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無線窄帶數據通信網配電自動化探析的論文
摘要基于可靠通信網絡，可讓配電自動化系統高效實現配電控制。研究基于目前配電自動化系統的需求，基于無線窄帶數據通信網的系統結構設計、配電自動化結構設計等層面進行闡釋，以提高配電自動化系統的穩定性與安全性，為其他研究者提供參考。
關鍵詞無限窄帶數據；配網自動化；數據通信網
０引言
配電自動化系統能夠無人介入或少人為介入即可大批量完成重復性工作。實現配電網潛力最大化發揮，提高電能質量、減少停電時間與面積則是配電自動化系統的優勢所在。在諸多影響因素中，通信系統對配電自動化影響頗深，其技術好壞將直接影響到配電自動化系統的性能優劣。這是因為通信系統可以傳輸配電自動化性好，收集、反饋信號數據到遠方終端口，因而配電自動化系統受通信系統的環境、傳輸效率、方式的限制。而無線廣域網技術可以極大提高配電自動化系統的安全可靠性，因而在實踐中得到廣泛使用。
１系統結構設計
監控和協調所轄區域的開關、變壓器的情況，通過監測工作情況，調整網絡結構，優化運行環境的方法，配電自動化系統完成大量、多接口的配電運作。其特征在于協調集成使用系統整體性能，從而提高管理水平。這一特性也決定了配電自動化系統應當設置為多層次的分布式開放架構，其中，每個城區需要進行統一概念設計，并以變電站作為分層依據，自上而下地建立主站層（即配電調度中心主站）、子站層（即多個配電自動化子站）以及終端層（即配電終端），其鏈接的方式依靠通信網絡實現。
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作為核心層次，配電自動化主站層需要統籌監控、分析、協調整個配電網的情況，并對已經出現的故障進行及時排查處理，力求達到配電網絡時刻保持優秀的運行狀態。此外，主站層還需復雜與其他系統交換信息，并承擔起部分配電信息的交流維護功能［１］。其架構較為簡單，一般分為雙網結構和單網結構。其中，雙網結構中，服務器與ＰＣ端口都需分別連接到對應的網絡，雙網分別稱為主網和備用網，同時負責傳輸數據，二者維持動態平衡。如果當一個網絡出現紊亂等狀況時，另一網絡則自動接過紊亂網絡的信息傳輸任務，直到故障排除才再次恢復到雙網絡傳輸狀態。其主要系統結構包括前置機、數據庫服務器以及配調工作站。
１．１．１配調工作站
配調工作站是工作人員監控、查看配電網絡運行狀況，獲取數據、報表、曲線圖等統計資料的端口，可視作是配調工作人員的操作終端。此外，為了多樣化開展配調工作，一般會配置多機互熱備用的方式來完成多樣化匹配。
１．１．２數據庫服務器
數據庫服務器一般會配置兩個服務器，主服務器負責日常的數據儲存與處理工作，一旦主數據庫服務器發生故障無法及時排除，此時就可啟動備用服務器來接替工作，與雙網和配調工作站的設置基本一致［２］。此外，數據庫服務器的設計應當遵循開放標準的原則，數據訪問、處理都需即時反饋。在分工上，一般會設置商用數據庫服務器，用于儲存歷史數據，并建立起數據庫模式和外部訪問的接口。而歷史數據庫服務器則依托ＯＤＢＣ技術，通過分析已有的數據庫模型建立起備用機制，并自動備份與商用數據庫服務器內容一致。
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通信通道與處理功能是前置系統的兩大功能，其中通信通道類似于通信鏈路，完成主站與子站或各大終端設備之間的數據采集、處理、監視和控制功能。而數據處理則是基于主站與子站或各大終端設備之間的信息，進行信息的轉發、交換、處理、監視、統計以及控制。前置機會將從子站或各大終端設備采集到的數據等信息進行處理后，自動發送到數據庫中進行備份，信息共享到各大節點之中。
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作為整個系統中的中間層，配電自動化子站層主要起承上啟下的橋梁作用，將ＦＴＵ以及ＴＴＵ采集到的信息傳遞到主站的通信處理機中，完成信息橋梁的作用。此外，更兼具部分的故障診斷功能，發現故障后可視部分情況進行阻隔和恢復處理。在一些變電站和開閉所中，更具有采集線路信息、監控本地配電情況的功能。基于配電自動化子站層的功能延展，不難發現其設計目的無外乎有二。其一是減少主站層的工作量，降低其負擔。其二則是因為傳統的故障處理必須到配電終端進行斷路等處理，而通過單擊配置等方法，運用計算機技術建立網絡，可以通過無限窄帶數據通信網技術進行部分故障排除。
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常見的配電終端設備層包括ＦＴＵ、ＤＴＵ、ＴＴＵ以及抄表終端等，是一種集數據采集與控制為一體的配電終端設備。通過與子站層通信的串聯，或直接與主站通信，能夠收集、傳輸配電系統的實施數據，執行上級命令，同時還兼具少量的故障現場處理功能。
２通信系統
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智能終端設備與后臺軟件的豐富程度，在一定程度上決定了配電自動化系統的優劣。具體來說，配電自動化系統中，接收終端的數量、位置、環境（氣候、地形等條件）都會影響到接收信號的強弱，此外網絡建設程度的不同也會對系統帶來影響。伴隨著通信技術的發展，無論是設備還是軟件都有了長足進步，且日趨多樣發展。在此基礎上，包括衛星通信、無線尋呼、數控電臺等技術迭代更新。從不同的通信方式中選擇更適合配電自動化系統的方式，能有效提高其功能的安全可靠性［３］。光纖通信，作為首選的通信方式，源于其高效傳輸、抗干擾能力強、組網方便、信號損耗小等優勢。同時基于配電網絡往往需要覆蓋大范圍的分散節點，卻僅僅傳輸少量數據，因而在動用光纖通信時性價比較低，需投入的網絡建設成本過高；架空明線［４］。雖然對網絡建設要求較低，但信號損耗大、易受干擾等特性，令其難以適應遠距離信號傳輸；配電載波技術。在抄表數據和監測線路數據上表現良好，性價比高。但卻不具有停電數據采集功能。綜合比較下，無線通信技術中的微波技術是較為適合配電自動化系統的通信技術。且伴隨著技術發展，８００Ｍ集群技術得到推廣，在網絡建立的前提下，能夠在小成本范圍內更具經濟性的使用網絡，同時ＧＳＭ／ＧＰＲＳ技術的運用還能保證數據實時傳輸質量，建立配電自動化系統的專用無線數據網絡。
２．２Ｍｏｂｉｔｅｘ的構成
�。停铮猓椋簦澹蓯哿⑿殴驹冢保梗福茨觊_發，是一種為客戶傳輸信息的窄帶無線數據通信網絡系統。移動終端。移動終端自身不能直接通信，需要通過與中轉基站聯系，進而借由基站的平臺產生其他通信�；尽；九c本地交換機相連，并借由本地交換機的線路將數據傳輸到其他區域。同時，基站與移動終端通信，將區域內的信息進行傳播。此外，基站在無線通信道上，可根據當前信道流量進行智能分流，優化利用。服務器。服務器往往是由固定終端或ＦＳＴ構成，可與本地交換機直連，也可以通過ＩＰ技術接入服務器。交換機。多個交換機構成區域－本地交換機的分層結構，交換機之間以同樣的連接方法聯系。其中，本地交換機完成基站間、無線設備與固定終端之間的鏈接，同時提供網關功能與其他網絡連接。其中網關功能可以通過本地交換機直接實現，也可以通過ＩＰ連接可選網關功能。網絡控制中心。ＮＣＣ控制整個網絡的運行、維護工作，傳遞告警、用戶管理、計費管理等信息。同時，通過ＮＣＣ可完成部分基站與網絡部件的重配，減少現場處理的費用和時間。
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Ｍｏｂｉｔｅｘ系統運用分組交換的方式，每次只需發送少量數據即可完成，因而非常適應配電自動化異常頻發的特點。同時，也很好地控制了成本與效率之間的性價比，降低誤傳和丟包狀況的出現。終端間、終端與主站之間的通信實際上就是計算機間的通信，因而計算機系統在配電通信中意義重大，可完成運行、計劃、控制、操作、監視、記錄以及評價功能，并將信息傳輸到中央控制器。，Ｍｏｂｉｔｅｘ系統建設方案為：ＦＴＵ、ＴＴＵ、ＤＴＵ、ＦＴＵ以及電表、集中器等與或內置或外置的Ｍｏｂｉｔｅｘ調制解調器相連，基于Ｍｏｂｉｔｅｘ基站完成與外部系統的通信。其中，監控主機、前置機以及數據庫服務器等與Ｍｏｂｉｔｅｘ基站相連，共同組成配調中心，其連接方式可以為直接與本地交換機相連，或采用ＩＰ訪問服務器相連。其中，ＩＰ訪問服務器相連需要基于Ｍｏｂｉｔｅｘ分組與ＩＰ之間的關系搭建起新的協議線路，利于線路暢通。最終，將網絡終端收集到的數據統統進入監控主機進行統計、分析處理，以報表、圖標等形式呈現出來，以為最終用戶決策、調度時提供參考。此外，各類監控和調度指令匯聚的配調中心，可以通過網絡發送信息到各個終端，指令其在出現故障或有需要的時候，執行跳閘、開閉等動作。
３結語
基于無線窄寬數據通信網下搭建的配電自動化系統，具有傳輸數據高速可靠、運營成本低、工作效率高的優點，對滿足用戶和供應商對無時無刻全面訪問、控制配電自動化系統數據有著重要作用。
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