配網(wǎng)自動(dòng)化中的通信解決方案

1、配網(wǎng)自動(dòng)化中的通信解決方案杜宏(北京四方華能電網(wǎng)控制系統(tǒng)有限公司, 100085, 北京)摘要：本文對(duì)配網(wǎng)自動(dòng)化中的通信問題進(jìn)行了探討，并針對(duì)光纖（光纖以太網(wǎng)、光纖環(huán)網(wǎng)）、現(xiàn)場(chǎng)總線（Lonworks、Profibus、Can）、新型數(shù)字式電力線載波（NDLC）等多種配網(wǎng)自動(dòng)化中常用的通信方式，結(jié)合配網(wǎng)自動(dòng)化工程實(shí)際，總結(jié)了四方華能公司CSDA2000配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的多種解決方案。本文可為關(guān)心配網(wǎng)自動(dòng)化中通信問題的廣大用戶提供參考。關(guān)鍵詞：配網(wǎng)自動(dòng)化，通信，光纖，現(xiàn)場(chǎng)總線，NDLC，CSDA2000Abstract:This paper presented the Communication o

2、f Distribution Automation System. It is aimed at optical fiber(especially the optical fiber Ethernet network and optical fiber loop network)、Field bus(LonWorks、Profibus、Can)、the new Digital Network Distribution Line Carrier(NDLC) and other communication modes used in the Distribution Automation Syst

3、em. Combining with the engineering practice, the author summarized many project schemes of Beijing Sifang-Huaneng Electric Power Network Control System Co, Ltd. KeyWord：Distribution Automation，Communication，Optical Fiber，F(xiàn)iled Bus，NDLC，CSDA20001 配電網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)總體結(jié)構(gòu)1上圖描述了配網(wǎng)自動(dòng)化的總體結(jié)構(gòu)，配網(wǎng)自動(dòng)化的通信系統(tǒng)是與此密切相關(guān)的。為了貫徹功能下

4、放，分級(jí)分層，提高事故響應(yīng)速度的原則，配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)一般分三層：主站、子站、饋線。依據(jù)配網(wǎng)規(guī)模的大小，主站層還可在分為主站和區(qū)域站兩層。在主站與子站之間，由于信息量大，要求高速可靠的通信通道，但節(jié)點(diǎn)又不多，目前一般采用光纖通信，分兩種：光纖以太網(wǎng)、光纖環(huán)網(wǎng)，這兩種光纖通信方式的造價(jià)相近。光纖環(huán)網(wǎng)更成熟一些，但光纖以太網(wǎng)是發(fā)展方向，光纖以太網(wǎng)目前技術(shù)實(shí)現(xiàn)及相關(guān)設(shè)備都已得到實(shí)踐檢驗(yàn)，正在推廣應(yīng)用。子站與饋線通信網(wǎng)一般統(tǒng)一考慮，饋線網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，情況多樣，各地的特點(diǎn)不同，很難找到一種統(tǒng)一的通信模式。目前一般采用光纖、雙絞線、電力線載波、無線等多種通信手段混合的方式。常見的結(jié)構(gòu)為：以光纖構(gòu)建干線通信網(wǎng)絡(luò)

5、；通過雙絞線，采用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)（如Lonworks、Can、Profibus）或485，將干線TTU、支線的FTUTTU，連接到干線FTU，由其通過高速光纖通道，將信息上傳到子站、主站，干線FTU應(yīng)具備這種集中轉(zhuǎn)發(fā)的能力。饋線通信網(wǎng)采用光纖通信，也可分為兩種：光纖以太網(wǎng)、光纖環(huán)網(wǎng)，這兩種光纖通信方式的造價(jià)相近。有些問題是光纖環(huán)網(wǎng)難于解決而只能用光纖以太網(wǎng)的，例如子站管理的FTU范圍會(huì)發(fā)生變化，換言之，有些FTU本屬于A子站管理，由A 子站負(fù)責(zé)與之通訊，運(yùn)行方式發(fā)生變化后，變?yōu)锽子站管理，由B子站負(fù)責(zé)與之通訊，這種情況，光纖環(huán)網(wǎng)是處理不了的；再比如饋線保護(hù)功能，要求FTU之間，與子站之間，快速的

6、交換信息（在100MS之內(nèi)），也只有光纖以太網(wǎng)才能達(dá)到這種要求。10KV電力線載波，也是一種饋線上值得關(guān)注的通信手段，特別適用于城鄉(xiāng)結(jié)合部的長(zhǎng)支線。對(duì)于低壓（220/380V）的抄表系統(tǒng)，電力線載波抄表是最好的方式，性能價(jià)格比最高。低壓電力線載波抄表常用的有兩種模式：一是對(duì)于集中的10-30塊脈沖電表裝一抄表器，抄表器通過低壓電力線載波與配變處的集中器相連； 二是在每塊電表中，加裝一個(gè)載波模塊，由載波模塊直接與集中器相連。第一種方式更加經(jīng)濟(jì)，但要求電表相對(duì)集中；第二種方式造價(jià)較高，但適用于電表分散的情況。集中器一般放在配電變壓器處，一個(gè)臺(tái)區(qū)一個(gè)，集中器也可與TTU合一。配網(wǎng)自動(dòng)化主要的通信方式

7、有DLC、光纖、電話、雙絞線、無線，功能比較如下：通信介質(zhì)數(shù)據(jù)速率對(duì)DA的適用性投資運(yùn)行費(fèi)用覆蓋范圍改動(dòng)的靈活性前景DLC光纖電話雙絞線無線中高低中中好好差中差低高中中低低低高低低大小大小中大小中小中好好差差差除了系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)外，根據(jù)實(shí)際情況的不同還有其它一些配置方式，下面列舉幾種不同配置方式。 1FTU單元直接與通信系統(tǒng)連接，而不需要通過子站連接，具體連接方式如圖2所示（與典型配置相同的部分簡(jiǎn)略，只描述不同連接處，后面各圖均相同）：2.抄表系統(tǒng)通過FTU與通信系統(tǒng)連接，而不是通過子站與通信系統(tǒng)連接，具體連接方式如圖3所示：3抄表系統(tǒng)通過通信處理機(jī)直接和主站系統(tǒng)連接，具體連接方式如圖4所示：以

8、上只列舉了我公司產(chǎn)品的幾種系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)，在實(shí)際使用中可以根據(jù)配網(wǎng)的規(guī)模、環(huán)境等具體實(shí)際情況加以修改和調(diào)整，以適合實(shí)際應(yīng)用的需要。2 配網(wǎng)自動(dòng)化通信系統(tǒng)幾種主要的通信方式：2.1 光纖通信光纖環(huán)網(wǎng)在配網(wǎng)自動(dòng)化中的應(yīng)用在配電自動(dòng)化系統(tǒng)中，光纖網(wǎng)以前較多的是組成環(huán)狀網(wǎng)。一則結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，二則可靠性強(qiáng)。采用光纖自愈環(huán)網(wǎng)通信方式時(shí)，網(wǎng)絡(luò)由各節(jié)點(diǎn)雙向閉環(huán)串接而成。正常時(shí)，一環(huán)路工作另一環(huán)路備用，若其中某一段光纖因施工等意外原因而開斷，則可以利用光纖雙環(huán)網(wǎng)的自愈功能，繼續(xù)保持通信聯(lián)系，這種通信具有很高的可靠性。光纖環(huán)網(wǎng)配電自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)方案：1）主站與子站之間采用單模光纖，以光纖以太網(wǎng)方式相連，通信速率100M，需

9、光纖轉(zhuǎn)換模塊2對(duì)（2個(gè)子站）；2）子站與干線上環(huán)網(wǎng)柜、開閉所、FTU之間采用單模光纖，通過光纖雙環(huán)相連（采用單模雙發(fā)雙收的光MODEM）實(shí)現(xiàn)帶自愈的雙環(huán)通信；3） 干線TTU，支線FTU、TTU，通過雙絞線就近連到干線的FTU，采用Lonworks現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議，由FTU集中轉(zhuǎn)發(fā)信息，本公司FTU產(chǎn)品CSF101具備此功能。終端層環(huán)上設(shè)備與子站交換信息，環(huán)間通過主站子站光纖以太網(wǎng)交換信息；干線TTU，支線FTU、TTU，通過雙絞線就近連到干線的FTU，進(jìn)入到本通信網(wǎng)。對(duì)于一個(gè)子站，通過本站環(huán)和主站子站光纖以太網(wǎng)獲取本子站范圍內(nèi)的信息，從而完成DA功能。見光纖環(huán)網(wǎng)配網(wǎng)系統(tǒng)通信示意圖圖5光纖以太網(wǎng)在

10、配網(wǎng)自動(dòng)化中的應(yīng)用光纖以太網(wǎng)高速靈活，技術(shù)資源豐富，有些問題是光纖環(huán)網(wǎng)難于解決而只能用光纖以太網(wǎng)的，例如子站管理的FTU范圍會(huì)發(fā)生變化，換言之，有些FTU本屬于A子站管理，由A 子站負(fù)責(zé)與之通訊，運(yùn)行方式發(fā)生變化后，變?yōu)锽子站管理，由B子站負(fù)責(zé)與之通訊，這種情況，光纖環(huán)網(wǎng)是處理不了的；再比如饋線保護(hù)功能，要求FTU之間，與子站之間，快速的交換信息（在100MS之內(nèi)），也只有光纖以太網(wǎng)才能達(dá)到這種要求。光纖以太網(wǎng)配電自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)方案：1）主站與子站之間采用單模光纖，以光纖以太網(wǎng)方式相連，通信速率100M，需光纖轉(zhuǎn)換模塊2對(duì)（2個(gè)子站）；2）子站與干線上環(huán)網(wǎng)柜、開閉所、FTU之間采用光纖，采用通信處

11、理機(jī)CSE200和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，通過網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)與主干線FTU采用光纖通信，其中FTU內(nèi)要加裝智能光纖接口；通過CSE200完成變電站RTU接入，GPS接入，當(dāng)?shù)鼐S護(hù)/或遠(yuǎn)傳、電子設(shè)備接入等功能；3） 干線TTU，支線FTU、TTU，通過雙絞線就近連到干線的FTU，采用Lonworks現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議，由FTU集中轉(zhuǎn)發(fā)信息，本公司FTU產(chǎn)品CSF101具備此功能。見光纖以太網(wǎng)配網(wǎng)系統(tǒng)通信示意圖圖6。采集器采集器低壓配電載波HUB圖5 光纖環(huán)網(wǎng)配網(wǎng)系統(tǒng)通信示意圖采集器采集器低壓配電載波HUB智能光纖接口圖6 光纖以太網(wǎng)配網(wǎng)系統(tǒng)通信示意圖2.2 現(xiàn)場(chǎng)總線2.2.1.LonWorks現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng) 2LonWo

12、rks是又一具有強(qiáng)勁實(shí)力的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)。它是由美國(guó)Echelon公司推出并由它與摩托羅拉、東芝公司共同倡導(dǎo)，于1990年正式公布而形成的。通過網(wǎng)絡(luò)變量把網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化為參數(shù)設(shè)置其通信速率從300bps至1.5Mbps不等，直接通信距離可達(dá)2700m(78kbps,雙絞線)；支持雙絞線、同軸電纜、光纖、射頻、紅外線、電力線等多種通信介質(zhì)。并開發(fā)了相應(yīng)的本質(zhì)安全防爆產(chǎn)品，被譽(yù)為通用控制網(wǎng)絡(luò)。LonWorks技術(shù)采用的LonTalk協(xié)議被封裝在稱之為Neuron的神經(jīng)元芯片中而得以實(shí)現(xiàn)。集成芯片中有3個(gè)8位CPU，一個(gè)用于完成開放互連模型中第1和第2層的功能，稱為媒體訪問處理器；實(shí)現(xiàn)介質(zhì)訪問的控制

13、與處理；第二個(gè)用于完成第3-6層的功能，稱為網(wǎng)絡(luò)處理器，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)變量的尋址、處理、背景診斷、路徑選擇、軟件計(jì)時(shí)、網(wǎng)絡(luò)管理并負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)通信控制，收發(fā)數(shù)據(jù)包等。第三個(gè)是應(yīng)用處理器，執(zhí)行操作系統(tǒng)服務(wù)與用戶代碼。芯片中還具有存儲(chǔ)信息緩沖區(qū)，以實(shí)現(xiàn)CPU之間的信息傳遞，并作為網(wǎng)絡(luò)緩沖區(qū)和應(yīng)用緩沖區(qū)。Echelon公司的技術(shù)策略是鼓勵(lì)各OEM開發(fā)商運(yùn)用LonMARK互操作協(xié)會(huì)，開發(fā)推廣LonWorks技術(shù)與產(chǎn)品。它已被廣泛應(yīng)用在樓宇自動(dòng)化、家庭自動(dòng)化、保安系統(tǒng)、辦公設(shè)備、交通運(yùn)輸、工業(yè)過程控制等行業(yè)。另外，在開發(fā)智能通信接口、智能傳感器方面，LonWorks神經(jīng)元片也具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。LonWorks網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

14、性能美國(guó)Echelon公司推出的LonWorks實(shí)時(shí)測(cè)控網(wǎng)絡(luò)。 其主要特點(diǎn)如下：采用Lontalk通信協(xié)議，該協(xié)議遵循國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO定義的開放系統(tǒng)互聯(lián)OSI全部七層模型，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議開放，可以實(shí)現(xiàn)互操作。可在任何介質(zhì)下通信，包括雙絞線、電力線、光纖、同軸電纜等，并且多種介質(zhì)可以在同一網(wǎng)絡(luò)中混合使用。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以是主從式、對(duì)等式、客戶/服務(wù)式結(jié)構(gòu)。提供總線型、星型、環(huán)型、混合型等網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。改善了CSMA，采用一種新的成為Predictive P-Persistent CSMA，可以在負(fù)載較輕時(shí)使介質(zhì)訪問延遲最小化，而在負(fù)載較重時(shí)使沖突的可能性最小化。網(wǎng)絡(luò)通信采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法，

15、LonWorks技術(shù)將其稱之為“網(wǎng)絡(luò)變量”，不但節(jié)省了大量的設(shè)計(jì)工作量，同時(shí)增加了通信的可靠性。網(wǎng)絡(luò)的主要組成部分Neuron芯片，由美國(guó)MOTOROLA和日本東芝二大IC芯片制造商同時(shí)生產(chǎn)。下表列出了采用帶隔離變壓器驅(qū)動(dòng)器的雙絞線網(wǎng)的LonWorks的主要指標(biāo)。波 特 率最大通信距離最大通過能力最 大 接 點(diǎn) 數(shù)78k bps2000M400幀/秒*641.25M bps500M700幀/秒*64* 在平均幀長(zhǎng)為12字節(jié)時(shí)測(cè)量目前，LonWorks網(wǎng)絡(luò)已擁有世界上近3000個(gè)公司用戶，覆蓋各行各業(yè)，包括：AT&T、GM、IBM、Motorolar、英國(guó)National Grid Co

16、mpany、Bell、ABB等等。截止1998年底，預(yù)計(jì)有近1000萬個(gè)LonWorks網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在各種應(yīng)用系統(tǒng)中運(yùn)行。LonWorks網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接方式就網(wǎng)絡(luò)的角度看，每一個(gè)聯(lián)在網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)都應(yīng)包括三個(gè)部分：本接點(diǎn)功能部分，例如 一個(gè)FTU，TTU等。Neuron芯片，它是本接點(diǎn)同網(wǎng)絡(luò)交換信息的接口。網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)器，用于驅(qū)動(dòng)信道媒介，如光纖驅(qū)動(dòng)器、雙絞線驅(qū)動(dòng)器等。如下圖所示。圖7 Lonworks網(wǎng)絡(luò)連接LonWorks網(wǎng)絡(luò)在饋線自動(dòng)化中的應(yīng)用由于LonWorks網(wǎng)絡(luò)采取了配置1500伏直流隔離變壓器隔離等適合于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境等措施，具有很強(qiáng)的抗干擾、抗振動(dòng)性能，適用于較大的溫度范圍。適合于較惡劣的工業(yè)環(huán)

17、境和戶外環(huán)境。運(yùn)行至今，未發(fā)生過任何LonWorks網(wǎng)因受干擾而誤響應(yīng)的情況?？偩€型CSMA/CD（載波監(jiān)聽多路訪問/沖撞檢測(cè)）協(xié)議，并且采用重要報(bào)文加優(yōu)先級(jí)方式，適合于放射狀運(yùn)行的饋線自動(dòng)化系統(tǒng)。ISO七層規(guī)約中，六層固化。減少了二次開發(fā)的工作量，同時(shí)提高了可靠性。根據(jù)理論計(jì)算、試驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證，LonWorks現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控網(wǎng)絡(luò)完全滿足饋線自動(dòng)化系統(tǒng)傳輸速度的要求。LonWorks網(wǎng)絡(luò)特別適用于分支線上FTU、TTU與主干線上FTU的連接，和干線上TTU與鄰近的FTU的連接。我公司已率先將LonWorks技術(shù)應(yīng)用于饋線自動(dòng)化。2.2.2.ProfiBusProdiBus概述：（1） PROFIBU

18、S是一種國(guó)際化開放式不依賴于設(shè)備生產(chǎn)商的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)。廣泛適用于制造業(yè)自動(dòng)化流程工業(yè)自動(dòng)化和樓宇交通電力等其他領(lǐng)域自動(dòng)化。（2） PROFIBUS由三個(gè)兼容部分組成，即PROFIBUSDP（ Decentralized Periphery）PROFIBUSPA（Process Automation ）PROFIBUS-FMS (Fieldbus Message Specification )。（3） PROFIBUS DP: 是一種高速低成本通信，用于設(shè)備級(jí)控制系統(tǒng)與分散式IO的通信。使用PROFIBUSDP可取代辦24VDC或420mA信號(hào)傳輸。（4） PORFIBUSPA：專為過程自動(dòng)化設(shè)

19、計(jì)，可使傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)聯(lián)在一根總線上，并有本征安全規(guī)范。（5） PROFIBUSFMS：用于車間級(jí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，是一個(gè)令牌結(jié)構(gòu)實(shí)時(shí)多主網(wǎng)絡(luò)。（6） PROFIBUS是一種用于工廠自動(dòng)化車間級(jí)監(jiān)控和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層數(shù)據(jù)通信與控制的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)。可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層到車間級(jí)監(jiān)控的分散式數(shù)字控制和現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)，從而為實(shí)現(xiàn)工廠綜合自動(dòng)化和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備智能化提供了可行的解決方案。（7） 與其它現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)相比，PROFIBUS的最大優(yōu)點(diǎn)在于具有穩(wěn)定的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)EN50170作保證，并經(jīng)實(shí)際應(yīng)用驗(yàn)證具有普遍性。目前已應(yīng)用的領(lǐng)域包括加工制造過程控制和自動(dòng)化等。PROFIBUS開放性和不依賴于廠商的通信的設(shè)想，已在10多萬成功

20、應(yīng)用中得以實(shí)現(xiàn)。市場(chǎng)調(diào)查確認(rèn)，在德國(guó)和歐洲市場(chǎng)中PROFIBUS占開放性工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的市場(chǎng)超過40。PROFIBUS有國(guó)際著名自動(dòng)化技術(shù)裝備的生產(chǎn)廠商支持，它們都具有各自的技術(shù)優(yōu)勢(shì)并能提供廣泛的優(yōu)質(zhì)新產(chǎn)品和技術(shù)服務(wù)。Profibus 協(xié)議結(jié)構(gòu)PROFIBUS協(xié)議結(jié)構(gòu)是根據(jù)ISO7498國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，以開放式系統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)（Open System Interconnection-SIO）作為參考模型的。該模型共有七層。（1）PROFIBUSDP：定義了第一二層和用戶接口。第三到七層未加描述。用戶接口規(guī)定了用戶及系統(tǒng)以及不同設(shè)備可調(diào)用的應(yīng)用功能，并詳細(xì)說明了各種不同PROFIBUSDP設(shè)備的設(shè)備行為

21、。（2）PROFIBUSFMS：定義了第一二七層，應(yīng)用層包括現(xiàn)場(chǎng)總線信息規(guī)范（Fieldbus Message Specification - FMS）和低層接口(Lower Layer Interface LL)。FMS包括了應(yīng)用協(xié)議并向用戶提供了可廣泛選用的強(qiáng)有力的通信服務(wù)。LL協(xié)調(diào)不同的通信關(guān)系并提供不依賴設(shè)備的第二層訪問接口。（3）PROFIBUSPA：PA的數(shù)據(jù)傳輸采用擴(kuò)展的PROFIBUSDP協(xié)議。另外，PA還描述了現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備行為的PA行規(guī)。根據(jù)IEC11582標(biāo)準(zhǔn)，PA的傳輸技術(shù)可確保其本征安全性，而且可通過總線給現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備供電。使用連接器可在DP上擴(kuò)展PA網(wǎng)絡(luò)。注：第一層為物理層，

22、第二層為數(shù)據(jù)鏈路層，第三六層末使用，第七層為應(yīng)用層。目前，Profibus在綜自站有較多應(yīng)用，在饋線自動(dòng)化中，國(guó)內(nèi)有少量應(yīng)用。2.2.3.CanCAN是控制局域網(wǎng)（Control Area Network）的簡(jiǎn)稱，最早由德國(guó)BOSCH公司推出，用于汽車內(nèi)部測(cè)量與執(zhí)行部件之間的數(shù)據(jù)通信。其總線規(guī)范現(xiàn)已被ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織制訂為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。由于得到了Motorola, Intel, Philip, NEC等公司的支持，它廣泛應(yīng)用在離散控制領(lǐng)域。CAN協(xié)議也是建立在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織的開放系統(tǒng)互連模型基礎(chǔ)上的，不過，其模型結(jié)構(gòu)只有三層，即只取OSI底層的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和頂層的應(yīng)用層。其信號(hào)傳輸介質(zhì)為雙絞

23、線。通信最高可達(dá)1Mbps/40m，直接傳輸距離最遠(yuǎn)可達(dá)10km/5kbps。可掛接設(shè)備數(shù)最多可達(dá)110個(gè)。CAN的信號(hào)傳輸采用短幀結(jié)構(gòu)，每一幀的有效字節(jié)數(shù)為8個(gè)，因而傳輸時(shí)間受干擾的概率低。當(dāng)節(jié)點(diǎn)嚴(yán)重錯(cuò)誤時(shí)，具有自動(dòng)關(guān)閉的功能，以切斷該節(jié)點(diǎn)與總線的聯(lián)系，使總線上的其他節(jié)點(diǎn)及其通信不受通信影響，具有較強(qiáng)的抗干擾能力。目前，Can在一些電表接入時(shí)有應(yīng)用，在饋線自動(dòng)化中，國(guó)內(nèi)有少量應(yīng)用。2.3電力線載波通信 342.3.1.NDLC四方的新一代中壓數(shù)字載波通信系統(tǒng)NDLC（Network-based Distribution Line Carrier）四方研究所于1998年底，推出具有國(guó)際先進(jìn)水平

24、的以數(shù)字信號(hào)處理（DSP）解碼技術(shù)為核心的窄帶多頻NDLC技術(shù)。該技術(shù)從原理上突破了現(xiàn)有的電力線擴(kuò)頻DLC的局限性，具有-80dB絕對(duì)電平的接收能力，采用了專用的耦合方式，具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)管理功能，并充分考慮了NDLC的可靠性，為饋線自動(dòng)化、自動(dòng)抄表系統(tǒng)提供了強(qiáng)有力的通信支持。 2.3.2 電力線載波在低壓抄表中的應(yīng)用 低壓抄表主要采用電力線數(shù)字載波通信方式，主要有以下四部分組成：電力線路（載波通道）、配電自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)備（采集終端、集中器、耦合設(shè)備等）、變電站數(shù)據(jù)收集子站及變電站轉(zhuǎn)發(fā)環(huán)節(jié)（CSE200系列通訊處理機(jī)）。在小區(qū)配電變壓器低壓側(cè)通過低壓配電線載波將用戶電量由采集終端采集到集中器，與此

25、同時(shí),集中器就地采集配電變壓器低壓側(cè)的各個(gè)交流遙測(cè)數(shù)據(jù)，并將所有電量、遙測(cè)數(shù)據(jù)通過中壓電力載波方式傳送到變電站收集子站，載波通信采用101簡(jiǎn)化規(guī)約，設(shè)計(jì)波特率為2400BPS。變電站收集子站將載波數(shù)據(jù)通過RS232串口轉(zhuǎn)發(fā)到CSE200數(shù)據(jù)接收端， CSE200接收后通過現(xiàn)有的光纖通道將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到配電中心的自動(dòng)化抄表后臺(tái)，與后臺(tái)接口的通信規(guī)約方式為DNP3.0。配電變壓器側(cè)的系統(tǒng)連接示意圖如圖8所示，低壓載波采用相地耦合方式，這里全部選用B相耦合。采集終端（也稱采集器）共9個(gè)，分別安裝在以上9個(gè)電表柜中，每個(gè)采集終端采集該電表柜所有電表的電度量。脈沖電表的電度脈沖信號(hào)通過信號(hào)線接入采集終端的脈

26、沖信號(hào)輸入端口。采集終端通過載波收發(fā)器將所有電度數(shù)字量耦合到B相低壓電力線上。集中器通過低壓載波收集采集終端上傳的電度量，同時(shí)通過PT和CT測(cè)量配電變壓器低壓側(cè)的各個(gè)遙測(cè)量，并將所有收集的電度量和遙測(cè)量通過10KV耦合設(shè)備耦合到10KV的中壓線上。圖8 配電變壓器側(cè)系統(tǒng)連接示意圖變電站側(cè)系統(tǒng)連接圖如圖9所示，10KV母線耦合相同樣為B相（中間相），中壓載波數(shù)字量通過耦合設(shè)備進(jìn)入變電站內(nèi)的數(shù)據(jù)收集子站，然后由RS232串口傳送到CSE轉(zhuǎn)發(fā)單元。CSE將數(shù)據(jù)按電力遠(yuǎn)動(dòng)DNP3.0規(guī)約通過光纖通道轉(zhuǎn)發(fā)到配電中心的抄表后臺(tái)接口，從而實(shí)現(xiàn)由后臺(tái)到采集終端的整個(gè)遠(yuǎn)程抄表通訊。整個(gè)通訊通道都是全雙工通道，后臺(tái)召喚下送報(bào)文和采集終端主動(dòng)上送報(bào)文可以同時(shí)進(jìn)行。圖9 變電站側(cè)系統(tǒng)連接示意圖整個(gè)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)如圖10所示：圖10 *遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)通信示意圖3. 配網(wǎng)自動(dòng)化中的通信解決方案總結(jié)綜上所述，配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)一般分三層：主站、子站、饋線。依據(jù)配網(wǎng)規(guī)模的大小，主站層還可在分為主站和區(qū)域站兩層。在主站與子站之間，最好采用高速光纖以太網(wǎng)方案，依據(jù)可靠性要求不同，投資不同，分別可采用樹狀結(jié)構(gòu)、單環(huán)結(jié)構(gòu)、雙環(huán)結(jié)構(gòu)，這三種結(jié)構(gòu)目前都有專業(yè)廠家的產(chǎn)品支持。子站與饋線通信網(wǎng)一般統(tǒng)一考慮，目前一般采用光纖、