配电自动化通信系统概述三门峡职业技术学院学术论文论文题目：配网自动化课程名称：配网自动化任课老师：葛笑寒姓名：安羽班级：12级供用电技术一班学号：120201050126配电自动化通信系统概述
1配电自动化通信系统概述
摘要配电网自动化综合利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术，集成配电网的在线和离线数据、用户数据、电网结构和地理图形等信息，形成统一的自动化系统，实现配电系统的正常运行及事故的监测、保护、控制、用电和配电管理的现代化。实现配电网自动化的关键在于通信。配电网运行数据的采集、运行状态的改变及配电网的优化均通过通信系统。配网自动化通信系统是配网自动化的中枢神经，直接影响着整个配网自动化系统的总体性能。因此配网通信系统应是具有高稳定性、高可靠性、高速大容量、可扩展性强的通信网络。配网自动化通信系统的实现离不开智能化的底层通信终端。因此，本文在充分了解配网自动化系统及其通信系统的体系结构、通信方式和组网方法的基础上，设计了一种多接口、多功能的配网终端。文中重点描述了该终端设备的主控模块、采集模块和通信模块等的硬件电路设计、软件架构设计、101通信规约的实现、电量测量算法的实现和遥测遥控等功能的实现过程。关键词：配网自动化；通信终端；通信安全Abstract
Powerdistributedautomationsystemisinvolvedwithmodernelectronicstechnology,communicationtechnology,computerscienceandnetworkstechnology,whereonlineandofflinedata,userdata,structureandgeographyinformationofpowerdistributedsystemareintegrated.Asacompletedautomationsystem,ithasfunctionsofmonitoring,protecting,controllingandpowermanagement.Thekeytorealizepowerdistributedsystemisitscommunicationsystem.Asthenervouscenter,thecommunicationsystemdirectlyaffectsthetotalperformanceofthewholepowerdistributedsystem.Therefore,werequirethecommunicationsystemtobehighlystable,credible,extensiveandwithfastspeedandlargecapacity.Inordertoprovidesucharobustandcrediblecommunicationsystem,firstlyweshoulddevelopintellectualbottomcommunicationterminals.Thus,onthebasisofunderstandingthestructure,communicatingandnetworkingmethods,wedesignanintellectualcommunicationterminalwithmulti-interfacesandmulti-functions.Thepaperemphasizesonitshardwaredesignincludingthecontrollingmodule,datacollectingmoduleandthecommunicatingmodule,andalsoonthedesignandrealizationofsoftwareframework,communicationprotocolsandalgorithmsforcalculatingelectricalparameters.Keywords:Powerdistributedsystem,communicatingterminals,cybersecurity.配电自动化通信系统概述
21.1配网自动化系统的结构配电网自动化综合利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术，集成配电网的在线和离线数据、用户数据、电网结构和地理图形等信息，形成统一的自动化系统，实现配电系统的正常运行及事故的监测、保护、控制、用电和配电管理的现代化。作为电力系统发电、输电和配电三大系统之一，配网自动化系统是一个综合性高、复杂的系统性工程。从提高电质量和增强服务效益的角度看，配网自动化系统是一个统一的整体。配网自动化的体系结构可以分为三层。
1.1.1配网自动化中心主站层
配网自动化中心主站层分为配网控制中心主站和远程配网控制分中心，前者是整个系统区域的最高管理层，后者则是系统中某一地区的管理层。中心主站层通过获取各配电子站层的实时信息，从整体上监视和控制配网信息，分析配网运行状态，协调各配电子站层的关系有效管理整个配电网络，保证其处于最佳的运行状态。因此中心主站层是整个配网监控和管理系统的核心，既是全网配调中心又是全网配电信息中心和管理中心。同时它与SCADA/EMS，MIS等其他网络系统共享资源。它作为人机交互的窗口，可完成设备管理系统维护等人机交互功能。主站层还包括一些网络设备和通信设备。它的计算机系统是由多台工作站和服务器组成，并和子站层的计算机形成一个广域网或局域网，共同实现系统的功能。
1.1.2配网自动化子站层
由于配网中需要监控的设备多且分布广泛，把所有的终端设备都直接连接到中心主站是不可能的，因此需要增设中间一级，即配网自动化子站层，来起上传下达的作用。配网自动化子站层一般位于变电站或开闭所内，主要完成信息的上传下达及当地配网状况的实时监控，同时也负责对辖区内配电网络的配电SCADA和故障诊断、隔离和恢复，对电力环路的配电线路的监控，并留有今后
扩展的余地。子站层由计算机系统和通讯设备组成，可采用多种通信方式向上与中心主站层通信，向下与终端设备层通信。
1.1.3配网自动化终端设备层配网自动化终端设备层是整个系统的底层。包括一些数据采集与控制的配网终端设备如柱上FTU，电缆环网柜FTU，开闭所RTU，配变终端TTU，抄表终端等，实现对各种现场信息的采集处理和监控功能。配电自动化通信系统概述
32.1配网自动化终端的分类配电终端的分类也是按照市场的应用需求逐步形成的，按照应用场合可以分为馈线监控终端、站所监控终端、配变变压器监控终端三类。1）馈线监控终端：英文Feederterminalunit（FTU）。FTU安装在配电网馈线
回路的柱上和户外环网柜内。主要用于10KV配电器架空线路、电缆的分段开关、联络开关、环网柜的数据采集与实时监控，还具有馈线故障检测、设备自诊断和程序自恢复等功能。2）站所监控终端：英文Distributionterminalunit（DTU）。DTU安装在配电
网的户内开闭所和配电所处，同样具有遥信、遥测、遥控和故障识别与处理等功能。与FTU的差别就在于应用的场合不同，以及监控的开关和线路的数量也不同。3）配电变压器监控终端：英文Transformerterminalunit（TTU）。TTU用于
公共配电电压器、专用配电变压器、箱式变压器等配电变压器的各种运行参数的监控和测量。目前国内厂家的TTU还可以提供低压无功控制功能。总结这几年的发展，我国配电自动化终端从无到有逐步完善。为适应配网自动化不断发展的需求，配电终端将进一步朝着技术智能化、通信集成化、功能完善化、结构模块化、设计标准化、体积小型化、产品系列化的方向发展。配电自动化通信系统概述
43配网自动化通信系统的结构和特点实现配电网自动化的关键在于通信系统。配电网运行数据的采集、运行状态的改变及配电网运行参数的优化均须通过配网通信系统。配网自动化通信系统是配网自动化的中枢神经，直接影响着整个配网自动化系统的总体性能。因此配网通信系统应是具有高稳定性、高可靠性、高速大容量、可扩展性强的通信网络。现有的配电自动化通信系统一般根据当地的实际情况，同时依据配网规模的大小及与配网自动化系统的模式相适应的结构，采用多种通信方式并存的混合模式。通信系统拓扑结构有点对点结构、星形结构及环形结构等。通信系统一般可以分为以下四个层次：第一层次为配网自动化中心主站与配网控制分中心之间的通信，通信采用点对点连接。第二层次为配网自动化中心主站至配网自动化子站之间的通信，采用点对点或环形连接。第三层次为配网自动化子站与配网自动化终端设备（FTU，DTU等）之间，采用星形或环形连接，仍采用基于TCP/IP协议的规约标准101或104规约。该层通信一般采用屏蔽双绞线，因为支线一般较长且易改动，网络拓扑较复杂，若采用光纤通信则投资额以及施工的难度将会比较大，性价比低。第四层次为终端设备层FTU之间的连接以及FTU与配变采集装置TTU之间的通信连接，可采用屏蔽双绞线、GPRS无线等通信方式。配电自动化通信系统概述
54配网自动化通信系统具有以下特点：1）双向通信。配网自动化要实现遥信、遥测、遥控、遥调等“四遥”功能，就要求具有双向通信能力。2）通信速率。要求主干通道的通信速率要远高于分支通道的通信速率。3）经济性。通信系统的投资不应过大，应进行主、配网的整体规划，充分利用现有的通信资源，避免重复投资。4）可靠性。必须能够适应高低温、日晒雨淋、风雪、冰雹、雷电等恶劣的室
外环境，并尽量避开各种电磁干扰。要求线路停电时，通信系统也不能中断。5）可扩充性。不仅要考虑目前数据传输的需要，还要考虑未来系统升级的需
求。