1配网自动化需求分析
随着生产和生活对电力供应需求的不断增长，配电网自动化建设也进入了高速发展的时期，配电网自动化对电力通信需求也越来越复杂，针对配电网自动化的业务模型、业务架构、业务规格，对应的配电网自动化通信系统具有各自不同的要求，其需求分析如下。
1）先进性
配电网自动化通信网络能够可持续发展。采用科学的、主流的、符合发展方向的技术、设备和理念，根据目前网络不足及故障情况分析得出最优化、适合电力通信网发展的方案。
2）安全性
配电网自动化通信网络运行的基础是安全，网络系统要具备灾备、安全预警及运行安全监测等相关保障体系，人员操作要符合制度规范，关键设备和模块应该有冗余备份。
3）可靠性
配电网终端在正常运行时向配电网主站定期发送相应的采集数据；而在发生电网故障等异常情况时，配电网自动化通信网络需要承担远远超出正常运行时的通信负载。因此，通信系统的最大负荷（带宽、延迟）不仅要能满足网络系统日常的通信要求，还要能在系统异常时快速及时地传送大量数据。此外网络设计应采用灾备系统及冗余连接，保证核心设备和通信线路在系统发生异常时能自动切换。系统结构设计、设备选型、系统建设、制度建设、网络管理需要充分考虑网络运行可靠性、可用性以及可维护性，确保网络是一个不间断的运行系统。同时，随着网络规模的增大，网络中的设备越来越多，网络的复杂性和管理的难度相应的增加，通信系统应具有实时监测、统计分析、故障告警等设备管理功能。
4）可扩展性
随着智能电网的发展，智能配网技术越来越得到业界的关注。配电网自动化通信网络的设计不但要保证当前业务的需求，也要考虑未来智能配网体系的对接。最大化的保护原有设备的投资。配电网规模比输电网大得多，在节点终端设备上两者相差近两个数量级，这对通信网络的规模、架构规划和覆盖能力提出了很高的要求。
5）实用性
网络建设中线路的投资属于长期投入，配电网自动化通信系统需要在先进性、安全性、可扩展性、可靠性和稳定性以及建设投资成本上进行综合平衡，要求在性能满足未来需求的前提下具有较优的系统性价比。
24G技术在配网自动化系统中的地位
2.1无线网络通信的特点
配电网自身的网络结构和分布特点决定了配电网自动化通信网络结构复杂、分布分散、节点多、工作环境差等等特征，使得通信技术的选择异常复杂，目前配网通信系统在使用的技术方案有光纤通信、中压载波通信、无线公网通信、无线专网通信等等。其中，无线公网是指由公网通信运营商建设并且对公众开放的通信网络。无线公网对用户的数量没有限制，用户无需建网和维护，具有建设周期短、业务开展快、初期网络成本低等特点。
2.24G技术在配电网自动化通信系统中的优势分析
目前基于2/3G技术的国内无线蜂窝数据通信采用的技术包括2G系统的GSM体制GPRS/EDGE和基于CDMA体制的CDMA20001x，以及3G系统的WCDMA、TD-SCDMA、CDMA20001xEVDO。目前各大城市均有WCDMA和TD-SCDMA覆盖网络，公网运营商采用双模终端，实现2G网络补充3G网络覆盖的方式运营。4G通信技术的相对与2/3G数据通信最主要特征是开放式高速移动传输，拥有传播速度快和传播方便的特点，特别是在传输大数据量的网络异常信息时，能够保证大带宽和低延迟；4G通信技术在信息传输的过程中还展示出了自身的定位查找功能，为远程监控以及实地监测提供了良好的网络条件，在对配电网运行状态的监测过程中也能够发挥出自身的重要作用。TD-LTE是我国自主研发推出的4G移动通信标准，中国对于标准的政策支持也达到前所未有的力度，从支持国家创新角度来看，TD-LTE的应用优势将优于其他无线通信制式。其相对于前代的2/3G通信技术，具有的优势有以下两个方面。
1）网络通信可靠性高
公网的网络容量是有限的，2/3G通信技术由于其低带宽的特性，一旦发生自然灾害等紧急情况，公众业务增多的同时电力系统的业务通信数据量也会增加，如果这时由于2/3G网络带宽或延迟问题导致配电网数据传输中断，可能会导致严重的断网事故。另一方面，由于无线公网服务于民众，网络通道受政府机构、军队等单位的影响较大，区域GPRS网络临时被关闭时有发生，导致片区低压集抄业务全部中断。此外，每年在部分区域，学校、政府机构、保密部门等企事业单位有意制定的信号屏蔽等也将导致网络中断，连带影响整个基于2/3G网络的智能电网业务不可用。4G通信技术由于通信频段与2/3G不在相同的频段内，因此受干扰的可能减少。
2）终端在线率及通信成功率低
2G网络中的GPRS数据通信技术是一个采用GSM技术体制实现的通用分组无线业务系统。系统中语音和数据占用相同的网络资源，并且根据QoS保证语音相对于数据业务有优先权，因此一旦语音业务负载过高，数据业务就无法得到保障，甚至出现业务中断的情况。经过系统统计，目前配电网在GPRS/CDMA系统的一次通信成功率低于90%，无线公网GPRS终端在线率（终端在线时长/总统计时长）约为85%，这无法满足电网对于业务终端的在线率要求。而4G技术语音和数据分离，分别放在不同的网络资源上承载，互不影响，因此能保证更高的通信成功率和在线率。
3基于4G的配网自动化终端接入方案设计
基于4G的配电网自动化通信系统由远程终端、数据传输网络、监测中心三部分组成。数据传输网络采用基于TD-LTE技术的无线公网来实现。数据传输网络主要为用户终端提供无线信号接入，用户终端层通过无线空中接口与接入层基站互联，接入层通过电力系统光纤通信专网建立与监测中心的联系，实行无线资源的管理、业务的调度等功能。无线通信规约采用IEC60870-5-101规约。配网自动化系统同时提供软件数据接口，为地调SCADA、负荷监控和管理、用电营业管理系统、管理信息系统等提供数据支持。
4总结
本文针对电力通信的特点，分析了4G技术在配电网自动化通信系统中的应用利弊，并简要提出了能满足复杂条件下基于4G技术的配电网自动化通信系统设计方案。4G通信技术在电力系统中的应用必定会成为今后电力系统通信发展的重要方向，对我国国民经济的发展以及社会的发展都有重要的意义。
作者：张诚 单位：广东辰誉电力设计咨询有限公司