第1章　配电网通信技术概述

1.1　配电网通信技术发展

国外从20世纪70年代就开始了配电网自动化技术及产品的研究开发工作。日本、北美和欧洲等国家和地区已进行了大面积的推广工作。相较而言，我国配电网自动化技术起步较晚。

20世纪80年代，借助国外发达国家的经验，我国引进国外先进的音频负荷控制技术和无线电负荷控制技术，开展了基于电力线、无线电的远程负荷控制系统试点工作。此时的通信技术处于模拟通信阶段，如无线电台、电力线载波、电话线、音频电缆等低速、小范围覆盖的通信技术。

20世纪90年代，数字电台、2G、光纤等通信技术逐渐成熟，性能得到提升，应用范围得到扩大。由于配电网基础设施薄弱，有电送不出的矛盾比较突出，改造配电网、提高供电质量的问题提上议事日程。供电企业在积极投资配电网一次设备的同时，逐步摸索、尝试配电自动化技术。20世纪90年代末，国家启动了城乡电网改造工程，国内有60多个地级城市的供电企业开展了配电自动化系统工程试点工作。新配电终端设备均配置了串行通信接口，先后经历了双绞线、现场总线、电力线载波、230MHz无线数传电台、无线扩频一点多址、光纤等多种通信技术，建立了现场配电网终端与主站（子站）间的通信通道。用电营销主要开展了远程抄表试点应用，采用了低速电力线载波、RS485等短距离通信技术。但从整体范围来看，配电网自动化程度相对较低，其中通信通道问题已是配电网自动化推广的重要障碍之一。

自2000年以后，通信技术尤其是网络通信技术的发展突飞猛进，进入了宽带高速、多业务综合接入的网络通信时代。接入网在现代通信网中占有越来越重要的地位，工业以太网、xPON无源光网络、宽带PLC、3G/4G、宽带无线专网等通信技术迅速发展并规模化应用。

2008年，随着智能电网概念的提出和建设，城市电网改造和用户要求的提高，配电智能化建设进入了一个新阶段，配电网智能化、用电智能化的通信问题已经成为电力通信建设的重点之一。电网公司制定了智能电网发展规划，其中包含终端通信接入网建设。电力公司跟踪并逐渐应用先进成熟的接入网通信技术，配电网通信迎来了快速发展与建设的历史阶段。在光纤通信方面，2005年浙江海盐等地区最早试点EPON（Ethernet Passive Optical Network，以太网无源光网络）技术在配电网自动化系统中的应用，深圳、珠海等地区试点应用工业以太网技术。2010年电网公司发布了电力EPON/GPON（Gigabit-Capable PON，吉比特无源光网络）技术标准，在部分核心区域关键业务建设配网光纤通信网络，承载配电自动化等核心业务，同时开展了电力光纤到户等智能电网应用试点。在电力线通信（Power Line Communication，PLC）技术方面，2000年宽带PLC技术兴起，国内北京、沈阳等地区试点小区宽带接入应用；窄带FSK（Frequency-Shift Keying，频移键控）/PSK（Pre-Shared Key，预共享密钥）及扩频电力线载波通信技术主要用于低压抄表系统。自2008年起，电网公司开启了规模化用电信息采集系统建设，电力线载波、短距离无线通信技术等逐渐标准并规模化应用。在远程接入方面，主要以2G/3G/4G移动通信技术为主，解决了用电信息采集、配电监测等远程接入的难题。随着智能电网试点和建设的推进，以及电力xPON、工业以太网、4G无线公网、微功率无线、宽带电力线载波通信等技术的成熟，技术标准不断完善，2015年电网公司发布了终端通信接入网典型设计等系列标准规范，配电网通信进入大规模建设阶段。

“十三五”时期，随着泛在电力物联网概念的提出，配电通信网进入新阶段，进入了配电物联网建设阶段。配电通信网覆盖范围向下延伸，接入业务涉及电力物联全业务感知及能源物联业务。在这一阶段，配电网通信技术自主化研发、芯片国产化得到大力发展，制定了自主230MHz/1.8GHz电力无线专网、NB-IoT/LoRa等LPWAN（Low-Power Wide-Area Network，低功率广域网络）无线通信技术标准，开展了探索与小规模试点应用；发布了宽带PLC/HPLC互联互通技术标准，研制了自主核心HPLC芯片，并应用在新一代用电信息采集系统中；开展了5G移动通信技术在配电网应用中的研究与测试验证，北斗短报文通信服务作为无人或偏远地区场景补充通信手段。