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2.1 配电自动化业务的通信需求

中压配电自动化通信系统连接着位于控制中心的配电自动化系统主站(简称配自主站)和分散在配电线路上的电气设备及配电自动化远程终端(简称配电终端),是配电自动化系统的重要组成部分,其性能对整个配电自动化系统的实现及可靠运行起着决定性作用。配电自动化对通信系统的要求,主要取决于系统整体规模、功能要求、预期达到的自动化水平、配电自动化进展等。配电自动化对通信系统的技术要求主要有以下几个方面。

2.1.1 基础需求分析

(1)先进性:采用科学的、主流的、符合发展方向的技术、设备和理念,确保电力通信网络能可持续发展。根据现有问题及故障情况分析得出最优化、最适合电力通信网发展的方案。

(2)可扩展性:考虑未来网络的发展,满足当前及今后相当一段时间内的业务需求,便于技术升级。

(3)可管理性:随着网络不断扩展,设备越来越多,网络的复杂性和管理的难度也相应增加,通信系统应具有可管理性。

(4)高性价比:应在建设投资成本上进行综合平衡,确保具有较高的系统性价比。

2.1.2 业务需求分析

(1)可靠性:电气设备、配电终端多在户外运行,要求能经受住恶劣天气的考验。此外,还要能够经受住噪声、电磁、雷电等的干扰。

(2)实时性:不同的配电自动化功能对通信实时性有不同的要求。通信速率是通信系统传输的主要指标,用每秒传输的位(比特)数表示,即bit/s(bps)。根据《配电自动化系统技术规范》(DL/T 814—2013)的规定,开关量变位信息由配电终端传递到主站的延时应小于30s,同时,重要模拟量越死区传递时间小于15s。支持分布式控制的配电终端之间的实时控制信息的传输延迟时间应小于10ms。为满足通信实时性要求,配电终端到变电站的接入层通信网应保证10Mbps及以上带宽,变电站至控制中心的骨干层通信网应保证100Mbps及以上带宽。

(3)安全性:系统要有可靠的安全防范与故障自愈措施,防止局部故障引起大面积通信中断。通信系统的设计应严格执行国家、电力监管机构制定的网络安全规定,采取“横向隔离、纵向认证”的安全技术措施,防止通信系统受到外部攻击时出现瘫痪,甚至引发开关自动跳闸的事故。

(4)经济性:配电网的网络复杂,使用的智能设备众多,通信网络规模巨大,网络的建设投资、运行需要充分考虑经济效益。

(5)通信系统工作模式:通信系统必须具有双向通信的能力,通信系统能够支持配电终端之间对等交换实时测控数据。

(6)协议:采用标准的通信接口与通信协议,可提高系统的兼容性和灵活性。采用IEC 61850标准,可实现配电终端与主站的互联互通、互操作与即插即用。按照通信传输模式的不同,通信协议可以分为循环式传输协议和问答式传输协议。目前广泛应用IEC 60870-5-101/104、DNP 3.0等回答式通信协议。 pEDcjUBc7DT7mofFHy4gbGEAy+/X4DDNZr8uWpoVeRsZIItGjky0qW2LnE7bDZoe

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