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配電自動化；通信技術；通信系統；監控功能

對于我國配電網發展而言，信息傳輸信道非常充裕，但是在傳輸方式上已經不能適應快速發展的配電網需求。我國通信技術已經成熟，但是在與電力自動化系統的銜接上還存在一定的空間。在未來，在配電自動化發展中，應實現通信技術和計算機技術完美的結合，并將變電自動化等技術應用于系統中。另外，對于電力自動化系統而言，還應注重其運行的穩定性與安全性。通信技術的監控功能和信息傳輸功能都在配電自動化系統中具有重要作用。根據這一需求，我們對通信技術在配電自動化系統中的監控功能進行分析。

1配電自動化和移動通信技術

1.1配電自動化概述

廣義上，配電自動化是指電子技術與移動通信技術的結合，其目的是保證系統通信以及運行，提供系統檢測和維修等功能。這一過程中，設備管理和運行均實現了自動化。而從狹義上講，就是電網能夠獨立自主完成故障檢測和定位，并且能夠提供一定的故障修復功能。配電自動化是我國快速發展的電網需求，也是未來發展的必然趨勢。我國對于配電網的自動化提出了更高的要求，并且計劃在2020年之前實現配電網的全自動化，而全國性的配電自動化規范也將不斷的調整。移動通信技術的發展將在這一過程中具有不可忽視的作用。

1.2移動通信技術發展

配電網向電力系統用戶提供電能，在運行過程中需要保證供電效率和供電安全。隨著通信技術的發展，將其應用于配電網系統能夠保證信息的快速傳輸，能夠第一時間查找電網運行中的故障，但是我國移動通信技術與配電自動化系統的結合并不緊密，檢修過程依然需求斷電和人工檢查，這對于檢修效率、服務水平均造成影響。隨著配電自動化的應用實施，我國開始研究移動通信技術在自動化系統中的應用，一些典型的配電自動化系統將能夠實現數據操控和數據傳輸，從而實現雙向傳輸功能，并且對網絡實施全程的監管，這對于我國配電網的發展無疑具有推進作用。配電自動化系統涉及的終端數量多，就必須建立一個安全、有效的移動通信網絡體系，實現其對數據的采集、監控和處理功能。未來電網的擴展也將一定程度上使其面臨復雜的環境，而通信技術將使其更容易適應這一環境，減少運行故障。實現自動化的故障檢測，可以提高運行效率、服務水平，并使電網的抗干擾能力提高。同時通信系統還應具有經濟性，只有這樣才能促進我國配電網技術和通信技術的可持續發展。

1.3配電自動化中的通信系統設計

配電自動化通信系統應堅持分步實施原則，也就是將我國通信技術與自動化系統的監控功能進行結合，先要清晰二者之間的相互作用，并設計優化網絡路由器，確保網絡資源可以得到充分利用。在布局實施過程中，應采用獨立的網絡結構，減少網絡交叉以防止不必要的干擾。采用層級管理的方式來提高管理效率，針對不同地區、不同需求來建立配電網建設規劃，根據需求來實現通信技術與配電網技術的結合。但事實上，我國移動通信技術發展迅速，在通信行業已經實現了4G通信，并逐漸朝著智能化的方向發展。而對于配電網工作人員而言，要及時更新觀念，確保移動通信在自動化系統中的應用，從而確保配電網自動化功能的實現。

2自動化系統的通信方式實現

對于電力系統而言，通信方式主要為兩線對地傳輸和相間結合傳輸兩種。兩組方式的交互使用滿足了電力系統載波通信需求，將載波輸送至電力系統各個環節，并提高通信安全性。

2.1無線傳輸方式

無線通信系統安裝方便，性能強大，可以實現雙向通信，因此使電力配電系統中主要應用的傳輸模式。無線通信降低了成本，并且適合未來快速發展的配電網，但是無線通信網與有線網相比，要面臨更多的干擾，如來自高層建筑物的影響，來自基站周邊環境的影響。因此對于無線傳輸而言，確保其安全性才能發揮其在自動化系統中的監控功能。

2.2光纖方式

光纖通信是近幾年我國有線網使用的主要傳輸方式，它以光導纖維為傳輸介質。具有安全性高、抗干擾能力強、通信速率高并且能耗小等優點。光纖傳輸方式目前主要應用于移動通信，在自動化系統中也具有廣泛的應用。光纖通信的組網方式具有多種，但是光纖的成本偏大，因此正確配置是其關鍵問題。根據自動化系統建設需求，我們將其配置方式分為兩種，即點對點配置和主站-子站配置方式。①點對點配置就是利用點對點傳輸的方式，來減少環形網建設，降低干擾和成本。光纖傳輸的能力強，可達幾十公里。②主站-子站配置方式可以支持多個節點同時通信，但只有一個主站進行尋址和查尋，其他子站接收命令。確認命令正確后予以響應，該方式適合基站建設分散的地方。另外，還可以提供環網通信對等配置方式，其優點就是將每個站點作為主站，從而提高了信息傳輸的效率，缺點是給維護帶來了更多的麻煩。

3總結

總之，配電網的自動化水平和其安全運行十分重要，而通信系統的建立是保證自動化系統安全穩定的重要手段。針對我國自動化系統的現狀，應加大通信技術的應用力度，發揮其監控功能在無線傳輸中的作用。構建安全系數高的無線傳輸系統，使其在配電網系統中發揮積極作用。并在日后的工作中，不斷的實現技術的改革，實現通信技術與自動化系統的結合，使我國的電網通信技術再上一個新臺階。

作者：郭建波 單位：廣東海格怡創科技有限公司

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隨著國家電網規模的不斷發展，在電網運行管理過程中全面推廣信息自動化成為當前的首要目標。通過在電網中構建自動化的運行、控制、管理系統，能夠在提高電網運行質量、效率、安全性的同時，降低人力、物力成本。但通過對實際應用情況的檢查分析，可以發現在電力系統自動化中的通訊系統環節，存在著諸多安全問題，對于整個電力系統的安全穩定運行造成了極大的隱患。為了更好地保證電力系統自動化的信息安全，提高電力系統的運行安全穩定性，就必須對影響信息安全的問題及相應的保障措施進行深入的探討。

1電力自動化通信系統

電力自動化通信系統是指信息技術、網絡技術在不斷的發展過程中，最終應用于電力系統的一個產物，具有復雜性、系統化、自動化等多個明顯特征。在電力系統中將管理與安全防護進行緊密的整合，為電力系統的自動、安全、高效運行奠定了良好的基礎。

2影響自動化通信信息安全的因素

通過對電力自動化通信系統中曾經出現的安全問題進行總結分析，可以將影響因素歸納為下列四大類：

2.1自然因素

這一方面主要指的是以不可抗力為前提發生的安全問題，如系統遭受雷擊、發生火災、外力破壞（地震、覆冰、大風等），這些因素不以人的意志為轉移，對于信息系統乃至電力系統都會造成不可避免的巨大損失。

2.2人為因素

人為因素又可以細分為意外和惡意兩種情況，其中意外因素指的是非人為主觀意識上故意造成的安全問題，如設計失誤、操作失誤等。而惡意因素指的是蓄意、惡意、故意造成的網絡安全問題。一般情況下，這種惡意行為往往伴隨著謀取私利的前提，對于整個信息系統都是巨大的破壞。

2.3加密漏洞

為有效提高通信技術的安全水平，一般都是通過對信息進行加密來降低安全事故的發生，但由于信息加密和密匙管理方面存在的諸多漏洞，在信息傳播的過程中，信息容易被惡意竊聽和破壞，進而影響電力系統的正常運行。

2.4硬件存在安全隱患

在整個通信系統中，其自身硬件存在安全隱患也是造成安全問題的一個重要因素。其中通信系統站作為電力自動化控制的樞紐，相關數據都在這里進行匯集、處理，其突出的重要性也就要求其在運行過程中不得經常發生故障或受到惡意攻擊，否則將會影響整個系統的正常運行，甚至造成系統癱瘓。據調查，目前在我國大多數系統站都存在著安全隱患，迫切需要引起各方面的高度重視。在信息傳輸過程中，目前主要是通過互聯網或無線網來實現，當利用無線網時會需要使用大量的無線通信控制終端，但是由于在實際的設計建設過程中，沒有一個統一的標準要求，導致在一個系統中存在多個終端類型，且信號未經嚴格的加密，過于開放，對于通信系統是一個重大的安全隱患。

3保證信息安全的方法及改善措施

通過上面文章的分析，可以對影響電力通信信息安全的主要因素有一個清晰的認識，下面提出幾條針對性的行之有效的改善措施和方法，以便于能夠在實際運行中更好地保證信息安全。

3.1健全機制

在電力自動化信息安全管理過程中，通過不斷健全機制是提高信息安全的有效手段，目前主要是針對安全防范機制和設備管理機制進行健全。3.1.1健全安全防范機制。在電力自動化通信系統中，由于涉及到的單位部門眾多，如果沒有一個健全的安全防范機制，將會導致管轄范圍內信息安全的管理混亂、信息安全問題頻發。在安全防范機制的建立過程中要以嚴謹的邏輯性為原則，且要結合電力企業的自身實際情況對重點防范區域和普通防范區域進行細致的劃分，在實際的應用過程中，根據劃分的區域設置不同的訪問權限，實現對重要安全數據、資料信息的重點保護。3.1.2完善信息網絡設備管理機制。網絡設備是實現信息傳輸的硬件基礎，想要提高信息安全水平，通過對信息網絡設備進行管理也是重要的手段。在具體的管理機制中，應從信息網絡的規劃設計、設備采購、安裝調試、運行維護、技改更新等環節進行細致的組織管理，同時通過結合恰當有效的激勵獎罰機制來提高相關人員的責任意識和主觀能動性。

3.2強化安防技術

隨著信息技術的不斷發展，在電力系統信息系統中應不斷與時俱進，通過持續強化安全防護技術水平，來提高電力自動化信息安全水平。目前在強化信息安全技術方面，主要側重于防火墻、身份驗證及信息加密這三個方面。3.2.1強化防火墻安全水平。在網絡安全防范體系中，防火墻是第一道屏障，通過合理的選擇和使用防火墻能夠有效地提高通信網絡抗惡意攻擊的能力和系統的安全性。利用防火墻，能夠在內部可信任網絡和外部不可信任網絡之間提供一個安全鏈接的單點。通過對防火墻可以實現功能的分析，邏輯上可以將防火墻簡單地看作是一個分離器，同時又具備限制器和分析器的功能。目前應用較為廣泛的防火墻技術主要是包括基于包過濾的防火墻、基于的防火墻和基于狀態分析的防火墻三類，其中基于狀態分析的防火墻克服了其他兩類防火墻存在的限制，同時還具備更加突出的優點，如高安全性、高效性、可伸展性和可擴展性等，代表了未來防火墻技術發展的主流趨勢。電力企業想要進一步提高信息安全水平，降低系統被惡意入侵、攻擊的危害，就必須不斷加強防火墻的建設更新力度，及時升級、維護，使得防火墻能夠全面發揮其效力。3.2.2加強身份驗證安全管理。在提高信息安全的工作中，通過加強身份驗證管理也是保障網絡安全的有效手段，通過與日常的工作流程進行結合，能夠有效地避免重要資料發生非法訪問。身份驗證可分為身份識別和身份認證兩個環節，其中身份識別指的是用戶向系統出示自己身份證明的過程，而身份認證指的是系統對用戶身份證明進行查核的過程，即對用戶是否具備有其所要求權限。想要在身份驗證方面加強安全管理，就必須在系統的安全登錄、身份驗證、訪問控制、訪問統計和審計等方面加以重視。3.2.3提高信息加密技術水平。在信息傳輸過程中，信息加密是保證信息安全的基本手段，如果信息不經加密就在網絡上傳播，則極其容易受到惡意的竊聽、破壞。所以想要提高信息安全管理水平，電力企業就必須重視信息加密工作，并且對加密機制進行不斷的升級完善。電力系統在不同的運行情況下，有著不同的加密算法。當前在電力自動化通信系統中最為常用的是數據加密標準算法（DES）和公開密匙算法（RSA），圖1為DES的算法過程：數據加密標準算法能夠為信息提供高質量的數據保護，避免其在未經授權的情況下發生泄露或修改，同時其具有復雜程度高、破譯難度大、經濟高效、便于理解等優點，所以是信息加密的首選算法。圖2為RSA算法的加密過程示意圖：公開密匙算法是由公共密匙和專用密匙共同組成的一套加密體系，其中公共密匙可以公開，而專用密匙必須妥善保管，兩者之間緊密聯系，公共密匙只承擔加密功能，不承擔解密功能，而用公共密匙、專用密匙加密的信息都只能由專用密匙解開。密鑰管理技術是數據加密技術中的重要組成部分，它處理的工作涵蓋了密鑰的整個生存周期，是整個加密系統中最薄弱的環節，一旦發生密鑰泄漏，將會造成信息的泄露，而其他的安全防范手段都將失去安全基礎。所以加強密匙管理、合理配置信息加密算法對于全面提高電力自動化信息安全有著積極的意義。

4結語

電力信息網絡安全對于整個電網的重要性勿庸置疑，且已經被各個電網相關單位廣泛關注。上文中通過對電力信息系統的基本概念及目前存在的信息安全問題進行了簡單的分析，同時針對性地提出了一些保障信息安全的有效措施。在制定了保障措施的前提下，想要更好地保障信息安全，還需要加強相關信息網絡運行維護人員的職業技能水平及安全責任意識，這樣才能全方位地保障信息安全，提高信息網絡防護能力。

參考文獻

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[3]羅慶麗．關于電力自動化通信技術中信息安全的分析[J]．經營管理者，2014，（11）．

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配網自動化；通信技術；電力用戶；配電網

隨著我國經濟的不斷發展和社會的不斷進步，我國的電力用戶對供電質量提出了更高的要求，電氣化和信息化的高速發展使我國的電力用戶對傳統的供電手段產生了質疑，供電的可靠性和高效性面臨著巨大的挑戰。因此，基于配網自動化通信技術的研究有鮮明的現實意義。

1配網自動化研究現狀

我國配網自動化的研究始于20世紀90年代，相比于西方發達國家，我們的研究滯后了20年。由于我國的電力電工行業一直保留著“重發電、輕供電、無視用電”的傳統思想，使我國的配電網網絡建設長期處于低端發展階段，且缺乏整體規劃。根據調查顯示，現階段國內外并沒有一種通信技術可以很好地滿足配網自動化的需要。我國的配網自動化系統中的通信系統構成是由多種通信技術冗雜而成的。在正常工作中，需要根據實際需求來選擇適應的通信技術。在日本的配網自動化通信系統中，并不會使用無線電技術，原因是無線電頻段大多都被電臺所占用剩余的頻段，并不能達到規定的供電效率。我國最為普遍的是光纖及通訊電纜等，而在歐美等國家，多應用無線通訊網絡與有線通信網絡相結合的形式。在我國的配網自動化通信系統中，主要傳輸方式是光纖傳輸方式，選用光纖環網和光纖以太網作為接入網。隨著通信技術的不斷發展，會有越來越多的新型通信技術被應用在配網自動化中，類似于調頻電臺、電話線這樣通信速率低下和可靠性不足的通信技術的應用會越來越少。

2配網自動化系統

我們通常將電力系統中的二次降壓階段和降壓之后向電力用戶供電之間的網絡框架稱作是配電網。它的主要組成部分為電纜配電線路、架空電纜線路、配電所、電力接入用戶等。對于配電網等級的劃分，通常情況下根據電壓的大小將配電網劃分為高壓配電網、中壓配電網、低壓配電網。從結構體系上看，將其劃分為樹狀網、環狀網、輻射網。配網自動化系統中存在一個有效的系統站，可與遠方終端、智能裝置之間進行數據傳遞、控制、篩選、整合。但對于配網自動化通信系統而言具，其有自己的信息處理特點，主要表現為通信節點數量相對較大、通信節點相對分散、通信節點距離短、可采用的通信方式較多等。通信技術配網是自動化體系中的主要組成部分，因此，我們對通信技術有著嚴格的要求，主要表現在通信要具有較高的可靠性、滿足數據的傳輸要求、具有實時性、通信不受停電和故障等外界因素的影響、使用和維護要簡單、具有較高的發展開放性。

3配網自動化通信技術

配網自動化通信技術按照通信介質可以分為有線方式和無線方式兩種。在無線方式傳輸中，最明顯的優點是結構簡單、造價低廉，且不受停電等外界因素的影響，持續工作能力強；有線通信就是現階段眾所周知的光纖通信技術和電力線載波通信技術。光纖通信技術具有效率高、抗干擾能力強等特點，但需要搭建專門的電網，投資較高。

3.1光纖通訊

光纖通訊的主要載體是光波。以光纖作為傳播媒介的通信技術在現階段配網自動化系統當中得到了廣泛應用，主要具有通信容量大、傳輸效率高、抗電磁干擾、組網方式靈活等特點。目前，我們國家光纖技術主要的接入技術為有源光網絡技術和無源光網絡技術兩大類。我們正在通過現有技術不斷地對光纖通信技術進行改造，以期通過相應的手段解決光纖通信成本昂貴的問題。

3.2電力線載波通信

隨著科學技術的不斷發展和用戶需求的不斷提高，促使我國的配網自動化系統向著更高的水平發展。近年來，基于光纖通信技術基礎之上的電力載波通信技術受到了廣泛關注，成為了通信技術研究的熱點。但電力載波通信技術自身具有的時變性、頻率傳輸固定性，導致其在具體的配網應用中存在很多未解決的問題。而所謂的電力載波通信技術是利用專業調制解調器對信號進行調制，然后將信號作用于電力線上進行傳輸的通信技術。20世紀20年代，電力載波通信技術已經被應用于10kV配電網絡線路的信息傳輸中，在中、高壓配電網中實現了語音傳輸和控制指令傳輸，并建立了相應的國際運營標準。對于低壓配電網而言。現階段的很多通信技術，比如數字信號處理、計算機控制等都極大地提高了低壓配電網電力載波通信技術的可靠性和實時性，促進了電力載波通信技術的進一步發展。

3.3配網自動化通信技術的選擇

通過以上介紹可以看出，配網自動化通信技術有很多種類，具有不同的特征和性能。其系統造價和功能存在很大的差異，因此，對不同配網自動化通信技術的選擇研究具有著鮮明的現實意義。其中，光纖通信方式應選擇以太網無源光網絡及工業以太網等網絡技術，點載波通信方式可以選擇中亞電纜屏蔽層等技術，具有遙控功能的配電自動化區域應優先采用專網通信。

4結束語

電力系統一直是我國經濟發展和社會建設的“原動力”，我們應對電力行業的發展予以重視。在電力發展中，電力電網作為電力傳輸的主要方式，其重要性不言而喻，針對不同配網自動化選擇不同的通信技術是現階段電力行業發展的主要方向之一。

參考文獻：

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1.2煤礦運輸系統的自動化

煤礦運輸系統的自動化是指在礦產資源運輸的過程中對有關運輸的機械設備進行自動化管控的過程。當前我國對于煤礦運輸系統已經開始逐漸引進國外先進的膠帶運輸方法，隨之而來的是膠帶大載荷長距離運輸對動力系統的高要求，對保護投入的嚴標準，目前利用計算機技術，將主電機和皮帶運行中的各種數據利用傳感器采集并匯集到PLC自動控制系統上，通過上位程序對膠帶運輸設備進行集中的控制和保護，對相關設備在運行過程中出現的故障能夠及時地作出預防和處理，保護礦產資源在運輸過程中的安全性，提高煤礦運輸的效率和質量。

1.3煤礦洗選系統自動化

煤礦洗選系統自動化是指針對提高煤質去除矸石的洗選設備進行集中控制，對設備運行中的各種參數進行在線監控，使各種保護能夠有效的聯鎖，確保洗選系統安全高效運行的控制系統。當前各洗煤廠使用的控制系統不盡相同，常見的系統有美國AB，德國西門子，相比使用人力去就地控制各種水泵、皮帶、破碎機、分級篩等設備，使用自動控制系統可以大量縮減人員的投入，減少因噪音、粉塵等對人體的傷害，同時各種保護的聯鎖投入也可以消除因個別設備的故障造成洗選系統的崩潰，避免機電生產事故的發生，對煤礦來說洗選自動控制系統的參與即減少了企業的運營成本，又大大提高了安全生產效率。

2煤礦通信技術

煤礦通信技術是指將現代通信技術應用在煤礦生產和管理的過程中而形成的煤礦系統特有的通信技術類型。煤礦通信技術根據煤礦生產任務以及應用環境的不同，具體可以總結為以下內容。

2.1全礦井生產調度通信技術

全礦井生產調度通信技術是指在煤礦井下的生產過程中對礦井的生產過程施行通信管理的一種技術，其通信設備一般包括調度主機、安全隔離器以及本安自動電話機等，煤礦管理人員可以通過對以上設備的利用來實現對煤礦井下生產和運輸過程的即時管理和控制，保證煤礦井下生產過程的安全和效率。全礦井生產調度通信技術也有不同的技術類型，例如煤礦井下建立專用的調度主機和行政交換機相互結合使用的通信技術方法，通過煤礦井下生產調度員的管理來對調度主機和行政交換機綜合使用，實現對煤礦井下生產過程的管理和控制，比較適用于大型煤礦企業。其他例如不建立專用的調度主機，只使用行政交換機的通信技術類型或者只建立專用的調度主機不使用行政交換機的通信技術類型則比較適用于較小的煤礦企業。

2.2井下光纖通信技術

井下光纖通信技術則是指將光纖通信技術應用在煤礦井下生產過程的管理和控制過程中，井下光纖通信技術相較于其他通信技術來說具有通信速度更快、通信質量更高、通信容量更大等一系列的優點，具有優秀的防爆阻燃性能和通信抗干擾的能力。目前井下工業環網的普及應用，為煤礦信息化建設搭建了基礎接入平臺，使通信系統、人員定位系統、綜采設備運行監控、電力系統監控、視頻監控等多種系統進行融合成為了可能，成為煤礦數字化建設的重要推動力。

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【文獻標識碼】A

【文章編號】1672—5158（2012）10-0254-02

前言

隨著信息技術的普及，電力行業的發展，自動化通信技術迅速成為了我國電力行業中的新寵兒，促進了我國電網的建設以及改造，實現了自動化的發展水平，從一定程度上帶動了我國社會經濟的發展，具有積極的推動作用。

一、變電站自動通信技術概述

（一）涵義

當今社會，計算機技術應用于各行各業，變電站自動通信技術的基礎則是計算機應用技術。對變電站的二次設備進行改裝與重組，使其與計算機系統相連接，達到對電力部門的自動監管與控制，實現自動化通信的功能即為變電站自動化通信技術。

變電站通信技術可以通過監控室對電力部門運行的設備以及電網等各方面進行監控，通過計算機的運算與邏輯判斷能力采集相關的數據，及時發現電力設備運行過程中的問題并且采取緊急措施，預防了一系列的不安全因素的發生。

（二）發展現狀

自動化通信技術隨著我國信息技術的發展以及電力的應用而不斷升級，同時對變電站的改造也不斷加快，實現了一體化、系統化的特點。

變電站自動化通信系統的實現是從90年代開始的，從簡單的串聯通信，即將設備用RS485總線串聯在一起的方式到先進的網絡通信方式，雖然經過20多年的發展歷程，變電站也經歷了很多次的更新換代，然而其并沒有完全實現標準化，因此，我國根據變電站自動通信的現狀，制定了一系列的通信協議標準。

二、變電站自動通信技術的標準

標準化通信解決方案是變電站自動化系統不同廠家的設備實現互操作性、達到信息共享的重要保證。

對要求低成本的應用和設備更新，IECTC57工作組推薦采用點對點通信連接標準以太網，以便在電子傳感器和保護控制設備之間傳送采樣值，并實現保護和電子傳感器間即連即用。IECTC38WG27也規定了類似的標準IEC60044-8。與IECTC57不同，IEC60044-8采用了IEC60870的鏈路層。經IECTC57和IECTC38兩個技術委員會的協調和努力，這兩個標準的應用層將完全一樣，不影響傳輸介質的更換，裝置的功能也不受影響。

隨著變電站自動通信技術的發展，應該按照未來IEC61850的標準努力，其標準目標為：設計一個變電站自動化的通信系統。該系統在變電站自動化功能之間提供互操作性，并常駐在制造商提供的設備中，滿足相同的功能，具有相同的運行要求，且功能要求與變電站規模和運行條件無關。

只有制定了變電站自動化通信技術的應用標準，才能夠保證其在應用過程中及時解決問題，靈活應對。

三、變電站自動化通信技術的應用

（一）特點

變電站網絡自動化通信技術具有自動聯網的功能，因此其數據網絡具有以下特點：

1　能夠及時快速的響應

由于變電站自動化通信技術實現了一體化的功能，因此能夠通過監測設備對現場的實時情況進行及時反饋，保證了通信數據的實時性以及準確性，加快了變電站解決問題的速度與能力。

2　具有可靠性能以及抗干擾性能

變電站自動通信技術可以在十分惡劣的環境下運行，由于我國地大物博，不同地區擁有不同的地勢環境，遭遇到惡劣天氣時，對電力信號影響十分大，而變電站自動通信技術改變了原有電力系統的不足，采用了相應的防護措施，避免了通信系統故障導致的變電站運行不正常，具有安全保證以及可靠性能。

3　分層式結構

分層式結構有利于變電站自動化通信系統的調節與管理，能夠通過不同結構層的要求對系統進行維護，而且不同的層通過系統連接能夠有效結合在一起，既保證了其統一性又保證了其分離性，有利于通信便利。

（二）新技術的應用

自90年代以來，變電站自動化通信技術得到了迅速的發展與進步，以下是應用于變電站的自動化通信技術。

1　局域網通訊技術

主從網與對等網時局域網通信技術的主體結構。通過局域網的網狀管理，可以很好地進行車間環境、設備監控、數據以及圖像采集，在很大程度上實現了變電站網絡一體化，系統一體化的目標。

到目前為止，變電站局域網已經通過開放式的TCP／IP協議實現了與廣域網的連接。

2　以太網通信技術

虛擬局域網以及全雙工交換式以太網是以太網通信技術的兩種模式，前一種是通過整體網絡分割的微網段實現每個節點的數據傳輸，并且通過每個節點之間接收到的不同信息進行數據問的轉換、發送與傳遞，在一定程度上降低了緩沖沖突，有利于變電站的有效監測以及發電送電的數據采集。

后一種方法通過靈活、方便的網絡結構對原有網絡進行了改造，其通過各部門的不同職能進行網段的分配，從而實現了變電站自動化的部門監管。

3　嵌入式網絡單片機技術

嵌入式網絡單片機技術應用于變電站自動化系統中主要存在著兩種模式：一種是單獨配備模式，另一種是通過RS485總線進行連接的模式。

單獨配備模式需要在每個電子智能裝置上都有一個嵌入式以太網接口，這樣就能夠保證數據通過單個以太網點連接到總網絡上。

通過RS485總線連接是對傳統通信方式的改造，通過RS485總線的連接使其與嵌入式以太網點相關聯，從而進行網絡數據的傳送。

在我國的自動化通信技術中，第二種方法的應用比較普及，有利于對間隔層單元的測量與控制。

4　無線自組網技術

無線網絡在當今社會的應用十分普及，由于其既可以獨立運行又可以通過網關運行，因此很快被運用于變電站通信系統中。

無線自組網的原理十分簡單，其是由地位相等的節點以分布式運行形式進行組裝的網絡形式，不同的節點之間可以進行自主轉發，而變電站自動化通信系統則通過問隔層、變電站層以及過程層運行。

一般情況下，通信技術是在變電站層與間隔層之間進行的，雖然其之間傳輸的數據量不是很大，但是具有較高的安全性能。

（三）展望

隨著變電站自動化通信技術的應用，變電站內報警設施、自動調節設施、開關實時狀態監測發揮了巨大的作用，由于其具有較好的安全性能以及穩定性，因此具有良好的發展前景，有利于帶動我國的經濟與社會發展，保證我國電力事業的穩定。

四、結語

自動化通信技術大大提高了變電站的發電、送電的質量，起到了對各個部門的監管作用，具有安全可靠性能。通過變電站自動化通信技術的應用，有效地抵御了惡劣環境的影響，滿足了自動化系統的要求，提高了變電站通信化的發展水平，有效促進了我國經濟與社會的發展。

參考文獻

[1]龔風云.變電站自動化通信技術研究[J].科學與財富，2011，（8）：20-21

[2]徐百釧.淺談變電站自動化綜合通信技術[J].科技資訊，2010，（3　3）：119-120

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一、配網自動化業務需求分析

配網自動化業務主要包括配電自動化和計量自動化業務，覆蓋開關站、環網柜、柱上開關、公用/專用配網變壓器、配電線路、220/380kV低壓抄表集中器等，主要業務特性及通信需求如下：

1.1配電自動化業務

業務點范圍：所有配網節點（開關站、環網柜、柱上開關、公用/專用配網變壓器、配電線路等）設備遙信信息的采集；部分配網節點（如重要開關）設備的遙測、遙控采集和控制。

業務采集范圍：按照對配電自動化系統功能影響的重要程度，遙信、遙測和遙控要采集的信息分重要信息量和次要信息，裝置流量約1K。

業務特性及通信需求：遙信、遙測業務通信時延

1.2計量自動化業務

計量自動化業務以實現變電站、電廠、專變大客戶、配變、低壓客戶供用電數據采集與管理的一體化應用為目標，在功能上實現負荷管理與負荷控制、廠站電能量數據自動采集、配變監測、低壓抄表等業務管理。

負荷管理：業務裝置覆蓋范圍為10kV專用變壓器供電大用戶；主站系統按一定的時間間隔（15分鐘）周期性地和遠方用戶終端通信，裝置流量約1K-5K。

配變監測：業務裝置覆蓋范圍為10kV公共配電變壓器，主站系統按一定的時間間隔（15分鐘）周期性地和遠方用戶終端通信，裝置流量約1K-5K。

低壓集抄：業務裝置覆蓋范圍為380/220V低壓用戶（公變臺區）集中器，主站系統按一定的時間間隔（1小時至1天）周期性地和遠方用戶集中器通信，裝置流量約1K-5K。

1.3配網自動化業務通信需求小結

安全性要求高：業務必須滿足《電力二次系統安全防護規定》及《電力二次系統安全防護總體方案》的要求，電力二次系統安全防護工作應堅持安全分區、網絡專用、橫向隔離、縱向認證的原則。

可靠性要求高：通信設備應具備工業級可靠性，配網自動化的通信系統是在戶外運行的，容易導致材料老化，故要求能經受起惡劣氣候的考驗，同時能經受噪音、電磁、雷電等的干擾，保持穩定運行。

配網自動化節點數量十分龐大，信息點非常多且分散，覆蓋范圍很廣。

現階段配網自動化業務通信需求緊迫，在滿足業務高可靠性、安全性要求的同時，迅速實現配網自動化節點的廣泛覆蓋是配網通信最迫切需要解決的問題。

二、配網通信技術分析

目前南方電網電力通信網絡以光通信為主，主要覆蓋辦公場所、營業所和110kV及以上等級的廠站、線路，而在以10kV及以下的配網通信幾乎是空白，主要采用租用公網的GPRS/CDMA承載配網自動化業務，并在少量試點建設了中壓電力載波、光纖通信（包括光MODEOM、工業以太網、無源光網絡等技術）。

現有配網通信的覆蓋規模、技術管理模式均不能滿足“十二五”智能電網配網自動化業務的通信需求，如何選擇合適的通信技術建設通信網絡是配網通信目前的重點任務，以下從配網通信的網絡架構、技術體制、投資等方面分析無線寬帶專網在配網通信中應用的必要性和優勢。

2.1配網通信技術分析

常用的配網通信技術包括光纖通信、中壓電力線載波、無線公網、無線寬帶專網等，以下分析這些通信技術應用于配網通信建設的優缺點：

（1）光纖通信技術

光纖通信是電力通信網的主流技術，具有安全性、可靠性高、傳輸容量大、帶寬高、傳輸距離長、抗電磁干擾性強、絕緣性能好等優勢。然而由于受到配電網網架分布廣散雜多特征的影響，光纖配網的大規模應用還面臨著以下困難：①老城區施工困難：大城市老城區、密集市區是供電重點保障區域，這些區域的道路開挖難以獲批，嚴重影響工期。②投資高：城區光纜建設成本過高，是常見通信技術中平均投資費用最高的。

（2）中壓電力載波通信

中壓電力線載波通信是將信號按一定方式調制后，利用相應的耦合設備注入中壓配電線傳輸，是電力系統特有的通信方式，其優點是可以利用現有的配電線路傳輸到電網關心的任何測控點，不需另鋪專用通信線路，具有投資較低、安全性高等優勢。但受限于其技術體制的影響，多年來載波技術并沒在在配網通信中大規模的應用，主要的難點問題是：①10 kV配電載波通道的傳輸特性較惡劣，速率低，可靠性不高：由于配電網在變電站側未裝設阻波器，變電站的各條出線的衰耗很大；對于架空線、地埋電纜混合敷設的線路，架空線、地埋電纜特性阻抗相差很大，衰耗情況更嚴重。②網絡可擴展性差：線路拓撲結構的變化，載波機不能適應，從而帶來運行維護上很多麻煩。③施工涉及停電。中壓載波設備主要有注入式和卡接式兩種安裝方式，前者需要停電、受干擾小、信號好；后者不需要停電，但受干擾大、信號差。為保證通信質量，實際多采用注入式安裝，因此施工多要涉及停電，比較麻煩。

（3）基于無線公網的GPRS/CDMA

無線公網對用戶的數量沒有限制，用戶無需建網和維護，具有建設周期短、業務開展快、初期網絡成本低等特點。但是電力系統業務并非公網運營商的核心業務和重點保障對象，無論從寬帶、QoS、安全性還是網絡覆蓋角度考慮，都不會為電力行業進行特殊的針對性保障，無線公網絡適用于間斷的、突發性的或頻繁的、少量的數據傳輸，及對通信速率、時延、中斷率、安全性等要求不嚴格的場景，無法滿足智能配網自動化高安全、高可靠的需求。其局限性主要體現在：①安全保障體制不完善。公網數據傳輸加密技術面向所有業務，其寬松的驗證規則將允許攻擊者設立一個假的蜂窩基站，并監聽過往用戶的信息傳送；同時無線公網的基站建設在民用建筑上，傳輸、供電、防盜、防雷等抗毀性措施相對較差，導致設備故障率高，影響業務通信。②網絡通道不可控。由于無線公網服務于民眾，網絡通道受政府機構、軍隊等單位臨時規定的影響較大，區域GPRS網絡臨時被關閉時有發生，導致片區低壓集抄業務全部中斷。③終端在線率及通信成功率低。由于公網的話音和數據都使用相同的網絡資源，并且是一個語音優先的系統，所以如果小區負載很高，GPRS數據用戶得到的空中資源就越少；而且在GPRS業務傳輸過程中，如臨時業務時隙被語音用戶搶占，業務將即時中斷。

（4）基于無線寬帶技術的無線專網

基于無線寬帶技術的無線專網具備覆蓋面廣、施工難度低、實施周期短、組網靈活等特點，同時由于專網專用，其業務質量、寬帶保證、安全隔離和覆蓋范圍都能很好地滿足配網自動化業務需求，其主要的優勢有：①帶寬容量大，能滿足配網自動化業務寬帶化發展需求。單基站吞吐量可達15M，終端的速率可達2M。在使用5M信道帶寬情況下，可支持15Mbps的數據傳輸速率，可以滿足各種業務需求。②安全性高。無線寬帶技術在解決通信系統面臨的中斷、篡改、竊聽、偽造和抵賴等5類安全威脅的問題上，已在通信系統的認證性、機密性、完整性、可用性和不可否認性幾個方面具備很成熟的標準、技術和加密算法。無線專網設備可安放在配電所/房，對于網絡設備安全性保障明顯優于公網設備，可以有效防范欺騙、竊聽、拒絕等網絡攻擊。③施工容易。不涉及對線路的停電、改造，施工周期短，可迅速實現大范圍節點覆蓋。

2.2配網通信建設成本分析

（1）光纖通信

光纖通信建設成本主要由光纜采購、光纜施工和光設備采購成本構成。設備成本：0.8萬元/點；光纜成本：24芯光纜1.5萬元/公里；施工成本：已有預留管溝的施工費用5萬元/公里；未預留管溝需要開挖的施工費用13萬元/公里。

以兩個配網站點間的平均距離為0.3km進行成本估算：

已預留管溝的費用為2.75萬元/點；未預留管溝的費用為5.15萬元/點。

（2）中壓載波通信

以1條線路4個配網節點估算，需配置一臺主載波、四個從載波；主載波設備，6萬元/臺，從載波設備，1.5萬元/臺；則估算成本為2.7萬元/點。

（3）公網無線通信

每月12元包月，10M帶寬，終端設備費0.15萬元/點，以5年租期計算，則估算成本為0.22萬元/點。

（4）無線專網通信

成本主要由基站建設成本和無線終端采購成本構成，基站設備：40萬元/臺；無線寬帶終端：0.15萬元/臺。以配網自動化、計量自動化業務共10萬個點估算，在110kV及以上變電站和自有物業位置加裝基站，完成全部覆蓋，共需300個基站，自建無線專網費用為0.27萬元/點。

小結：采用不同技術滿足配網業務接入點的通信覆蓋，無線專網的投資估算成本很低，具有良好的性價比優勢。

三、配網通信技術規劃建議

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（2）多廠商設備標準化程度低，7國8制，同時也帶來效率底下；設備復雜，據統計有些設備命令行多達6000條以上，而圖形化界面僅能操作設備的部分功能，學習和維護門檻過高。

（3）運營支撐系統與網絡管理系統與網關于網絡運營引入自動化技術技術的探討文/郝軍榮當今世界，網絡就像水和電一樣，給人提供信息服務，無時不在，無處不在。而對龐大的基礎網絡設施的，它的工業化程度還不及給排水行業和供電行業一樣成熟。但是其發展勢頭，技術更新的速度卻遠超之前任何行業，信息社會的革新速度比農業社會、工業社會的革新速度快的多。通信網絡作為基礎設施，它的部署和運維，必然向自動化技術趨勢邁進。自動化技術是降低成本、減少故障的必然要求。當網絡通信遇到自動化技術，帶給我們怎樣的挑戰和機遇呢？摘要絡設備，無法實時對接，開通業務需人工在系統間協調。

（4）網絡故障無法自動定位自動恢復，更多需要人工干預才能解決問題。

（5）網絡監控效果差，對網絡流量的細節無法自動識別，比如哪些流量是大象流（優先級低但卻流量龐大）就很難用當前的傳統方法識別出來，無法設別也就無法自動處理。

（6）網絡流量模型無法自動調優，往往部分網絡擁塞，部分網絡輕載，卻無自動化技術的方法平衡和優化網絡流量模型；自動化技術的網絡應該可以解決上述問題，帶來效率上的提升，運營成本的降低。讓我們看看如何進入“自動化技術時代的網絡運營”。

2自動化技術時代的網絡運營

首先讓我們認識或者說設想一下自動化技術時代網絡運營的特征：

2.1高自動化技術的網絡規劃

網絡規劃應該以模擬環境為主，那么就需要一個網絡環境的全真模擬平臺，模擬平臺提供網絡拓撲、網絡路徑計算算法，網絡流量模型模擬工具等重要設施的建設。

2.2高自動化技術的網絡資源部署

網絡資源部署主要以“即插即用”，人工一次進站，免軟調為特征。比如：可給給網絡設備安裝人員配置一個PAD，支持一個自動化技術設備安裝軟件，具有如下向導功能：

（1）用相機給設備拍照。

（2）掃描設備二維碼。

（3）用GPS功能定位設備所在位置。

（4）自動化技術把上述信息打包發送到運營中心。完成以上4步工作，遠程軟件運營系統，就可以按照設備位置、設備型號、設備插線情況給設備下發正確的進行遠程部署信息。簡單的軟件就可以大大的提高網絡部署的效率。提高網絡資源部署的自動化技術程度。

2.3高自動化技術的網絡業務開通

自動化技術的網絡業務開通，把BOSS（業務支撐系統）和NMS（網絡管理系統）對接是關鍵，業務訂單進入BOSS系統后，經過計費、認證、批準等流程后，應該自動把業務信息、客戶信息傳遞到網絡管理系統，通過網絡管理系統把業務信息翻譯為網絡資源的部署信息，如客戶接入VLAN號、業務承載的電路開通等信息。這樣才能自動化技術開通網絡業務，提高業務開通效率。只有經過以上幾步的自動化技術網絡改造的運營商網絡，才能逐步進入網絡運營的成熟期。

3以人為中心的自動化技術網絡

自動化技術的網絡，需要執行運營管理者的指揮，就像自動化技術的飛機飛行，也必須有駕駛員的操控。一切自動化技術運營，都應以“人”為中心。如果人工無法干預，自動化技術的效果就會走向反面。例如：設備物理性損壞需人工干預恢復，則故障信息必須通知到人；網絡施工前，按照人的意圖，把中斷網絡上承載的流量調整到其他網絡上等等；網絡流量趨勢要形象的報給決策者，以便進行擴容決策。以人為中心的自動化技術體現為：

（1）自動化技術的流量調度，但人工可干預。

（2）人工可干預的網絡故障恢復。

（3）網絡性能指標趨勢人工可感知。

（4）網絡按照人工規劃的模型運行。

（5）網絡流量優先級，需按照人的部署調整后精確執行。如果網絡自動化技術不體現管理者的意志，那么自動化技術成為負擔。據了解，飛機在平穩運行期間，一般飛行員都開啟自動航行，但是飛機起飛和降落的階段，飛行員會接管飛機。網絡亦然，人與自動化技術輔助的完美結合，才能達到網絡運營的高效率。相反，當人出現錯誤，自動化技術是否可以識別、提醒、防呆就給自動化技術提出了更高的要求。舉一個例子，在管理系統中，往往給一個設備配置兩條或者多條通信通道，以便做故障保護，但是如果多條通信通道，由于人的錯誤，配置到了不同的設備上，而系統誤以為是同一臺設備，那么人就犯下了錯誤，這種錯誤，完全可以通過設備唯一性識別等自動化技術手段防止的。綜上可見，自動化技術是網絡運營的必然趨勢，走向網絡運營自動化技術的路還比較漫長，人與網絡自動化技術的互動互助是此趨勢中的必然過程。

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一、配網自動化系統

目前我國配網自動化技術發展迅速，其融合了通信、控制等技術，在改進供電的前提下降低成本，同時通信及控制技術的融入也讓其安全可靠性得到提高。配網自動化系統結構圖如圖1所示。

配網自動化系統是由配電主站、現場監控、通信網絡和配電子站組成，通信網絡是配電主站與終端設備之間實現數據監控和交流的功能。配網自動化系統數據根據流向不同而分下行及上行，下行數據是主站向終端設備發送控制數據，實現控制功能，上行數據是終端設備采集的數據向主站發送。

二、配網通信技術類別

電力系統配網自動化系統需要在主站和終端設備之間進行數據傳遞、控制和調節，而配電網絡結構復雜，造成了通信節點多、節點相對分散、節點之間距離短的特點。無線通信技術應運而生。通常情況下，配網通信中無線通信技術可以分為：無線公網通信和無線專網通信。具體情況如表1所示。

無線公網通信技術和無線專網通信技術各有優缺點，但是從當前的發展模式來看，無線公網通信技術具有更為廣闊的發展前景和發展市場，特別是在LTE無線通信技術問世之后，極大的推動了配網通信的安全性和可靠性，將電網推向信息化、自動化、互動化”的智能電網方向

三、LTE無線通信技術

LTE無線通信技術作為公網通信技術3G的一個延伸，改進增強了3G空中接入技術，采用OFDM和MIMO標準，大大改善了小區邊緣用戶的性能，提高了小區容量，并且降低了系統延遲時間。LTE無線通信技術定位于2G，3G，LTE移動業務的綜合承載，以網絡可靠性和安全性為出發點，致力于建立高速率、高可靠的通信網絡。

TD-LTE核心網的關鍵技術主要包括標識管理、節點選擇、移動性管理、切換管理、IP地址分配和PDN連接服務和會話管理等，此外，為了提高通信的安全性和可靠性，系統還采用了NAS信令和RRC信令進行加密，進一步提高了可靠性。

LTE無線通信技術和其他無線通信技術相比較具有多方面的優點：①靈活性高，支持“配對”和“非配對”頻譜分配，網絡時延較低，用戶面時延不大于5ms，信令面時延小于100ms。②優化了空中接口技術，強化了數據傳送速率；③采用頻分多址技術和多輸入輸出功能，作為無線網進化的準則；④大大提高了上行速率和下行速率，能夠分別達到50Mbps和100Mbps；⑤優化了小區容量，小區之間切換性能大幅度提高；⑥整體構架是在數據分組交換的基拙進行的，能夠最大限度提高數據傳送效率。

四、加強LTE無線通信技術可靠性的措施

LTE無線通信技術可靠性并不是傳統意義上面的通信可靠性，指的是設備可靠性、網絡可靠性和業務可靠性。TCP連接吞吐量和端時延成反比，當傳輸路徑發生故障的時候，系統有兩種反應機制：啟用重傳機制或者倒轉路徑，無論哪種機制，對于信息傳遞而言都會大大降低其可靠性和安全性，所以可靠性技術勢在必行。通常情況下，提高LTE無線通信技術可靠性的方法有兩種：快速檢測和保護倒換技術，兩者相互結合，互相補充，全面提高配電網絡通信的可靠性。

（一）快速檢測技術

LTE無線通信利用相鄰系統之間的通信故障進行快速檢測，進而快速建立起替代通道或者倒轉到其他鏈路。當前，某些硬件設備（如SDH）提供了網絡故障檢測功能。典型的快速檢測技術包括BFD，Eth OAM，MPLSOAM，這些典型的快速檢測技術能夠檢測相鄰設備之間的報文發送和接收速率，如果在規定的時間間隔內收不到相應的報文，則進行相應的協議倒換。以BFD快速檢測技術為例，BFD快速檢測技術不僅能夠快速檢測通信故障，而且可以快速將故障通知應用層。BFD快速檢測技術又可以分為BFD for PW機制和BFD for TE機制，前者主要是利用BFD完成隧道引導承載業務快速切換，達到業務保護的目的；后者是一種端到端的快速檢測機制，能夠檢測通信隧道的鏈路和節點，提高通信可靠性。此外，在通信隧道LSP上面建立起日FD會話，能夠利用快速檢測技術檢測出隧道故障，比如轉發路徑上的數據平面故障等等，為數據通信提供端到端的保護。

（二）保護倒換技術

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1.2自然威脅

這類隱患性問題多以電力通信網絡安全下的不可抗力事件發生為主，比如網絡信息系統如果遭受自然雷擊，或者是工作站突發性發生火災，抑或通信系統遭受自然外力破壞，如地震、覆冰、風偏等。此外，這些自然不可抗事件發生一般不以人為意志為轉移，會使得國家電網造成不可避免的經濟資產損失。

1.3人為意外因素

通常指人為因素下的設計失誤、技術系統操作異常、不規范使用信息系統等造成的安全隱患問題。此外，這類隱患問題出現一般并非人為主觀意識上故意造成安全問題，而屬于人為以外因素所致的安全隱患問題。

1.4人為惡意因素

同樣，人為因素也包含惡意、蓄意、故意行為造就的網絡信息安全事故問題。伴隨這種惡意行為發生，可能會存在蓄意篡改重要數據，或者偷盜重要信息資源，或者更改代碼種植木馬信息等，以通過惡劣、低俗的網絡黑客行為謀取私利。

2電力自動化通信技術下的網絡結構分析

國家電網系統下信息網絡結構一般由核心局域網，地方部門的局域網，以及區域通信渠道網絡互聯所組成；從應用功能角度又可劃分為供生產、制造所用的SCADA/EMS系統，以及供電經營相關的MIS系統。

2.1SCADA/EMS系統

主要適用于變電網工作站、發電廠等電力供給、送電單位生產所用。并且該系統作用主要是進行監控、處理、評估及分析等；同時，其基本功能板塊劃分為數據采集、能源分析、信息存儲、實時監控等。

2.2MIS系統（信息業務網）

該系統平臺主要對網絡信息化相關商務活動進行服務，同時其系統平臺主要包括辦公自動化、用戶供電信息查詢、信息統計管控、人資建設、以及安全生產等子系統板塊。此外，MIS系統可對電力企業的直屬上下級單位予以聯網交互，包括地區間供電企業售電業務下的重要客戶數據交互等。與之同時，MIS系統平臺下已經由過去單一的EMS模式逐步轉化為了當前的自動化DMS、TMR、調度管理、及雷電監測等多種方式應用拓展，可以會說在信息資源優化及調整上更為專業。而MIS系統主要應用于電力產業經營業務相關的組織活動方面，比如財務管理、物資置辦、用電檢查、安全監控、信息查詢等多個方面。包括在MIS平臺使用時也能夠配套www、mail等板塊予以實踐應用，并且其屬于IP網絡傳輸，組網方式現如今也能夠實現千兆以太網，同時網絡結構取用于同級網絡分層，每層又分為子網與鏈路層予以連接。

3電力自動化通信技術中的信息安全構建思路

3.1健全安全防范機制

國家電網下電力企業通信技術平臺下的各個管理單元眾多，在網絡信息安全中制定必要的安全防范機制非常重要。因此，在安全機制構建過程中，需要保障安全機制具有嚴謹的邏輯性，要能結合電力企業自身需求情況，確認出重點網絡防范區域與劃分出普通網絡訪問區域。比如，對于一般性網絡訪問區域，需要設置具備一定開放性的訪問權限；而重點網絡防范區則需要嚴格限制普通權限客戶登錄，設立較高安全級別權限，以此才能對安全數據、資源信息、QA系統運營進行重點安全監督。

3.2完善信息網絡設備管理機制

信息設備管理主要以電網系統下信息安全設備管理作為研究載體，強調設備管理綜合效率最大化提升。基于此，設備管理機制中要配套使用促進人員職能發揮的激烈獎懲機制，以此來提升其責任意識和凝聚歸屬感，激發人員信息安全運維作業的人員主觀能動性。此外，設備管理工作開展從基本規劃、設計研發、平臺選型、配件采購、安裝組建、故障維修、定期養護、技術更新、設施技改等方面進行組織管理，以此才能確保信息網絡設備及使用軟件平臺的可靠性與實用性。

3.3強化電力系統信息安全技術

為了充分保障信息網絡安全，對于信息網絡的安全技術研究而言則非常重要。一般當前通信網絡安全技術主要有：防火墻、身份鑒別與驗證、信息資源加密手段應用等。因此，第一，強化防火墻網絡管理是必然的安全防控手段，特別是防火墻這種具備保護屏障作用的內、外網安全服務通道。所以，防火墻優化設計時要重點考慮其接口連接問題的同時，配套做好網絡漏洞修復。第二，身份鑒別與驗證，則要重點控公司內、外網的數據監控，人員操作日志，控制權限訪問等，以便于公司內部網絡安全軟件開發時可提供必要信息資源依據。第三，對于信息加密手段應用，則要重點考慮口令卡、智能卡、以及密鑰安全形手段的配套使用。同時，信息加密還可以結合企業自身條件，配套使用DES/RAS等密碼技術應用，以避免未經授權時可有效控制非訪訪問獲得數據等，防范重要數據泄漏。

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基于配網自動化的通信系統同也就是指配電網絡中各主站之間、主站與配電終端（FTU、DTU、TTU）之間及各終端設備間的通信。目前，我國的配電網絡中使用了很多不同類型的電氣設備，如果在實際的工作過程中需要對這些設備進行監控，那么就需要建設一個較為完善以及有效的通信網絡。為了保證這一通信網絡在實際的使用過程中能夠正常的使用，基于配網自動化的通信系統需要滿足如下幾點要求：

1.1可擴充性以及雙向通信功能。在進行基于配網自動化的通信系統建設過程中，需要充分的考慮到電網在不斷發展壯大的過程中，數據量也在激增，在進行傳輸的過程中可能會出現擁堵現象，而且也需要顧及到后續系統升級的問題。同時也需要通信系統擁有雙向通信的功能。

1.2通信系統建設的經濟性以及運行的可靠性。配網自動化通信系統中的大部分設備，一般都是在室外建設及使用的。因為大多數地區可能有暴雨、雷電及間隔放電等情況發生，因此就必須保證通信系統在這樣險惡的環境中也能夠正常的工作，同時也需要注意通信系統在工作的過程中需要進行電磁干擾的規避，為能夠長期可靠的工作提供根本保證。不僅是需要具備可靠性，配網自動化通信系統的建設也需要具備一定的經濟性。經濟型主要是考慮配網自動化通信系統建設的成本，盡量在進行通信系統的建設過程中，根據實際情況，應用經濟性好且較為先進的技術進行通信系統的建設，并且也需要注意規避投資的重復性。

1.3通信系統維護成本的要求。目前我國的配網自動化通信系統中往往是采用光纖通信，無線通信，電力線載波通信以及雙絞線等數據傳輸方式來實現的。這些傳輸方式中的電力線載波通信以及無線通信和雙絞線通信方式較為容易受到一些技術因素的干擾，例如配電網分支、“T”型結構過多，信號在線路上會嚴重衰減，以及其他自然因素，如地形、天氣等。正是由于這些影響，讓類似的通信技術維護成本增加，且難以得到全面的推廣，目前很多用戶也淘汰了這些傳輸方式。在使用光纖通信的過程中，人們發現光纜價格正在逐漸下滑，因此在進行通信系統建設的過程中可以使用光纖通信來作為數據傳輸方式，這種傳輸方式不僅維護成本較低，并且使用過程中的可靠性也很高，值得在通信系統建設的過程中進行廣泛應用。

2、配網自動化通信系統建設的原則

配網自動化通信系統在實際建設的過程中，應注意通信系統的可行性、拓展性以及先進性，同時也需要結合實際情況，采取一些較為靈活的手段來進行建設，保證它的功效性。具體可有如下幾點：

2.1整體規劃、循序漸進。對整個配電網自動化通信系統做出整體規劃，按照地區、電壓等級等逐步推進，最終實現全面覆蓋，實施過程中注意與遠期工程的銜接、及采購設備時做到不同廠家間設備的兼容性。

2.2重點突出、經濟建設。根據實際情況及重要程度，選取已有設備條件及通信網絡現狀比較好區域，按照“遙信、遙測、遙控”三遙功能建設。依此類推，把整個配電網自動化系統建設成為一個真正實用，避免重復建設的功能性系統。

2.3因地制宜、靈活選擇各種通信手段。下面介紹幾種通信方式。2.3.1無線通信，需要租用網絡運營商的無線網絡，將站端采集到的數據傳至網絡運營商的后臺系統，再通過專線和配網自動化系統進行互聯，實現業務接入。這種通信方式具有投資少、見效快等優點，但是無線通信往往受天氣、地形等的影響，信號不穩定、安全性差，所以適用于“遙信、遙測”功能的使用。2.3.2電力線載波通信是在站端將原始信息調制為高頻信號，并通過耦合器耦合至輸電線路，利用輸電線路作為傳輸媒介傳送到接收端，接收端通過耦合器將載波從強電電流中分離出來，然后解調出原始信息并傳送到接收端。該通信方式帶寬有限，基本上可以滿足“遙信、遙測”、或者僅是“遙信”功能的使用。2.3.3光纖通信是以光波作為信息載體，以光導纖維作為傳輸介質的通信方式。它具有傳輸速度快、可靠性高、組網方式靈活等優點，但是成本較高。該通信方式可以滿足“遙信、遙測、遙控”功能。在通信系統的建設過程中，應當根據當地的具體環境選擇不同的通信方式相結合的手段。應首選光纖通信，如在主干通道、主站間、主站與配電終端間，無法鋪設光纖的地方及配電終端之間可以靈活選擇電力線載波和無線通信方式。

3、配網自動化通信系統的規劃

通信系統在整個電力系統的運行過程中占據著極其重要的地位，它是主站系統與配網終端設備聯接的紐帶，主站與終端設備間的信息交互都是通過通信系統完成，因此必須有穩定可靠的通信系統，才能實現配網自動化的功能。由于整個電網的一次設備多數已經建成，因此在通信系統規劃過程中，應該通過重點建設配網終端設備的通信功能。配網終端設備主要功能有以下幾點：①配網饋線運行狀態監測；②饋線開關遠方控制操作；③饋線過負荷時系統切換并重新優化配置（網絡重構）；④監測并進行故障識別、隔離、恢復供電。為實現配網終端設備的功能，它們與主站及彼此之間的通信必不可少。最終它們需要將采集到的各種信息，通過通信網絡實時傳至主站端，為調度運行工作人員正確做出各項指令提供可靠依據。由此可見，配網終端設備的通信功能是實現配網自動化的基礎，在實際的工作過程中發揮著舉足輕重的作用，重點建設終端設備的通信功能是明智的。

4、結語

電力系統工作的過程中，需要可靠的通信系統為電力系統的安全運行提供有力的保障。在配網自動化通信系統的建設過程中，需要注意根據實際情況選擇合適的通信方式及高可靠配網終端設備，為配網自動化業務提供可靠、高效的通信網絡，以實現電網安全、高效、優質、經濟運行，為我國的電力事業發展做出貢獻。

參考文獻

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1.2以太網構建的變電站綜合自動化系統的網絡拓撲

用以太網組網構建的變電站綜合自動化系統，由于將全站一次設備保測裝置的信號均接在了交換機上，當地監控后臺、遠動機、工作站如需知道某一斷路器、刀閘、變壓器的遙信或者遙測信息，直接訪問交換機即可，這樣，數據的共享性顯然優于現場總線。

1.3變電站綜合自動化系統采用以太網組網的系統原理

區別于現場總線，在采用以太網組網的綜合自動化系統中，介質采用的是網線而非485線。在圖二中，保測裝置1～n負責采集變電站一次設備的遙信、遙測信息，然后通過網線接至交換機。變電站主控室的當地監控后臺通過交換機了解全站設備運行情況，并根據需要在監控機上，或者在現場對一次設備進行操作。另外，交換機采集到的信息通過遠動機上送給調度中心，調度中心根據全網的負荷情況，如果有需要將對這個站實現負荷切換的話，將會發送命令給遠動機，遠動機再經由交換機發送至保測裝置，這叫“遙控選擇”；保測裝置接收到遙控命令后，會回復調度中心一個報文，這就是“遙控返校”；當調度中心接收到保測裝置返回的信息后，再對該變電站的一次設備進行操作，這就是“遙控執行”。

2綜合自動化系統中兩種通信技術應用的比較

每一項基礎性技術的誕生，都會推動相關產業的快速發展，變電站綜合自動化系統也不例外。就變電站綜合自動化系統而言，衡量其系統好壞的幾個性能指標很重要，那就是快速性、實時性、共享性和信息量。快速性是衡量通信通道傳輸信息速率的一個指標。變電站的斷路器有變位信息時，該變位信息要能在現有技術水平的前提下，在最短時間內上傳至當地監控后臺或者調度中心。實時性與快速性相關，它是指在監控畫面上，監控機上的圖（或者報文）要能及時反映斷路器或刀閘的變位信息。現在中國南方電網的規范要求實時性要控制在ms級別內。由于以太網模式將所有保測裝置的信息都掛在了交換機上，當地監控后臺、遠動、工作站如需訪問數據，直接在交換機上讀取即可，比起現場總線要方便許多，這就是它的共享性。當雷雨天氣時，上送的報文量非常大，由于現場總線傳輸速率有限，所以能上傳的信息量有限，有的信息不能上送，導致值班人員不能判斷變電站所有設備的運行工況。具體優劣比較如表一所示。表一現場總線與以太網通信質量比較

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1 概述

煤炭是我國重要的能源物質，自動化與信息化建設的過程，是我國煤炭行業發展的必然，也是未來以煤炭為核心的化工等領域協調發展的根本。本文基于這個背景，以煤礦為研究對象，對其自動化以及通信技術的功能與特點進行總結，并對其中涉及的關鍵技術進行分析，希望通過本文的研究能夠為今后的相關煤礦自動化改造與通信技術的實現奠定理論基礎，并通過本文的分析能夠找到后續煤礦自動化升級的實踐方向，為具體的煤礦相關技術建設與類似的工業生產建設提供必要的實踐指導。

2 煤礦自動化功能特點及其關鍵技術

2.1 煤礦自動化功能

煤礦的自動化建設可以按照不同的生產流程來進行自動化構建，主要可以分為運行與管理自動化、運輸自動化、洗選系統自動化、安全保障自動化等多個環節。

2.1.1 運行與管理自動化：通過遠程設備來實現礦區內相關設備的遠程操作，并利用集線器與終端計算機等方式對相關設備的運行狀態（包括時間、參數等）進行記錄與傳輸，使得企業對于煤礦下設備的運行狀態進行實時掌控，并通過此種模式能夠集成記錄、評價、報警、運行以及維護等多個維度的管理功能，不僅為科學化管理提供了數據基礎與依據，更能夠通過功能拓展來實現更為復雜的管理模式。

2.1.2 運輸自動化：所謂的運輸自動化與傳統的運輸線相比具有能夠自動識別、自動運輸的功能。從其具體構建上進行分析，利用單片機或者集成式PLC控制系統來與傳輸物理設備進行聯動，包括了對傳輸設備重量檢測，自動規劃運動頻次與時間，不僅能夠極大地降低人力資源，還能夠節約煤礦開采中的運輸成本。

2.1.3 洗選自動化：在煤炭開采之后所形成的初級產品需要通過洗選才能夠進行合理的分類，并進行分類銷售。而洗選過程中是一個工作環境相對惡劣的工序。通過對自動化體系的引入與建設，不僅能夠增加洗選中各個環節的遵從性，提高工作效能，還能夠避免由于工作環境帶來的人為損傷。

2.1.4 安全保障自動化：煤礦開采的安全事故往往是由于井下不遵從操作而造成的，因此，在相關保障體系中引入自動化構建能夠起到兩個方面的作用：一方面是通過自動化的檢測與報警設備能夠使得人們實時了解井下環境信息，對于可能存在的風險進行有效的規避；另一方面通過安全保障設備的自動化體系構建能夠有效地避免人為操作造成的可能風險與安全事故。

2.2 煤礦自動化關鍵技術

通過上文的分析我們不難看出，通過傳統的繼電器體系結合PLC以及單片機系統能夠對相關的機電設備形成有效的自動化管理。因此，在其自動化構建的過程中，管理、訊號傳輸以及相關的系統設置是其關鍵技術。在管理中主要通過系統的評價體系以及可視化界面來進行必要的實現。在具體的設備控制過程中，采用母機對子機的訊號控制來完成基本的操作，而在設備運行的過程中該過程則相反，通過PLC現場終端的訊號收集與初步處理達到獲取一手數據的目的，通過計算機統一管理的模式來達到統籌管理的目的。在訊號傳輸方面，訊號傳輸是可視化管理體系，甚至是煤礦自動化的根本來源，在具體的通訊構建過程中需要注意兩方面問題：一方面通過訊號增強與加密設備來保障訊號正常傳輸過程中的保密性與清晰度；另一方面則是通過硬件屏蔽技術來避免訊號傳輸中的干擾。在系統設置方面，通過對相關設備的整合以及對具體的參數設定來達到系統自動管理的目的，并采用數據后臺評價與報警機制為設備提供必要的檢修表、工作表等系統指標，進而為保障煤礦自動化體系構建貢獻力量。

3 煤礦通信技術特點及其關鍵技術

通過上文的分析，我們發現煤礦的通信技術不僅是井上井下工作溝通的必要手段，同時也是自動化體系的必要構建途徑。在這樣的背景下，我們有理由對煤礦通信技術的特點以及相關的關鍵技術進行系統的討論。按照不同的應用模式與構建方法，煤礦通信技術主要分為兩個方面：

3.1 基于設備之間的通訊環節

在此類通訊體系構建的過程中，由于設備之間的通訊相對簡單，僅需要通過二進制的相關代碼傳輸簡單的操作命令，便可以達到相關的通訊需求。因此，在通訊體系的建設過程中主要采用電訊號來完成，而電訊號自身便可以整合相關的訊息，使得此種類別的通訊體系構建相對簡單。另外，在設備與設備之間的通訊體系構建過程中，更多的是以單一的控制為根本目的的，在此種條件下，遠程控制體系是煤礦該類別通信技術構建的關鍵。保障線路的暢通以及訊號的準確性是其關鍵要素。在這樣的背景下，具體體系構建可以從硬件保護層面來進行入手。

3.2 基于人機互動或者工作人員之間的通訊環節

人機交互對于通訊質量以及數據傳輸速度有著較高的要求，其中不僅包括了可視化界面對于相關設備的構建體系，還包括檢測、視頻傳輸甚至是物聯網數據傳輸等一系列體系構建。

3.2.1 采用集成網絡來構建工業環網，進而通過環網的接口技術來整合煤礦的整體信息傳輸，此種構建模式可以實現一次建設，重復利用，為后續的相關功能拓展提供接口與平臺。

3.2.2 積極引入新技術與新材料來構建更為合規的煤礦通訊系統。引入光纖介質構建基礎通訊設施的過程中需要注意光纖在煤礦井下的使用安全，尤其是其對于震動、外力、牽引等因素的抗性較低，需要完善的外套保護措施來予以保障。只有通過上述的建設才能夠在整體的一體化設計上保障煤礦相關改造的順利進行。

4 結語

煤礦的自動化改造是其發展的必然，也是我國優化煤炭產業結構的必然。在這樣的背景下，本文對于煤炭生產過程中設計的自動化與通信技術的主要功能及其實現模式進行總結，并從合規性以及安全性等角度探究了煤礦自動化與通信技術在設計及施工過程中的關鍵要素。希望通過本文的研究能夠為今后的相關煤礦自動化改造提供必要的理論基礎與實踐指導，同時也能夠為后續的相關企業改進提供可行思路。

參考文獻

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[2] 譚得健.我國煤礦自動化現狀及發展趨勢[J].工礦自動化，2010，（9）.

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電力系統中，常常需要對眾多的變電站設備進行實時監測，大部分監測數據需要實時發送到調度主站的SCADA系統進行處理。由于各變電站分布分散，而且大多設置在偏遠的地區，利用GPRS網絡進行無線數據傳輸，成為目前電力通信研究的熱門方向。系統可以通過分散分布的各個變電站的遠端采集單元RTU采集各個變電站遠動信息，并有效地利用移動公司的GPRS網絡實現實時傳輸，電力數據通過GPRS移動數據網絡傳輸到控制系統后，實現實時數據的采集、電網實時運行狀態的監視與顯示、實現遠程控制與調節、事故報警、越限/變位報警、數據計算統計、工作信息登錄、自動化系統運行狀態監控、事故追憶等功能，調度員掌握了這樣的信息，做出相應的反映。我局采用GPRS通道做為光纖通信通道的備用通道，既滿足了調度自動化發展的需要，又保障了調度自動化系統的穩定運行，同時與傳統的通信方案相比也節省了大量的人力、物力。

2.GPRS通信技術簡介

GPRS（General Packet Radio Service）是通用分組無線業務的簡稱，它是一種新型的移動數據通信業務。目前的GPRS技術是中國移動在完善優化GPRS網絡建設過程中推出的第2.75代通信技術，支持高速補充業務信道，從而可實現高速互聯網接入服務。GPRS理論速率153.6Kbps，目前實際測試速率為80kbps。GPRS通信方式更適合于電力數據采集業務，有以下優勢：

1）GPRS用戶可隨意分布和移動自己的網點，無需擔心線路的維護或有線系統移動時導致的通訊中斷。建設新的監測點無需進行拉線、埋線等工作。

2）終端價格比較低。與DDN相比，較DTU或DDN專線Modem其終端價格便宜很多。3）GPRS通信資費便宜，計費合理。GPRS資費包月比有線電話網絡資費還便宜。只在傳輸數據時才計費，占線不計費。

4）GPRS技術能非常好地支持頻繁、少量突發型數據業務。通信質量穩定可靠，永不掉線。

5）GPRS網絡接入速度快，接入速度僅幾秒鐘，快于電路型數據業務。

3.系統工作原理

電力調度系統由調度中心和調度終端（RTU）兩大部分組成。由于GPRS通信是基于IP地址的數據分組通信網絡，調度監測中心計算機主機配置固定的IP地址，各個數據采集點采用GPRS數據傳輸設備和該主機進行通信。

上傳信息：來自RTU的信息首先由GPRS采集處理器（變電站發送端）進行UDP協議或TCP/IP協議封包和無線調制解調，再通過GPRS移動數據網絡向前置機/數據服務器傳送，經主前置機/數據服務器處理、存儲后，向網上廣播，各工作站收到信息后進行相應處理。

下傳信息：來自工作站的信息首先傳送到主前置機/數據服務器，由其處理后發送到GPRS采集處理器（調度中心接收端）進行TCP/IP協議封包和無線調制解調，再通過GPRS移動數據網絡發送到變電站的RTU。

各變電站的GPRS通信設備選用帶網絡接口的GPRS采集處理器，直接掛接在變電站的局域網絡上，和光纖接口的交換機處于同一局域網絡，設置光纖網為第一網關、GPRS IP路由器為第二網關，在光纖出現問題的時候，網絡自動切換到GPRS采集處理器進行信號傳輸。

4.系統組網方式介紹

4.1 系統組成結構圖（如圖1）

4.2 調度監控中心

調度主站使用16個GPRS智能采集處理器，分別和16個變電站的GPRS智能采集處理器構成一一對應的聯網關系，建立各自的聯網通道。GPRS智能采集處理器內嵌中國移動公司的SIM卡，綁定GPRS網絡APN接入點的固定IP地址，和變電站的設備進行通信。

4.3 變電站

GPRS智能采集處理器自動采集變電站自控設備的串口數據，通過RS232接口與GPRS透明數據傳輸終端相連，通過GPRS智能采集處理器內置嵌入式程序對數據進行處理、協議封裝后發送到GPRS網絡。

4.4 GPRS網絡

變電站采集的數據經GPRS智能采集處理器對數據進行解碼處理，轉換成在GPRS網絡數據傳送的格式，通過中國移動的GPRS網絡APN傳輸，傳送到調度監控中心與之對應的GPRS智能采集處理器上。

5.系統實用性分析

5.1 安全性

電力調度數據網傳送電網自動化信息、調度指揮指令、繼電保護與安全自動裝置控制信息等重要數據，是電力安全穩定運行的神經網絡，安全性是調度網絡的首要要求。GPRS的物理鏈路數據本身已經采用了加密傳送。我局調度監控中心通過向移動中心申請單獨的APN（網絡接入點名稱），直接連接到GPRS網絡，這樣不但將調度自動化數據均與INTERNET隔離，大大增強了信息的安全性，而且可以限制非法SIM用戶的登錄。從而在很大程度上保證了調度自動化數據的安全與穩定。

5.2 可行性

首先，中國移動的GPRS無線通信服務已經非常完善，完全可以滿足我局各變電站數據傳輸的要求。其次，作為主光纖網絡的備用通信方式，GPRS系統較光纖或專線系統投資較少，設備安裝方便，而且其通道只在傳輸數據時才計費，占線不計費，這樣就大大節省了運行費用。

6.結論