无线数据传输纸
1前言
随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，人们对电力的需求日益增加，同时对供电的可靠性和质量提出了更高的要求。配电馈线自动化是提高配电系统供电可靠性最直接有效的技术手段之一。近年来，国家加大了对城乡电网的改造力度，国内各大供电局对配电网自动化的投入也在不断增加。在实现配电自动化的过程中，我们发现通信是一个难题。这里只谈光纤通信在配电自动化中的应用。
2配电网自动化对通信的要求
同调度SCADA系统一样，配电自动化系统也需要一个有效的通信网络，并且它有自己的特点:大量的终端。配电网络系统有许多开关站、配电变压器和电极断路器。为了监控这些设备，需要许多FTU和TTU。同时，这些FTU安装有分布设备，地理分布广，通信节点分散。
配电自动化系统的规模、复杂性和自动化程度决定了通信系统应满足以下要求:
(1)可靠性:
配电网系统中有许多通信设备暴露在室外环境中，必须能够抵御高温、低温、日晒、雨雪、冰雹、雷电等自然环境的侵袭。同时尽量避免各种电磁干扰，保证长期稳定可靠工作，要求通信系统在线路断电时仍能正常工作。
(2)经济:
考虑配电网系统的整体经济效益，通信系统投资不宜过大，力求充分利用主网现有的通信资源，对主网和配电网进行统筹规划，避免重复投资。
(3)大寻址容量:
通信系统不仅要考虑当前和未来数据传输的需要，还要考虑系统升级的要求。
(4)双向沟通:
为了实现遥测、遥信、遥控功能，配电自动化必须具备双向通信能力。
(5)操作简单，免维护。
根据上述要求，随着光纤价格的下降，目前光纤通信在电力系统中得到广泛应用。
3光纤通信
自激光和低损耗光纤问世以来，光纤通信系统以其在技术和经济上无可比拟的优势迅速崛起，风靡全球。该系统是以光纤为传输介质，以光为载波信号传输信息的通信系统。应用光波波长为1.0 ~ 1.0 μ m微米μm，整个系统由电端、光端、光缆和中继器组成。光纤可分为单模光纤(SMF)、多模光纤(MMF)、长波长低散光光纤(LMF)、保偏光纤(PMF)和塑料光纤(POF)。常用的是单模和多模光纤。多模光纤传输多种光波模式，而单模光纤只传输一种光波模式。单模光纤的传输距离比多模光纤长。目前，光信号在多模光纤中一般能传输6公里左右，在单模光纤中能传输30公里。所以单模光设备的价格要高于多模光设备。实用的光纤通常是由多根光纤、加强芯、保护材料和固定材料组成的传输线。
光纤调制解调器可以完成光信号和数字信号之间的转换。光纤调制解调器通常具有一个以上的数据端口，用于传输同步或异步信号。通信速率可达2Mbps或更高，配电网常用的通信速率一般在同步N×64K或异步19200bps以下。因此足以满足配网通信的需要。光纤调制解调器的连接图如下:
此外，还有一个光纤调制解调器，具有双环自愈功能。该功能大大增强了通信的可靠性。其功能原理图如图2所示:
在图2(I)中，A、B、C点是由自愈光调制解调器实现的双环网络。如果D点发生故障，如图2(II)所示，A站和C站的光路融合(环回)，使通信不受影响，并向主站发送相应的报警和定位信号，以便维护人员及时修复故障光缆。
4光纤通信的特点
光纤通信具有通信容量大、衰减小、耐雷击、抗电磁干扰、耐腐蚀、保密性好、可靠性高、铺设方便等优点，但投资成本相对较高，特别是对于市区直埋电缆线路的光纤铺设，建设成本会更大。
光纤通信在配电网中的实现方案
光纤通信的组网方式非常灵活，可以构建成星形、链式、树形、网状、单纤网、双纤网、环上多分支、多环相交、多环相切等多种拓扑结构。
根据配电自动化系统的特点，光纤网络通常需要形成环网，并与计算机局域网连接，实现数据共享。常见的联网方法如图3所示。
在图3中，“S”代表网络服务器，“W1，W2，Wn”代表工作站，“B”代表变电站，“K”代表开关站，“T”代表配电变压器。
在实际工程设计中，充分考虑电力通信专网拓扑结构的复杂性，SDH传输系统可采用126 E1(2M端口)全交叉连接、双主光环+多光支路的设计思路。基本框架是1 ~ 3 SDH/STM-1双纤自愈环交叉或相切，必要时可通过更换光卡在线升级到SDH/STM-4。如果地方调度中心的局域网位于网络的地理中心，建议将其设计成以调度中心为切点的切环，如图4所示。如果当地调度中心的局域网偏离了网络的地理中心，建议设计成相交环。由于调度中心不在交点上，为了环间可靠转移，每个环至少相交两点互相保护，如图5所示。
6结束语
在实际的配电自动化通信系统中，需要建立一个低成本、高效率的双向通信系统，并以可接受的成本提供非常高的可靠性和信息流性能。同时，由于配电网自动化系统要完成的功能太多，系统复杂，用单一的通信系统来满足所有的功能需求是不现实的，也是不经济的。因此，在配电网自动化系统中，应应用多种通信方式，并根据综合经济技术指标选择最佳组合。在电力系统中，常见的通信方式有数字微波多址、数字无线电、无线扩频、专用电缆、邮电本地网、载波、扩频载波等。，可选择用于联网。