摘要：随着配电网自动化体系建设的不断深入，基于无线网络等远程传输技术不断应用，为配电网的状态监控、日常管理、故障识别等提供了重要基础。因此，文章以余姚山区配电网通信系统为研究对象，在分析其通信可靠性的基础上对具体的提升浆略进行分析．旨在为强化山区地区配电网自动化与信息化建设提供必要参考。

关键词：配电网；通信；可靠性；提升策略；山区

文献标识码：A   中图分类号：TM72

文章编号:2096-4137(2021)08-21-02   DOI:10.13535/j.cnki.10-1507/n.2021.08.04

配电网是电网的重要组成部分。当下，我国配电网建设正进行全面自动化、数字化升级，并取得了丰硕的成绩。在配电网升级改造过程中，通信系统起到不可或缺的作用。在传统布局中，配电网的远程管理依靠统一建设的弱点系统来予以实现，此种实现方式在成本、施工难度、维护等方面具有一定的劣势。随着4G通信网络的不断普及以及5G通信网络的不断应用，基于无线网络的远程监控与操作成为可能，这对于全面普及配电网的信息化与自动化具有积极意义及影响。从实际的建设与应用层面来看，配电网的自动化系统建设虽然在城区得到了良好的应用效果。但是，在广大的山区地区依旧存在一定的可靠性问题，其中绝大部分问题是由通信系统所造成的。基于此，对具体配电网通信系统可靠性进行分析并提出提升策略迫在眉睫。

1  余姚山区配电网简介

余姚山区配电网隶属于国网浙江余姚市供电公司，为余姚市南部山区提供供电支撑。依托于10kv陈岩T211线等干线线路，余姚山区供配电体系已经基本成型，为农村地区的生活、生产、旅游开发等提供有效助力。现阶段，余姚山区配电网新建工程均整合了智能化电网设施，全部供配电设备均可以实现远程监控及管理，并对常见配电故障与问题进行警报及自我处置。旧有电网的智能化升级改造也如火如茶的进行，取得了丰硕的成绩。然而，在实际的建设与运营过程中发现，配电网的智能化建设受到山区地势地貌、环境、软硬件设备等外在环境的影响，在可靠性层面上显著低于城区的配电网建设水平，没有完全达到智能化建设需求。这一问题的产生引起了供电公司的高度重视，要求通过加大投入与科研等方式提出一整套具有可行性的解决策略，并在余姚山区配电网工程中予以推广。

2  配电网通信可靠性现状及主要问题

从实际建设的经验来看，配电网智能化系统的建设依托于通信系统，只有在通信系统保持畅通的情况下，才能够实现对于配电网的远程控制及后台监控。配电网通信系统建设依赖于公共4G网络所构建的无线通信系统，形成中心机与终端机之间的互联互通。在一般情况下，此种链接模式由于属于发散性线性链接，在可靠性、系统见余以及信号传输与负载平衡等方面均存在一定的优势。也正是基于上述优势，配电网智能化系统无线通信传输系统得以在全国范围内推广与普及。

但令人遗憾的是，在实践过程中，此种通信架构模式在余姚山区表现出一定的不适应问题，其主要表现为信号的不稳定。在部分时段中，通信信号难以捕捉，反馈在后台服务器上则表现为终端的掉线。而人工核查则很难分清此种掉线行为是设备故障还是网络信号通畅问题。此外，信号的高延时也常有发生，服务器与终端之间的信息交互常常伴随着较高延迟，使得基于远程的实时操作很难在实践中得到有效落实。带宽也受到了较为明显的限制，这也使得余姚山区中的配电网智能系统中的远程视频系统、无人机、自动巡检机器人等项目难以推广。

通信信号的不稳定直接造成了余姚山区智能化配电网综合可靠性的下降，甚至由于远程通信障碍对配电网的运行造成了一定的风险与损失。究其根本，产生通信不可靠问题的关键原因在于3个方面：①虽然我国4G信号的覆盖率世界第一，但是依旧存在明显的城乡差异。简而言之，4G信号虽然对山区存在覆盖，但是在信号强度、稳定性等方面上无法与城市地区相比。这就决定了原本在城市区域内得到有效应用的无线智能系统受到信号覆盖率的影响。除此之外，山区信号基数较低，对其进行大规模扩征于成本要求不符，短期内也很难通过运营方升级的方式得到解决。②山区高程落差较大，乡村建设往往依托于山谷而建，属于较低的海拔高度。配电网的核心目的是为山区居民输送电力，在建设中必不可免地需要在低海拔地区建设配套设备，而此部分配套设施显然会受到山峰等高海拔建筑物、自然物的影响，更进一步削弱了信号强度，造成了一定的屏蔽效应。与此同时，山区的地质结构也对信号的传输具有一定的影响，如余姚山区中蕴含的金属矿藏产生了天然的信号屏蔽源，更进一步加剧了此种影响的强度。③余姚山区多树木，且以多年的乔木为主，树木高大更增加了对信号的影响与扰动，如图1所示。
基于上述3方面的核心原因，余姚山区配电网智能化系统建设中的信号问题一直无法得到有效的解决，从而降低了配电网的综合可靠性，也对配电网的实际运营与维护造成了实质性影响。要想进一步解决通信系统带来的配电网智能化建设可靠性不高问题，亟待通过有效的组网方式来对该问题进行有效的解决及规避。

3  配电网通信可靠性提升策略

基于上述分析可以看出，余姚山区自身网络的不稳定以及信号干扰与屏蔽来源较多是产生通信系统可靠性不高的根本来源。针对这一问题，可以通过多种模式来予以解决，其中较为可行的方案分为3种：①提供信号增强设备。通过对信号终端加建信号放大器的方式来增强终端与服务器之间的信号链接。此种方式能够有效规避信号屏蔽、干扰等问题。但是，在建设成本上需要较大的投资，同时信号放大设备的电能需求相对较大，这对于山区设备供电是客观挑战，也容易产生包括消防在内的安全隐患。②提供更高质量的公共网络。通过加大对余姚山区地区4G网络的建设力度或采用5G覆盖的方式对信号的公共网络进行强化。此种方式涉及到的成本相对较高，且需要与当地网络供应商形成良好互动，在成本分摊、建设标准等方面难以达成共识。③通过构建局域网的方式形成局部的网络链接，并采用局域网与公共网络之间的链接实现终端与服务器间的通信。此种方式提高了局域网建设的自主性，在成本及建设流程上相对可行。同时局域网服务器可以采用有线或利用信号稳定的公共移动服务网络与服务器进行链接，极大地提升了链接的效率与可靠性，可以对该问题进行有效解决。按照上述思路，通过建设余姚山区通信局域网的方式来解决信号可靠性问题是一个有效方案。具体可以采用总线型局域网的方式来进行架构。总线形结构网络是将各个节点设备和一根总线相连。网络中所有的节点工作站都是通过总线进行信息传输的。在总线结构中，作为数据通信必经的总线的负载能量是有限度的，这是由通信媒体本身的物理性能决定的。能够实现分布式的总线局域网搭建，以区域性的无线网络作为核心构建不同分级之间的总线服务器，不同总线服务器之间采用有线或定向无线的方式进行链接。可以实现网络可靠性高、网络节点间响应速度快、共享资源能力强、设备投入量少、成本低等效果，总线型局域网组网拓扑图如图2所示。
4  结语

本文以余姚山区配电网建设为例，探讨了其通信系统的可靠性问题，并就问题产生的根本原因加以分析。在此基础上，探讨3种可行的解决方案，并选择构建局域网的方式对具体提升可靠性策略进行研究，希望为后续的建设与升级提供必要参考。

作者简介：孙辉(1983一)，男，浙江余姚人，国网浙江余姚市供电有限公司高级工程师，研究方向：电气工程及其自动化。

参考文献

[1]黄素强．探究10kv配网自动化系统设计[J]．低碳世界，2019，9(12)：105-106．

[2]陈荣，黄龙安．基于供电可靠性的10kV自动化配网设计[J]．电子技术与软件工程，2019(23)：104—105．

[3]朱维佳．城市配网自动化的建设及对配电网可靠性影响研究[D]．南昌：南昌大学，2019．

(责任编辑：周羿廷)