配网自动化通信技术的研究_阎阳.docx

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1、 国内图书分类号： TN914.332 H际图书分类号： 621.3 学校代码： 10079 密级：公开 硕士学位论文 配网自动化通信技术的研究 Classified Index: TN914.332 U.D.C: 62L3 Thesis for the Master Degree Research on Communication Technologies for Distribution Automation Candidate： Yan Yang Supervisor： Prof. Gao Huisheng School： School of Electricand Electronic

2、 Engineering Date of Defence： May， 2011 Degree-Conferring-Institution： North China Flectric Power University 华北电力大学硕士学位论文原创性声明 本人郑重卢明：此处所提交的硕士学位论文配网自动化通信技术的研究 L 是本人在导师指导下，在华北电力大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取 得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研 究成果。对木文的研究工作做山重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式 注明 本声明的法律结果将完全由本人承担 6 作者签名： R期：

3、年 i月 6 a 配网自动化通佶技术的研究系本人在华北电力大学攻读硕士学位期间在 导师指导下完成的硕士学位论文 6本论文的研究成果归华北电力大学所有，本论 文的研究内容不得以其它单位的名义发表 。 本人完全了解华北电力大学关于保 存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子 版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权华北电力大学，可以采用影印、缩印或 其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内密 本学位论文属于（请在以下相应方框内打 “ v”) ： 保密 ，在 年解密后适用本授权书 不保密 作者签名： n期 ： 年 及 月 6 n 华北电力大学硕士学位论文使用授权书

4、导师签名 : 华北电力大学硕士学位论文 摘 要 通信是配网自动化系统的重要组成部分，是配网控制中心实现对远方终端的 数据信息传输、采集和进行控制的必要手段，对配网自动化系统的构成和功能的 实现起着十分重要的作用。配网自动化可以选择多种通信技术：光纤通信、电力 线载波通信、无线通信，等等。由于配网自动化通信的特点及要求，决定了在通 信系统中不可能采用单一的通信技术，而且不同的通信技术的选择与方案设计对 通信系统的实时性、可靠性及有效性影响很大，其建设和运行维护费用也有很大 差别。 本文介绍了配网自动化的结构、功能和作用，归纳了配网自动化通信系统的 特点及总体要求，研究了配网自动化通信协议并对配网

5、自动化通信进行了需求分 析。 在通信技术中着重探讨了光纤专网通信、电力线载波通信、无线公网通信、 无线专网通信等多种通信技术的通信原理、技术特点、组网方式、性能等。在对 现有几种常用的通信技术的组网方式、性能研究和比较的基础上，构建了一个基 于以太网无源光网络 （ EPON)技术的配网自动化通信方案，从通信介质、组网结 构、通信接口及带宽、业务保护能力、建设成本等方面进行了可行性分析。针对 通信安全性问题，给出了一个基于 AES算法的 EPON系统通信加密方案；并对 EPON 配网通信的拓扑结构和建设费用进行了有效性分析，最后得出了比较适合配网自 动化通信的 EPON拓扑结构，相信对目前实施中

6、的配用电通信网改造工程有一定 的参考价值。 关键词：配网自动化；通信技术；以太网无源光网络 （ EPON);有效性分析 I 华北电力大学硕士学位论文 Abstract Communication is an important component of distribution automation system, which is considered to be a necessary method of achieving transportation, acquisition, and control of remote terminals digital information by

7、 the distribution network control center. It plays an important role in distribution automation system constitution and function realization. There are many communication technologies to realize distribution automation system. That is optical fiber communication, power line communication and wireles

8、s communication. A single communication technology is not allowed to be used, caused by the demands and features of distribution automation. The system real-time performance, reliability and availability are greatly influenced by the different communication technologies, solution project. The cost o

9、f constitution, operation and maintenance are different as well. In this paper, we proposed the structure, function and usage of distribution automation, and summarized the distribution automation communication system overall requirements and features. Distribution automation communication protocols

10、 are then studied, and distribution automation communication requirements analysis is accomplished. In communication technologies, optical fiber private communication, power line communication, wireless public network and wireless private network are focused on. The communication theory, technical c

11、haracteristics, networking, performance of these communication technologies are discussed. Based on the research and comparison of the networking and performance of these common communication technologies, take a distribution automation communication system of Ethernet Passive Optical Network(EPON)

12、as an example. Then the case is analyzed from communication medium, network structure, communication interfaces, bandwidth, service protection, and construction costs. A communication encryption for the communication security which based on the AES algorithm is proposed. The availability of the topo

13、logy and construction costs of EPON distribution network communication is analyzed. At last, the appropriate EPON topology of the distribution automation communication is found. And it is considered to have a reference value for renovation project of distribution automation communication system curr

14、ently. Keywords: Distribution automation； communication technology； EPON； Availability analysis 华北电力大学硕士学位论文 目录 齡 . I Abstract . II 第 1 章绪论 . 1 1.1课题背景及研究意义 . 1 1.2国内外研究现状 . 2 1.2.1配网自动化的研究现状 . 2 1.2.2配网自动化通信研究现状 . 3 1.3论文主要工作 . 4 第 2章配网自动化通信系统 . 6 2.1配网自动化系统概述 . 6 2.2配网自动化通信系统的特点及要求 . 8 2.3配网自动化通信协

15、议 . 9 2.4配网自动化通信需求分析 . 11 2.4.1配网自动化对通信带宽的要求 . 14 2.4.2配网自动化对通信可靠性的要求 . 16 2.4.3配网自动化对通信安全性的要求 . 16 2.5本章小结 . 17 第 3章配网自动化通信技术研究 . 18 3.1光纤通信 . 18 3.1.1有源光设备组网 . 19 3.1.2以太网无源光网络技术 . 22 3.2电力线载波通信 . 24 3.2.1中压载波分类 . 24 3.2.2载波通信存在的问题 . 25 3.3无线公网通信 . 26 3.4无线专网通信 . 27 3.5配网自动化通信技术的选择 . 29 3.6本章小结 .

16、31 第 4 章基于 EPON的配网自动化通信方案 . 32 4.1配网自动化通信方案 . 32 III 华北电力人学硕上学位论文 4.2方案可行性分析 . 32 4.3EPON的安全性分析 . 38 4.3.1不安全因素分析 . 38 4.3.2 AES算法力口密 . 39 4.4 EPON技术配网自动化有效性分析 . 42 4.4.1网络拓扑结构有效性分析 . 42 4.4.2组网成本分析 . 48 4.5本章小结 . 50 第 5章结论与展望 . 51 参考文献 . 52 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 . 55 m . 56 IV 华北电力大学硕士学位论文 第 1 章绪论 1.1

17、课题背景及研究意义 随着国民经济的发展及人民生活水平的提高，用户对供电质量提出了更高的 要求，特别是随着电气化和信息化的高速发展，对供电的可靠性要求也越来越高， 而电能质量和供电可靠性是电力系统两大考核指标 1。国家电网公司供电服务承 诺城市地区供电可靠率不低于 99.90%,居民用户端电压合格率不低于 96%，配 电系统采用原有的运行、控制、管理模式已不能达到上述目标，必须借助先进、 可靠的通信技术与计算机技术，为配电网络的运行、维护、控制和管理实现自动 化提供技术支持，即实施配网系统自动化 2。 配网自动化是利用现代电子技术、通信技术、计算机技术及网络技术，将配 电网数据、用户数据、电网结

18、构和地理图形进行信息集成，构成完整的自动化系 统，实现配电系统正常运行及事故情况的监测、保护、控制 3。 配网自动化在我国的兴起主要是由于长期以来城市电网改造中配网建设不 受重视，配网结构薄弱，导致发电容量冗余的同时供配电能力 低下 4。因此国家 提出要积极稳步推进配网自动化 5。配网自动化的目标可以归结为提高电网供电 可靠性，提高电能质量，确保向用户提供优质电能 ;提高城乡电网整体供电能力； 实现配网管理自动化，对多项管理过程提供信息支持，改善服务，提高管理水平 和劳动生产率；减少运行维护费用和各种损耗，实现配网经济运行；提高服务质 量，为电力市场的改革 6打下良好的技术基础。 近年来，智能

19、电网已成为电力界的热门话题，被认为是改变未来电力系统面 貌的电网发展模式。智能电网 7包括智能输电网和智能配电网 （ Smart Distribution Grid, SDG)两方面的内容。其中，智能配电网具有新技术内容多、与传统电网区 别大的特点，对于实现智能电网建设的整体目标有着举足轻重的作用 8。而智能 配电网与配电自动化 (Distribution Automation)技术有着密切的联系，按照智能电 网的要求，充分提高配电自动化技术，对于推动配电自动化技术的发展、建设智能 配电网具有十分重要的意义。 配网自动化需要有效的通信手段，以便在主站与大量远方终端之间传递信息 和控制信号 9。

20、虽然有多种通信技术可以使用，但由于配网通 信具有结构复杂， 通信节点众多，节点分布分散，单个通信节点数据量少，通信设备环境条件差等 特点，使得目前还没有一种单一的通信技术可以很好地满足所有配网自动化系统 的需要 1()。本课题就是根据目前我国配网自动化的现状，从增强其通信功能的 华北电力大学硕士学位论文 角度出发，对配网自动化中的几种通信技术进行了研究、比较，给出了一个基于 以太网无源光网络 11 (EPON)技术的配网通信方案，并对通信方案进行了可行 性分析。考虑到配网通信安全性要求较高的特点，给出 了一个基于 AES算法的 通信加密方案；针对 EPON配网通信的拓扑结构和建设费用进行有效性

21、分析，探 讨出一种能够满足配网自动化要求的技术先进、性能可靠、价格合理，并适合我 国配电网应用的通信技术及结构模式，为配电自动化的推广和实现做一点贡献。 1.2国内外研究现状 1.2.1配网自动化的研究现状 配网自动化是西方发达国家 70年代提出的概念 12，目前在日本、欧美已得 到了充分发展，形成了集变电站自动化、馈线分段开关测控、电容器组调节控制、 用户负荷控制和远程抄表等系统于一体的配电网管理系统，其功能多达 140余种 13。国外配网自动化的发展经历了从各种单项自动化林立，号称为 “ 多岛自动 化 ” 的配电系统 14，向开放式、一体化和集成化的综合自动化方向发展的过程。 目前己经具有

22、相当的规模，并且从提高配电网运行的可靠性和效率，提高供电质 量，降低劳动强度，充分利用现有设备的能力，缩短停电时间和减少停电面积等 方面，均带来了可观的经济效益和社会效益。目 前，国外正致力于配电自动化专 家系统 15和配电网仿真培训系统 16的研究，并且在研究通过负荷分配的优化来 减少损耗，对变压器负荷进行管理，以最大限度地利用变压器容量、降低系统有 功损耗，以及按即时电价对用户负荷进行管理等。 国内配网自动化起步于 20世纪 90年代，较国外发达国家滞后 20年 17。由 于我国电力工业过去长期以来存在重发电、轻供电、不管用电的情况，使得我国 配电网网架普遍比较薄弱，缺乏整体规划，绝大多数

23、线路都是树状网，主干线截 面偏小，且多为架空线供电，供电半径大 (尤其是农网），导致损耗严重，电能质 量差；配电网普遍都是单电源，而且线路分段少，当出现故障时，导致停电面积 扩大；加之配电设备普遍陈旧，大多不可遥控，配电网运行监控设备少，信息搜 集量小，故障处理自动化水平低，恢复供电时间长 18。近年来特别是全国大规 模进行城乡电网改造以来，配网自动化方面的工作取得了比较大的进展，众多科 研开发企业和制造商开发研制了配网系统自动化集成技术、应用软件和一二次设 备，比如柱上真空开关、重合器、馈线开关远程终端 (FTU)、 变压器监测终端单 元 (TTU)、 开闭所、远程监测终端 (RTU)、 配

24、网地理信息系统 (GIS)、 负荷监控系 统、配网管理信息计算机网络、智能电表及远方抄表计算机系统，以及各种数据 传输设备田 0)等 19。许多地方供电企业进行了不同层次不同规模上的试点，这 华北电力大学硕士学位论文 些都为供电企业的供电可靠率、供电质量、设备安全、劳动生产率、现代化管理 水平的提高发挥了一定的作用，为我国配网自动化系统的发展积累了经验、创造 了条件。 我国配网自动化的发展大致可以分为 H个阶段 M。 第一阶段，引进国外的 自动化开关设备，通过智能开关设备之间的配合实现故障定位、隔离和自动恢复 供电，这被称之为就地控制的馈线自动化模式，这种方案仅在故障处理时才起作 用，且不能检

25、测出中性点小电流接地系统的单相接地故障，而在我国绝大多数城 市中，故障停电占用户的停电时间比例很小，而引入的自动重合器、分段器和负 荷开关价格昂贵，投入很大，收效甚微。第二阶段，实现配电层次的 SCADA功 能，通过建立配电系统的实时监控系 S21(SCADA系统 )，即在配电网调度中心 建立主站系统，在各变电站、开闭所设置 RTU，FTU等远方终端，通过通信通 道联系，从而达到实现对配电网监控的功能。这种模式的故障处理时间大大缩短， 而且在配电网正常运行时可以对配电网进行监控和运行管理，实现系统的优化运 行，这也是近年国内来所采用的主要配网自动化的模式，但是这种模式需要借助 于通信系统，而且

26、故障的处理依赖主站进行 22。第三阶段，通过多年的配电网 的改造和各单项自动化（如负荷控制、远程抄表系统、配网系统管理系统等）的发 展，借助现代计算机技术、网络技术和通信技术实现各子系统之间资源共享，达 到配电管理层次自动化。 1.2.2配网自动化通信研究现状 从国内外配网自动化系统采用的通信技术看，尚没有一种通信技术可以很好 地满足于配网自动化系统所有层次的需要 23。在一个配网自动化系统中，往往 由多种通信技术组合成混合的通信系统，各个层次按实际需求采用合适的通信技 术 24。在日本的配网自动化系统中，由于无线电通信频段大都被电台占用而很 难得到保证，基本不采用无线电通信。比较普遍的是利用

27、光纤、通信电缆和配电 线路来传送信号。而在欧美等国，却广泛采用无线通信网络和有线通信相结合的 方式，无线传感网络也被寄予很大希望25。我国配网 自动化系统主干通信网己 经广泛采用光纤通信技术，主要选用光纤环网或光纤以太网作为接入网；对于负 荷波动和干扰较小、对通信速率和可靠性要求不高的支线场合采用电力线载波方 式或无线公网通信方式。值得注意的是，随着 2009年 5月 21日，国家电网公司 “ 智能电网 ” 发展计划向社会的公布，对通信技术提出了更高的要求，通信是支撑 坚强智能电网的重要组成部分，而先进通信技术是坚强智能电网通信支撑的关键 26。由于以太网无源光网络 （ EPON)技术网络拓扑

28、能够与电力配电网环形、链 形结构完全吻合，能够节省光纤，能够实现站点 到配电终端之间链路的 1 + 1保护 华北电力大学硕士学位论文 功能并且实现 50 ms保护切换，能够实现单纤双向高带宽业务承载，全程无源， 能够完全满足智能电网坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的 要求，因此 EPON成为了通信接入的热门技术选择 27。针对智能电网，基于 EPON 技术的光纤宽带接入，实现了 PON、 DSL、 LAN、 VoIP、 TDM、RS232、 RS485 等技术的融合，为国家电网目前实施的 “ 配网自动化 ” 和 “ 用电信息采集 2S” 提供了技术保障。此外，工业以太网技术、中

29、压电力线载波技术等也已经在电力 配网中广泛应用。在欧美大量应用的无线专网技术如 WiMAX、 McWiLL、 M bitex、 等也在电力系统部分地区开展了试点工作，但由于目前国家对此类技术的支持程 度和政策方面因素都不明朗，频率申请方面还存在很多不确定因素，因此距离实 际应用还有很长的路要走。但可以肯定的是，随着通信技术的不断发展越来越多 地先进技术被应用于配网自动化系统中，一些数据通信速率和可靠性不足的通信 技术如调频电台，电话线等将越来越少的应用 3()。 通过对配 网自动化及其通信技术国内外研究现状的分析，可以认识到配网自 动化通信业务种类繁多，对通信带宽、安全性和可靠性等方面的要求也

30、各不相同， 选择合适的配网通信技术必须分析比较各种备选通信技术性能、特点和应用，其 中系统造价、工程维护等较敏感的经济指标更是关键，必须以此为依据选择配电 通信网各层次的适用技术。 1.3论文主要工作 配网通信系统作为配网自动化系统的基础网络，伴随着配网的自动化建设、 通信技术的不断发展和新技术在配网通信中的相继应用，配网通信系统的建设也 将进入一个新的时期。合理选择适当的通信技术、光缆类型和组网方式，建设满 足配网信息业务传输要求的通信系统，是配网自动化建设的关键。 本文以配网自动化为前提，研究的内容主要包括以下几方面： 首先，通过对配网自动化结构，功能、作用的研究，总结了配网自动化通信 系

31、统的特点和总体要求，研究了配网自动化通信协议，并从带宽、可靠性和安全 性等方面进行了配网自动化通信需求分析。 然后研究了现有的通信技术，光纤通信方式分为有源光通信和无源光通信两 大类，分别对他们的组网方式进了分析和比较。介绍了电力线载波通信的原理和 分类 ，及其存在的问题。分别对无线公网通信和无线专网通信的几种代表通信技 术进行了分析，并以图表的方式比较各种通信技术的优缺点。 最后，构建了一个基于 EPON的配网自动化通信方案，分别从通信介质、组 网结构、通信接口及带宽、业务保护能力、建设成本等方面进行了可行性分析。 针对安全性问题，给出了一个基于 AES算法的 EPON系统通信加密方案；针对

32、 华北电力大学硕士学位论文 EPON配网通信的拓扑结构和建设费用进行有效性分析，最后得出较适合配网自 动化通信的EPON拓扑结构。 本文分为五章，组织结构具体如下： 第一章是绪论部分。主要介绍了本课题的选题背景和研究意义，介绍国内外 配网自动化及其通信的研究现状。 第二章是对配网自动化通信系统的介绍。通过对配网自动化结构和功能的研 究，总结配网自动化通信的特点和要求，研究了配网自动化通信协议，并从带宽、 可靠性及安全性等方面进行了配网自动化通信需求分析。 第三章对配网自动化通信中各种通信技术进行了分析。通过对光纤通信各种 组网方式的研究，电力线载波通信存在问题的研究，以及无线公网及无线专网各

33、种通信技术的比较，归纳出了配网自动化各个层次的适用技术。 第四章是本论文的重点，在通过对通信技术的分析以后，构建了一个基于 EPON的配网自动化通信方案，分别从通信介质、组网结构、通信接口及带宽、 业务保护能力、建设成本等方面进行了可行性分析。针对 EPON通信安全性的问 题，给出了一个基于 AES算法的 EPON系统通信加密方案；针对 EPON拓扑结 构进行了有效性分析，根据有效性分析的结果对比建设费用得出了比较适合 于配网建设的 EPON拓扑结构。 第五章是结论部分。对课题所完成的工作进行总结，并对课题的后续研 究提出展望。 华北电力大学硕士学位论文 第 2章 配 网 自动化 通 信 系统

34、 2.1配网自动化系统概述 按通常把电力系统中二次降压变电站低压侧或降压后向用户供电的网络，称 为配电网 3(丨 81； 1151111 11 Network)。 它由架空线路或电缆配电线路、配电所或柱 上降压变压器直接接入用户构成。根据电压等级的不同，配电网可分为高压配电 网、中压配电网、低压配电网。高压配电网的电压一般采用 110 KV、 35 KV,东 北地区采用 66 KV， 个别负荷密度大的大城市采用 220 KV电压；中压配电网的 电压采用 10 KV(个别地区采用 20 KV， 大用户配电系统有时采用 6 KV);低压 配电网的电压一般为三相四线制 380/220 V，或单相两线

35、制 220 V配电。从体系 结构上看，配电网可分为树状网、环状网和辐射状网。 配电网的特点一般有：网络深入城市中心和居民密集点；传输功率和传输距 离一般不大；用户性质、供电容量、供电质量和网络可靠性要求各不相同。我国 配电网还有一个显著特征，就是中性点不接地，在发生单相接地时，仍允许供电 一段时间。这一特点使得我国的配电自动化系统不能直接引进国外设备，而必须 结合我国配电网的实际情况，逐步加以改进。 配网自动化系统 18 (Distribution Automation System， DAS)是一种可以使 供电企业在远方以实时方式监控、协调和操作配电设备的自动化系统，它是集计 算机技术、通信

36、技术、控制技术和现代化设备及管理于一体的综合信息管理系统， 其目的是提高配电网的供电可靠性，改进电能质量，向用户提供优质服务，降低 运行费用，减轻运行人员的劳动强度。 配网自动化系统主要由配电主站、各种 现场监控、配电子站（可选 ） 和通信 网络等四个部分组成如图 2-1所示。现场终端包括安装在变电站、开闭所的站内 监控终端 RTU (Remote Terminal Unit),安装在线路环网柜内、柱上开关上的线 路监控终端 FTU (Feeder Terminal Unit)， 安装在配电变压器上的配电变压器监 控终端 TTU (Transformer Terminal Unit)。 它们米

37、集并向主站传送断路器、负荷 开关、变压器等配电设备的运行数据，接受主站控制命令，完成开关的操作。在 实现了综合自动化的变电站里，安装 在设备单元层的保护监控装置具有远动功 能，它们通过变电站层的通信处理机，与主站系统通信，上传运行数据，接受开 关动作指令。通信网络提供现场终端与 DAS主站之间的通信通道。一般来说， 变电站、开闭所的 RTU或变电站自动化系统直接与主站系统通信，交换监控数 据，它们之间的网络成为主干通信网；而 FTU、 TTU的数据由变电所内 RTU或 华北电力大学硕士学位论文 自动化系统，它们之间的网络则称为分支通信网。有些情况下，为进一步优化通 信通道的配置，还使用叫作配电

38、子站的装置，向主站转发附近小区内 FTU、 TTU 的数据。 图 2-1配网自动化系统结构图 如图 2-1所示，配网自动化系统包括 DAS主站、主干通信网、配电子站、 分支通信网和监控终端组成。配电自动化的监控对象具有监控点多、分散的特点， 通信系统一般采用主干通道网与分支通信网相结合的结构，分为用户、线路 FTU、 变电站、配电子站、配电主站等几个层次。用户（如电能监测、自动读表）终端 数据由线路 FTU、 配电子站转发，线路 FTU数据由配电子站转发，配电子站直 接与配电主站通信。 配网自动化的功能可以归纳为一下几项内容，即配电网数据采集与监控 (SCADA)、 故障自动隔离及恢复供电、电

39、压及无功管理、负荷管理、自动读表、 设备管理、检修管理、停电管理、规划与设计管理、用电管理 等。实施配网自动 化的作用主要表现在一下几个方面： (1) 提高供电可靠性。利用馈线自动化系统的故障隔离及自动恢复供电功 能，可以减少故障停电范围；其次，通过提高配电网施工、检修和事故抢修的工 作效率，减少计划及故障停电时间；再次，通过对电网的实时监视，可以及时发 现事故隐患，实施状态检修，提高设备可靠性，避免停电事故的发生。 (2) 提高电压质量。配电自动化系统可以通过各种现场终端对供电电压变 化进行实时监视，以便及时调整运行方式，调节变压器分接头档位或投切无功补 偿电容器组等，保证用户电压在合格范围

40、内。 华北电力大学硕士学位论文 (3) 提高用户服务质量。配电自动化系统能够迅速处理用户的用电申请， 加快用户电费缴纳与业务查询的处理速度，及时确定停电故障的位置、原因和停 电范围、为尽快恢复供电提供保障。 (4) 提高管理效率。配电自动化可以对配电网设备运行状态进行远程实时 监视及操作控制，实现配电生产及用电管理的自动化和信息化，从而提高了工作 效率和质量。 (5) 推迟基本建设投资。配电自动化技术的采用可以有效地调整峰谷负荷， 提高设备利用率，压缩备用容量，减少或推迟基本建设投资。 2.2配网自动化通信系统的特点及要求 同输电网调度自动化系统一样，配网自动化系统也需要一个有效的通信网在 系

41、统站与远方终端 （ RTU)或现场智能装置之间传递数据和控制、调节命令，但 配网自动化数据通信有着自己的特点： (1) 通信节点数量相对较大。配电网中有众多的变电站、环网柜、用户配 电房、配电变压器和负荷开关等设备。需要在配网自动化系统中接入和配备大量 的 DTU、 FTU、 TTU和现场电子智能终端设备，才能实现对这些变电站、开闭 所和配电设备的监测和控制。 (2) 通信节点相对分散。由于配电设备分布的地域比较广，而配电自动化 RTU或现场智能装置需随配电设备安装，因此，通信的节点比较分散。 (3) 通信节点间距离短。由于一个地区配电网覆盖的区域相对要小一些， 配电自动化通信节点之间距离比较

42、短，一个小区内的 FTU、 变压器监测仪、自 动读表控制器等终端的数据由小区内变电站或开闭所 RTU汇集转发，它们之间 的通信距离一般在二、三公里之内。 (4) 通信主网传输信息量较大配电自动化系统的测点多，对于每一条 10 KV 线路来说，除了配电开关的 FTU， 还有配变监控终、开闭所监控终端、远方抄 表系 统、集中器等，而每一个配电自动化系统可能有多达几百条 10 KV线路， 这样测点就有上千个或几千个。 (5) 可以采用的通信方式较多。对于配电自动化系统，可供选择的通信方 式有光纤通信、通信电缆、配电线载波、无线通信、电话线、双绞线等等。 配电系统自动化程度的重要标志是通信是否符合自动

43、化的要求，因此，通信 是配网自动化系统的关键之一。它担负着设备及用户与自动化的联络、信息的处 理、命令的发送和返回以及所有数据的传递。配网自动化对通信的总体要求有如 下几个方面： (1) 通信的可靠性。配电系统的通信设备大多安装在户外，这意味着要长 华北电力大学硕士学位论文 期经受阴雨、大雪、冰雹、风沙、雷电、紫外线、电磁等的考验。 (2) 满足数据传输速率的要求并留有余地。配电自动化系统中，在选择通 信方式时，一方面应根据不同层次选择合适的通信速率，另一方面，预计上应留 有足够的带宽，以满足今后发展的需要。 (3) 通信的实时性要求。配电自动化系统是一个实时监控系统，对实时性 要求极高，特别是系统故障时，实时性是保证系统快速确定故障、完成故障隔离、 恢复供电的基 础条件。 (4) 通信不受停电、故障的影响。配电自动化的馈线自动化功能要求能通 过通信系统对停电区