器管理。當(dāng)通信終端有數(shù)據(jù)要發(fā)送時(shí)，處理器將數(shù)據(jù)同時(shí)經(jīng)A、B兩個(gè)串口發(fā)出。接收數(shù)據(jù)時(shí)，處理器同時(shí)接收2個(gè)串口的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行實(shí)時(shí)地探測(cè)誤碼率，如果發(fā)現(xiàn)主通道誤碼率高，而備通道誤碼率低，就將主通道切換成備用通道，當(dāng)主通道誤碼率恢復(fù)正常時(shí)再切換回頭。這種自愈方式最簡(jiǎn)單，但鋪設(shè)成本高，而且這種方法只能對(duì)傳輸鏈路進(jìn)行保護(hù)，而無(wú)法對(duì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的失效進(jìn)行保護(hù)，所以只能適用于兩點(diǎn)間有穩(wěn)定的較大業(yè)務(wù)量的點(diǎn)到點(diǎn)保護(hù)。環(huán)形保護(hù)的自愈網(wǎng)是指光纖在網(wǎng)絡(luò)上形成一個(gè)環(huán)，各終端設(shè)備掛在環(huán)上。具體做法所示:利用一根光纜中的4根芯，4構(gòu)成外環(huán)，2，3構(gòu)成內(nèi)環(huán)，傳輸方向相反。這里的光端設(shè)備一般采用具有雙環(huán)自愈功能的光收發(fā)器。如B、C間斷開，則光端設(shè)備B、C只能接收到一個(gè)環(huán)路信息，經(jīng)過一段延時(shí)，雙環(huán)路切換控制器自動(dòng)把接收的信號(hào)切換到另一個(gè)環(huán)路的發(fā)送端，生成新的環(huán)路（如光端設(shè)備B自動(dòng)將Rb上接收到的信號(hào)切換到Ta的發(fā)送端）。這種方式彌補(bǔ)了路由保護(hù)自愈網(wǎng)的不足，并具有成本低、恢復(fù)時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)已實(shí)施網(wǎng)做一些改動(dòng)比較困難。DXC(數(shù)字交叉連接)保護(hù)的自愈網(wǎng)是一種網(wǎng)孔形的網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)某條鏈路出現(xiàn)故障時(shí)，利用DXC的快速交叉連接功能迅速地將業(yè)務(wù)交叉連接到一條替代路由上。DXC保護(hù)方式的成本比環(huán)網(wǎng)要高，而且網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時(shí)間較長(zhǎng)，通常需要數(shù)秒至數(shù)分鐘，這將會(huì)引起業(yè)務(wù)丟失。但當(dāng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浔容^復(fù)雜時(shí)，如高度互聯(lián)的網(wǎng)狀網(wǎng)，DXC保護(hù)方式比環(huán)網(wǎng)要靈活，也便于網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃。路由保護(hù)、環(huán)網(wǎng)保護(hù)和利用DXC保護(hù)的方式各有特點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)靈活地混合使用這幾種自愈網(wǎng)結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)光纖環(huán)網(wǎng)FTU數(shù)據(jù)是由RS232或RS485口出去的，光纖以太網(wǎng)FTU具有10M/100M網(wǎng)口，數(shù)據(jù)由網(wǎng)口出去的。光纖以太網(wǎng)、光纖環(huán)網(wǎng)，這兩種光纖通信方式的造價(jià)相近。光纖環(huán)網(wǎng)更成熟一些，但光纖以太網(wǎng)是發(fā)展方向，光纖以太網(wǎng)目前技術(shù)實(shí)現(xiàn)及相關(guān)設(shè)備都已得到實(shí)踐的檢驗(yàn)，正在推廣應(yīng)用。光纖以太網(wǎng)高速靈活，技術(shù)資源豐富，有些問題是光纖環(huán)網(wǎng)難于解決而只能用光纖以太網(wǎng)，例如當(dāng)子站管理的FTU范圍發(fā)生變化時(shí)，有些FTU本屬于A子站管理，由A子站負(fù)責(zé)與之通訊，運(yùn)行方式發(fā)生變化后，變?yōu)锽子站管理，由B子站負(fù)責(zé)與之通訊，這種情況，光纖環(huán)網(wǎng)是處理不了的再比如饋線保護(hù)功能，要求FTU之間，與子站之間，快速的交換信息（在1000M/S之內(nèi)），也只有光纖以太網(wǎng)才能達(dá)到這種要求。但是光纖以太網(wǎng)這種靈活性也帶來(lái)了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的安全性問題。因?yàn)楦鱾€(gè)終端FTU都是以IP地址訪問的，并且是與供電局內(nèi)整個(gè)局域網(wǎng)相連。配電自動(dòng)化系統(tǒng)通信的設(shè)計(jì)本著可靠性、先進(jìn)性與經(jīng)濟(jì)性相結(jié)合的原則，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要分為主站、子站、終端設(shè)備3層。主站設(shè)在邗江供電大樓，按配電網(wǎng)的地理分布將市區(qū)劃分為4個(gè)區(qū)域，雙橋變、施井變、南郊變、平山變4個(gè)小區(qū)變電站設(shè)為配電自動(dòng)化子站。（1）主站與子站之間在主站與子站之間，由于信息量大，要求高速可靠的通信通道，但節(jié)點(diǎn)又不多，而大多數(shù)供電局在供電局與變電所之間已經(jīng)建立了單模光纖通訊網(wǎng)絡(luò)，配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)主站與子站之間的通訊可以借用這個(gè)通道，可以節(jié)省再次鋪設(shè)通訊線路的投資。具體做法是:利用2芯的備用光纖，兩端分別加光纖收發(fā)器，一根芯收數(shù)據(jù)，一根芯發(fā)數(shù)據(jù)。再將光纖收發(fā)器連接至交換式HUB上即可。（2）子站與終端之間該層的通訊特點(diǎn)為數(shù)據(jù)量孝可靠性高、通訊距離遠(yuǎn)。光纖通訊網(wǎng)絡(luò)相對(duì)于有線及無(wú)線而言，投資要高一些，但光纖通訊可靠性高，技術(shù)成熟，而且目前光纜及光纖收發(fā)器的價(jià)格也能接受。光纖網(wǎng)絡(luò)采用雙環(huán)自愈環(huán)網(wǎng)。子站與FTU之間形成的通信網(wǎng)絡(luò)，各個(gè)通信節(jié)點(diǎn)的距離較短，很少超過3公里，多模光纜傳輸距離在5公里以內(nèi)，完全能夠滿足要求。具體做法是:利用光纜的4芯構(gòu)成內(nèi)外2個(gè)環(huán)，方向相反，在子站放置一個(gè)光纖收發(fā)器，子站也是環(huán)網(wǎng)上的一個(gè)節(jié)點(diǎn)。子站光纖收發(fā)器與串口通信服務(wù)器相連，再將通信服務(wù)器連接至交換機(jī)HUB上，所示（CP:光纖收發(fā)器）。（3）TTU和集抄的數(shù)據(jù)TTU和集抄的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性要求不高，可以利用屏蔽雙絞線將TTU和集抄連接至附近的FTU。利用屏蔽雙絞線連接TTU和集抄可以大大節(jié)省投資。因?yàn)榕潆娮儔浩鞯臄?shù)量多，位置經(jīng)常變化，光MODEM的造價(jià)相對(duì)較貴，如果在每臺(tái)TTU和集抄中配置一個(gè)光纖通信的端口，系統(tǒng)的投資過大。其次，每次變動(dòng)都必須對(duì)光纖重新熔接，十分不便。從以往的工程經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，在同一個(gè)光纖環(huán)路上安裝的光MODEM的數(shù)目一般應(yīng)在25個(gè)以下。對(duì)于TTU與集抄的數(shù)據(jù)的處理，有二種方式:第一種:通過FTU轉(zhuǎn)發(fā)，F(xiàn)TU負(fù)責(zé)附近TTU和集抄的轉(zhuǎn)發(fā)，范圍為2公里。FTU不進(jìn)行數(shù)據(jù)解包工作，僅作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ǖ?。這種方式避免TTU和集抄作為一個(gè)單獨(dú)的系統(tǒng)，不需要建立另外的一套通訊網(wǎng)絡(luò)，可以節(jié)約投資。另外，將TTU和集抄加入配電自動(dòng)化系統(tǒng)，可以為配電自動(dòng)化某些功能，如負(fù)荷預(yù)測(cè)等提供計(jì)算依據(jù)。但是TTU和集抄通過FTU轉(zhuǎn)發(fā)，由于通信方式為Polling方式，當(dāng)TTU和集抄數(shù)量多時(shí)，后臺(tái)輪詢一周的時(shí)間就較長(zhǎng)，從而影響了系統(tǒng)收發(fā)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性。第二種方式，即將配變儀和集抄的數(shù)據(jù)通過高壓載波送到子站，但配電自動(dòng)化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)及線路故障時(shí)會(huì)對(duì)高壓載波通訊造成影響，目前還沒有很好的解決方法，因此，最好不采用此種方式。集抄部分集中器與終端之間可以采用低壓載波，有條件的可以采用有線方式。配電自動(dòng)化系統(tǒng)涉及到電力系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)、通訊、電子技術(shù)、地理信息等多個(gè)領(lǐng)域。配電網(wǎng)設(shè)備比較分散、地理情況變化多端、覆蓋面廣、用戶眾多，且易受用戶增容以及城市建設(shè)等外界因素的影響。從目前的技術(shù)水平來(lái)看，尚沒有一種通信技術(shù)可以很好的滿足配電自動(dòng)化系統(tǒng)各層次的需要，往往采用混合的通信方案。在今后的城網(wǎng)建設(shè)中，應(yīng)該考慮將實(shí)時(shí)網(wǎng)(如調(diào)度自動(dòng)化網(wǎng))和信息網(wǎng)隔離開來(lái)，以防止黑客侵入造成巨大的損失。本文結(jié)合了揚(yáng)州城市配電自動(dòng)化的建設(shè)，介紹配電自動(dòng)化在建設(shè)中遇到的一些技術(shù)問題，供作參考。參考文獻(xiàn)劉健:,1998.藺麗華劉健:.任景紅:太原配網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng),電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2000.丁國(guó)光徐臘元:(12).79仿真技術(shù)在配網(wǎng)自動(dòng)化的應(yīng)用探討收藏此信息 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等，是電力自動(dòng)化中起步較早，并已取得較為成熟技術(shù)的自動(dòng)化系統(tǒng)?，F(xiàn)在，輸電自動(dòng)化已 形成由能量管理系統(tǒng)（EMS），實(shí)時(shí)監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（SCADA），調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，輸電 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)及潮流計(jì)算、穩(wěn)定計(jì)算、短路計(jì)算和系統(tǒng)規(guī)劃等高級(jí)分析軟件組成的龐大 的自動(dòng)化體系。在仿真技術(shù)的應(yīng)用方面，已有的RTDS和EMTP等數(shù)字仿真系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了與傳統(tǒng) 電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模擬的良好結(jié)合，建立了不同形式的數(shù)字仿真——?jiǎng)討B(tài)模擬混合仿真系統(tǒng)。這 些數(shù)字仿真軟件和混合仿真系統(tǒng)，在輸電運(yùn)行自動(dòng)化的新技術(shù)研究和新產(chǎn)品開發(fā)等方面，已 發(fā)揮了十分重要的作用。在人員培訓(xùn)方面，已有的專門用于運(yùn)行操作技能培訓(xùn)的各級(jí)調(diào)度員 培訓(xùn)仿真系統(tǒng)（DTS）和變電站運(yùn)行人員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)，取得了很好的人員培訓(xùn)效果。 在配電自動(dòng)化中，較早起步的是配電變電站自動(dòng)化和用戶自動(dòng)化（如負(fù)荷控制和電力營(yíng)銷管 理等）。由于其具有與輸電自動(dòng)化的較多共性，其技術(shù)和產(chǎn)品也就易于通過“移植”和“改 進(jìn)”輸電自動(dòng)化的相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品的方式取得。因此，配電自動(dòng)化在這兩方面的發(fā)展較快， 并已取得一定成效。但是，由于配電網(wǎng)絡(luò)和輸電網(wǎng)絡(luò)，在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其對(duì)自動(dòng)化的要求上存 在著較大差異，其技術(shù)和產(chǎn)品也就很難通過“移植”和“改進(jìn)”的方式取得。面對(duì)配網(wǎng)自動(dòng) 化提出的各種新課題，只能從新的角度去思考并加以研究解決。 2配電網(wǎng)絡(luò)同輸電網(wǎng)絡(luò)對(duì)自動(dòng)化要求的主要差異 1） 輸電網(wǎng)絡(luò)為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。輸電線路不分段，更不會(huì)從分段上T接出輸電線路。網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行方 式相對(duì)固定，故障概率較小，不會(huì)經(jīng)常進(jìn)行負(fù)荷轉(zhuǎn)帶和網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)。而配電網(wǎng)絡(luò)為輻射狀結(jié)構(gòu) ，并包含一定數(shù)量的環(huán)網(wǎng)。配電線路可能要分成幾段，從每一分段上又要T接出一定數(shù)量的 饋電線路。網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行方式不固定，故障概率較大，需要經(jīng)常進(jìn)行負(fù)荷轉(zhuǎn)帶和網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)。由于 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行特征上的很大差異，使在輸電自動(dòng)化上已很成熟的高級(jí)分析軟件，例如潮流 計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃等，在配網(wǎng)自動(dòng)化上就不能使用。在輸電自動(dòng)化上不存在的對(duì)饋線各分段進(jìn) 行故障定位，隔離和盡快對(duì)非故障段恢復(fù)送電，以及負(fù)荷轉(zhuǎn)帶和網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)問題，在配網(wǎng)自動(dòng) 化上就成了衡量自動(dòng)化水平和效果的主要問題。 2）輸電網(wǎng)絡(luò)主要是大電流接地系統(tǒng)，而配電網(wǎng)絡(luò)主要是小電流接地系統(tǒng)。在輸電自動(dòng)化中 沒有對(duì)小電流接地系統(tǒng)的問題進(jìn)行深入研究。在配電網(wǎng)絡(luò)中的已有技術(shù)，也不能滿足配網(wǎng)自 動(dòng)化對(duì)饋線單相接地故障時(shí)，對(duì)各分段進(jìn)行快速檢測(cè)、定位和排除故障的需要。這就要求進(jìn) 行更深入的研究。 3）輸電網(wǎng)絡(luò)較易建成與之完全配套的通信網(wǎng)絡(luò)，其實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)可 以通過SCADA系統(tǒng)取得。網(wǎng)絡(luò)元件的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型已基本齊全，網(wǎng)絡(luò)的建模和分析計(jì)算方 法已基本成熟。而在配電網(wǎng)絡(luò)中，難于建成與之完全配套的通信網(wǎng)絡(luò)，其實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)有相 當(dāng)大的一部分不能通過SCADA系統(tǒng)取得。網(wǎng)絡(luò)元件的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型，特別是連接在配網(wǎng)上 的需求方用電和發(fā)電設(shè)備的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型，有一部分也是未知數(shù)。網(wǎng)絡(luò)建模和分析計(jì)算方 法，也還需要進(jìn)一步研究。因此，在配網(wǎng)自動(dòng)化中，存在著大量的不確定因素需要解決。 4） 輸電網(wǎng)絡(luò)跨越的地理范圍大，詳細(xì)的地理信息對(duì)輸電網(wǎng)絡(luò)不是太重 要。而配電網(wǎng)絡(luò)復(fù)蓋的地理范圍小，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的分布又較密集。特別是在城市的中心區(qū)，地 理信息對(duì)于配電網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)至關(guān)重要。因此，在配網(wǎng)自動(dòng)化中，一定要具有以地理信息系統(tǒng)（ GIS）為中心的自動(dòng)繪圖（AM）和設(shè)備管理（FM）的良好功能，即AM/FM/GIS功能。同時(shí)，還 要實(shí)現(xiàn)AM/FM/GIS和SCADA系統(tǒng)的一體化。 5） 輸電網(wǎng)絡(luò)擁有一整套分工明確、訓(xùn)練有素的輸電自動(dòng)化專職工作人 員，包括各級(jí)調(diào)度員，變電站運(yùn)行人員，以及運(yùn)行方式、繼電保護(hù)、遠(yuǎn)動(dòng)通信和計(jì)算機(jī)的工 作人員等。而配電網(wǎng)絡(luò)卻沒有這一套自動(dòng)化的專職工作人員。由于配網(wǎng)自動(dòng)化尚處于剛剛起 步階段，無(wú)論從自動(dòng)化的模式和軟硬件產(chǎn)品方面，還是從配網(wǎng)工作人員運(yùn)行、管理自動(dòng)化系 統(tǒng)的操作技能和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)方面，配網(wǎng)自動(dòng)化同輸電自動(dòng)化相比都存在著相當(dāng)大的差距。因而 ，配網(wǎng)自動(dòng)化的人員培訓(xùn)工作不僅更加重要，而且應(yīng)有新的特色。 3仿真技術(shù)應(yīng)用于配網(wǎng)自動(dòng)化發(fā)展規(guī)劃的探討 要搞好配網(wǎng)自動(dòng)化的發(fā)展規(guī)劃，就必須擁有一套針對(duì)所規(guī)劃配網(wǎng)的分析研究軟件。但是，配 網(wǎng)中存在的各種不確定因素，例如，網(wǎng)絡(luò)元件參數(shù)和數(shù)學(xué)模型的未知，實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)的缺損 ，以及輸電自動(dòng)化中已有的潮流計(jì)算等分析軟件的不適用，都給建立一套實(shí)用的配網(wǎng)發(fā)展規(guī) 劃軟件帶來(lái)了困難。解決這個(gè)困難的一種有效方法，就是應(yīng)用仿真技術(shù)。 在配電自動(dòng)化系統(tǒng)中，為了實(shí)現(xiàn)智能配電功能，必須建立配電網(wǎng)的數(shù)學(xué)模型并分析配電網(wǎng)的 潮流。傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)分析采用NR法、PQ分解法和BX法等方法。上述方法由于需要將配 電網(wǎng)上的每臺(tái)配電變壓器都看作是節(jié)點(diǎn)，從而導(dǎo)致矩陣非常龐大，嚴(yán)重影響處理速度。更不 利的是，為了降低建設(shè)費(fèi)用，配電線路上通常只有柱上開關(guān)的量測(cè)是可以滿足計(jì)算要求的， 而配電變壓器一般均不安裝量測(cè)設(shè)備，導(dǎo)致傳統(tǒng)方法由于嚴(yán)重缺乏量測(cè)數(shù)據(jù)而無(wú)法得出潮流 。 配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)分析 0 引言 長(zhǎng)期以來(lái)配電自動(dòng)化的建設(shè)未得到應(yīng)有的重視，目前也只是剛剛起步階段，再加上我國(guó)配電網(wǎng)一個(gè)顯著特點(diǎn)，就是中性點(diǎn)不接地，設(shè)備的自動(dòng)化水平不高，使得我國(guó)配電自動(dòng)化系統(tǒng)不能直接引用外國(guó)已經(jīng)成熟的配電自動(dòng)化技術(shù)。 1 遠(yuǎn)方控制方式與當(dāng)?shù)乜刂品绞降谋容^ 柱上饋線自動(dòng)化設(shè)備分為重合器與分段器兩種。 遠(yuǎn)方控制方式即柱上負(fù)荷開關(guān)環(huán)網(wǎng)方式，它通過檢測(cè)電流來(lái)判別故障，將故障信息傳送到主站，由主站分析后，確定故障區(qū)域，控制開關(guān)動(dòng)作完成故障隔離。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是開關(guān)動(dòng)作次數(shù)少，能迅速恢復(fù)非故障區(qū)域快速供電，但對(duì)通信信道的要求比較高。 當(dāng)?shù)乜刂品绞郊粗睾掀鳝h(huán)網(wǎng)方式，失電壓跳開關(guān)，依時(shí)間延時(shí)順序試分合開關(guān)，最后確定故障區(qū)域并隔離。故障隔離