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具有高可靠性的网络化配电载波系统的研究与实现

具有高可靠性的网络化配电载波系统的研究与实现 2011年12月09日 来源： 摘要：本文介绍了新一代电力线载波技术——基于DSP解码的网络化配电载波（NDLC）技术，介绍了华北电力大学四方研究所在这方面的工作。文章讨论了配电载波的特点，分析了NDLC系统的可靠性，提出了提高NDLC系统可靠性的措施及NDLC系统的组网原则，指出经过特殊配置的NDLC系统是可靠的，完全适用于配电自动化的馈线自动化控制功能。NDLC在10kV实际系统的试验运行验证了以上分析的正确性。关键词：网络化配电载波 配电自动化 通信　　1引言　　配电系统综合自动化是在信息化的基础上，将配电系统在线数据和离线数据、配电网数据和用户数据、电网结构和地理图形进行信息集成，构成完整的自动化系统，实现配电网及其设备正常运行及事故状态下的监测、保护、控制及用电和配电管理的自动化，最终实现以大幅度提高供电可靠性、改善电能质量为目标的对配电系统的在线的、准实时的闭环控制。　　配电系统的测控终端单元（FTU）在实现配电网保护的同时具有更强大的测量功能，它是馈线保护与RTU的综合，是具有更高信息化程度的馈线保护，FTU实现配电系统的信息采集，配电网通信实现配电系统的信息汇总。通信是配电自动化的关键，也是配电自动化的核心[1]。配电运行、管理功能的综合优化的实现建立在配电系统通信的基础上。光纤通信可靠性高，抗干扰能力强，不受环境条件的影响，可作为语言、数据、图象的传输。但成本较高，灵活性差，当线路没有预先铺设的光纤时需要另行铺设，当线路结构变化时光纤通道也需变动。无线通信广泛地被应用于许多行业，但对于高楼林立的城市配网，这种无线通信的接收信号会受到波传输的影响（绕射能力差），因此往往出现在城市中应用效果不佳的现象。音频有线通信是一种较为经济实用的方式，对通信的布设及各通信端的连接无特殊要求，与光纤相比造价低，易于实施，但容易受环境的影响，尤其是与高压线路同杆共架时高压对通信线的干扰较大[2]。配电载波通信集功率通道和通信通道、能量流与信息流于一体，不受配网结构变化的影响，尤其是基于网络的配电载波支持自由拓扑，具有极大的灵活性，基本不需维护，施工方便快捷，成本较低，通信速率较高，非常适合于中国城网改造的具体情况，是很有前途的配电自动化通信方式。配电系统线路多分支，多变压器及柱上开关可能出现的断点以及线路故障使得配网载波面临许多新问题。其中主要的问题是DLC的可靠性。针对这一问题，华北电力大学四方研究所进行了较深入的研究，经过试验研究与理论分析，目前这些问题基本上得到了澄清和解决，认为网络化的配电载波（NDLC）是完全可以满足配电自动化的要求的。　　 2电力线载波技术的发展　　电力线载波通信（PowerLineCarrier）是电力系统通信的一种主要方式，它始于二十世纪三十年代，至今仍为高压线路的主要通信方式之一。今天作为高压/超高压线路的主保护的高频保护以高压线路载波(TransmissionLineCarrier)为基本通道，TLC能够在线路故障的情况下可靠工作，并且确保了高频保护在通道问题上的可靠性。九十年代，随着信息产业的发展，西方的科技人员正在努力把PLC应用于Internet，使它成为通信高速公路的主要组成部分之一。　　在TLC技术逐步成熟的同时，配电载波（DistributionLineCarrier）技术也越来越广受青睐，DLC更易于与现代通信技术、测控技术、网络技术相配合。与TLC相比，DLC具有更加广阔喜人的应用前景，尤其是在九十年代末期DLC在技术上、原理上得到重大突破，成为新型的通信热点之一。九十年代末期，世界上几家半导体通讯公司先后推出基于电力线的通信网络，该技术正在快速发展，性能及技术正在向以太网逼近。这使得DLC在民用领域、工业控制领域的应用前景极其鼓舞人心。DLC的技术主要经历了基于锁相环的窄带DLC、基于电力扩频的DLC、基于DSP解码的窄带网络化配电载波（NetworkofDistributionLineCarrier—NDLC）三个发展阶段。　　 3配电网载波通信的特点　　 配电自动化是以计算机网络技术和现代通信技术为基础，它对配电载波要求与传统的高压电力线载波技术有着本质区别。传统的高压线路载波技术以实现长距离的两点通信为目标，为此，在线路两端加设阻波器，在防止区内信号泄漏的同时也避免区外信号及噪声进入本区段。这种点对点的封闭式的通信不适合配电网保护及自动化的要求。配电载波通信的理想模式应当是开放式的计算机网络通信。它以配电网的智能控制装置为网络节点，利用配电线路固有的拓朴结构构成总线网进行通信，是一种基于计算机网络的数字载波技术。这一区别主要表现在配电自动化的载波通信在全网不加设阻波器。因为阻波器的存在将成为配电载波网络化的主要障碍。无阻波器后对通信增加了很多难点。如线路波阻抗不定；配电网分支、T接太多太乱；信号在整个中压电网上乱串；中压电网的干扰不受阻挡地进入通信通道。只要针对配网载波通信的特点分析其通

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