主站通信方式优化建议

1.有线通信

有线通信方式包括架空明线或电缆、配电线载波、邮电本地网、租用电话线、光纤、有线电视网（CATV）、专线等。其中配电线载波和光纤通信是目前在配电网自动化工程中应用最多的两种通信方式。

（1）配电线载波通信　电力线载波（Power Line Carrier，PLC）是电力系统常用的通信方法，它是将信息调制在高频载波信号上通过已建成的电力线路进行传输。根据电力线载波通信所采用的通信线路不同，PLC分为输电线载波通信（Transition Line Carrier，TLC）、配电线载波通信（Distribution Line Carrier，DLC）和低压配电线载波通信（又称为入户线载波通信）三类。

配电线载波是在6～10kV配电线路上的载波通信。配电线载波通信的最大优点是电通到哪里通信就能到哪里，与电网建设同步，具有通道可靠性高、投资少、见效快、组网灵活方便、运行维护成本低等优点。对于无断点的线路，如变电站与变电站之间，配电线载波通信已经有成熟的经验，使用效果较好。但由于配电网分支线较多，网络复杂，有大量的配电设备和配电变压器，将会使高频信号产生较大的衰耗和失真；此外，由于配电网有多个柱上开关的断点，当配电网发生故障使10kV开关跳闸或对配电设备进行操作时，会使通信中断，并会在配电网上造成频谱很宽的强干扰和噪声，因此配电线载波通信一般使用较低的载波频率，为5～40kHz。而对于输电线载波通信，因输电网结构简单且很少间断，它采用的载波频率一般为10～300kHz。

配电线载波通信所用到的主要设备有：在主变电站安装的多路载波机（称主站设备）、在线路各测控对象处安放的配电线载波机（称从站设备）和高频通道。高频通道主要由10kV配电线路、高频阻波器（简称阻波器）、耦合电容器和结合滤波器组成。高频阻波器的作用是防止高频信号向不需要的方向传输；耦合电容器的作用是将载波设备与馈线上的高电压、操作过电压及雷电过电压等隔开，以防止高电压进入通信设备，同时使高频载波信号能顺利地耦合到馈线上；结合滤波器的作用是与耦合电容器配合将载波信号耦合到馈线上，并抑制干扰进入载波机，它由接地刀开关QS、避雷器FA、排流线圈、调谐网络C、和匹配变压器T组成，如图8-1所示。

图8-1　结合滤波器的组成

在发送端，载有信息的载波信号经耦合滤　波器和结合滤波器注入电力线传往接收端；在接收端，通过耦合滤波器和结合滤波器将调制信号从电力线上分离出来，并经过解调装置将信息取出来。为了阻止高频电流流向变电站而损失掉，还必须加装阻波器。

从目前的技术水平上看，典型的配电载波机的传输速率可达到150～300bit/s，可满足双向通信的要求，在配电网监控、远方抄表和负荷控制等领域得到广泛的应用。

（2）光纤通信　光纤通信是以光波作为信息载体，以光导纤维为传输媒介的一种崭新的通信方式。光纤通信与其他通信方式相比，具有传输频带宽、通信容量大、传输速率高、传输损耗小、误码率低、可靠性高、不受电磁干扰、组网灵活方便等优点，因此光纤通信已被公认为是很有发展前途的通信方式之一，并且呈现出取代铜缆、占据通信网主导地位的强劲发展势头。

光纤通信系统由电端机、光端机、中继器和光缆组成，如图8-2所示。图中仅表示了一个方向的传输，反方向的传输也是相同的。

图8-2　光纤通信系统的组成

图8-2中，电端机完成对所需传送或接收信号的处理；光端机的发送端内含有光源，它完成将电信号转换为光信号，并输入光纤传输至远方；光端机的接收端内含有光检测器，它完成将来自光纤的光信号还原成电信号，并输入到电端机的接收端；中继器完成将经过长距离传输后被衰减和畸变了的光信号放大、整形和再生成一定强度后，继续送向远方。

光纤可分为多模光纤和单模光纤两大类。多模光纤就是传输多个光波模式的光波导，而单模光纤则只传输一个光波模式。制约光纤通信的两个主要因素是光纤的色散和损耗。色散限制了传输的速率，损耗限制了传输的距离。多模光纤直径大，色散和损耗都比较大，主要用于短距离、低速率的中小容量系统；而单模光纤的直径小，色散和损耗都比较小，主要用于大容量长距离的光纤通信系统。(www.xing528.com)

在配电网自动化系统中，可以利用供电局和各变电站开通的公用光纤电话网络进行数据传输，此时，光纤通过调制解调器（Modem）将数字脉冲信号转换成话音信号占用一路或几路话音通道进行传输。也可以架设专门的光纤通信网络进行数据传输，如用光纤以太网或光纤环网传输信息，此时除了选用一般光端机外，还可以选用自愈式光端机。当光缆出现故障时，自愈式光端机可以自动选择路由，当故障消失后自动恢复。

2.无线通信

无线通信方式是一种覆盖面广的通信方式，它不需要传输线，而且可以构成双向通信系统。无线通信方式结构简单，架设方便，价格便宜，特别是所有的无线通信方式都能够与停电区域进行通信，因此它在配电网自动化系统中是具有生命力的。

无线通信方式包括调幅（AM）广播、调频（FM）广播、无线寻呼网、高频通信（HF）、无线扩频通信、微波通信、卫星通信、数控电台等。下面介绍在配电网自动化系统中常用的几种通信方式。

（1）高频通信　频率范围在150～800MHz的无线通信为高频通信。500MHz以下的频率段通信速率不高，传输距离较短，但绕射能力较强，比较适合中小城市和大城市近郊及广大农村地区的配电网自动化设备之间的通信。

国外在配电系统工程中，主要采用800MHz这一频率，因为800MHz频段具有通信速率高，网络容量大，绕射能力较强，终端电台的体积小、重量轻、天线尺寸小，可以直接安放在电杆上等优点，尤其易于扩展，便于工程分段实施，因此，采用该段的无线数传系统可以较好地满足配电网自动化的需要。

（2）扩频通信　扩频通信的频率范围为900～1000MHz。扩频通信系统传输信号的带宽远大于所需传输信息必需的最小带宽，通常比常规通信体制的带宽大几百倍甚至几千倍。频带展得越宽，单位频带上的功率越小，即信号的功率谱密度越低，相应的干扰信号能量就更小了。因此，在相同的信噪比条件下，扩频通信具有较强的抗干扰能力。

扩频通信系统要完成扩频工作，需要进行三次调制和相应的解调：第一次调制为信息调制（将被传信息调制成数字信号）；第二次调制为扩频调制（由扩频码发生器产生的扩频码序列去调制数字信号以扩展信号频谱）；第三次调制为射频调制，射频调制后的信号经过天线发射出去。与一般通信系统相比，扩频通信就是多了扩频调制系统部分。

扩频通信具有传输速率高，发射功率小，抗干扰能力强等优点，但要求通信两端无阻挡，因此对位于高楼林立之中的城市配电网应用效果不佳。一般用于通信点不多，通信速率要求较高的场合，例如子站与配电控制中心间的通信。

（3）微波通信　微波通信是采用1GHz以上的频率，外加特有的设备构成的通信方式，同光波一样，微波通信是直线传播的，因而也称视距通信。微波通信目前广泛应用于继电保护和输电网调度自动化中。微波通信具有传输容量大，传输距离长，稳定性能好，配置灵活等优点，尤其是一点多址的小微波（TDMA）产生后，使微波通信的使用性能进一步加强了。微波一点多址通信的工作频率为1.5GHz，带宽为4MHz。这种通信方式虽然设备昂贵，安装复杂，为了覆盖一定的范围，还需建立若干个微波中继站，然而接口丰富，容量大，可以传输大量话音、图像以及数据。

微波通信一般是点对点的通信方式，因此，如果在配电网自动化系统中完全采用微波通信方式，则对于为数众多的测控单元，每个点都要设置一对微波通信设备。微波通信虽然可以省去建设有线传输线的费用，并且具有很宽的带宽，可以实现很高的数据传输速率，但由于微波传播受气候、地理环境等的影响比较大，而且对于配电网自动化系统而言，由于通信距离较短且对传输速率要求不高，再加上建设一套微波通信系统的技术复杂性和造价高等，使得微波通信在配电网自动化系统中的应用受到限制。

（4）卫星通信　卫星通信是通过同步轨道上的通信卫星作为中继站来转发或发射无线电信号，在地面站间进行通信的。和微波通信相比，卫星通信的优点是不受地形和距离的限制，通信容量大，不受大气层的影响，通信可靠。

一般来说，地面通信线路的成本随着距离的增大而提高，而卫星通信的成本与距离无关，且卫星有很高的高度，它能提供广阔的、均匀的信号覆盖，这就使得长距离干线或幅员广大的地区采用卫星通信更合适。

要想采用卫星通信方式，必须租用或拥有一个星上信号转发器，并具有必要的上行和下行联络设备。我国的云南和贵州的一些电力单位已经成功地在SCADA系统中使用卫星通信，卫星通信在配电网自动化系统中的使用也正在被考虑之中。

在配电网自动化系统中，层次较多，设备非常分散，有的设备访问周期很长，并且配电网自动化系统还要做到地调（省辖市级调度机构）和区调（跨省、自治区、直辖市调度机构）之间，以及配电自动化系统各子站之间具有一致的时间。单纯通过软件对时是难以实现的，必须在系统的适当位置安放全球定位系统（GPS）接收机，以减少对时环节，达到系统时钟的统一。因此，在配电网自动化系统中，采用卫星通信的方式，可利用全球定位系统来统一系统时间，提高SOE站间分辨率指标。