關(guān)于配網(wǎng)通信中無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的探討

2013-11-29 10:37:49 論文聯(lián)盟　點(diǎn)擊量：評(píng)論 (0)

1 前言所謂配網(wǎng)自動(dòng)化就是利用現(xiàn)代電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及通信及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與電力設(shè)備相結(jié)合，將供電部門(mén)的管理工作與配電網(wǎng)在正常及事故下的檢測(cè)、保護(hù)、控制、計(jì)量有機(jī)地融合起來(lái)，使得自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)成完整，

1 前言

所謂配網(wǎng)自動(dòng)化就是利用現(xiàn)代電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及通信及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與電力設(shè)備相結(jié)合，將供電部門(mén)的管理工作與配電網(wǎng)在正常及事故下的檢測(cè)、保護(hù)、控制、計(jì)量有機(jī)地融合起來(lái)，使得自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)成完整，將電能質(zhì)量進(jìn)行改進(jìn)，提高了供電可靠性，提高配網(wǎng)運(yùn)行管理水平以及提高供電企業(yè)為用戶(hù)服務(wù)水平，建立更密切更負(fù)責(zé)的用戶(hù)關(guān)系，確保較好的供電經(jīng)濟(jì)性，以及更為有效的企業(yè)管理。在配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中，配網(wǎng)自動(dòng)化通信是非常重要的環(huán)節(jié)，同時(shí)也是配網(wǎng)自動(dòng)化的神經(jīng)系統(tǒng)。

2 配網(wǎng)自動(dòng)化研究現(xiàn)狀

七十年代初期，西方國(guó)家提出了配網(wǎng)自動(dòng)這一概念，到上世紀(jì)九十年代，經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展，配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)形成了比較成熟的理論以及實(shí)際化應(yīng)用。在國(guó)外，配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)已經(jīng)形成了多個(gè)系統(tǒng)于一體的配電管理系統(tǒng)，例如法國(guó)、日本、韓國(guó)等國(guó)家根據(jù)自己的實(shí)際需要，實(shí)現(xiàn)了配網(wǎng)自動(dòng)化，并且效果較好。

在國(guó)內(nèi)，配網(wǎng)自動(dòng)化起步比較晚，起步于上世紀(jì)九十年代，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比滯后20年，到目前為止，國(guó)內(nèi)對(duì)配電網(wǎng)自動(dòng)化的探索和研究一直在進(jìn)行中，對(duì)配電網(wǎng) GIS;配電網(wǎng) DA;配電網(wǎng) SCADA都做過(guò)研究和試點(diǎn)，并且對(duì)其取得了一些經(jīng)驗(yàn)，但是沒(méi)有取得實(shí)用性的成功，其原因主要是由于受通訊技術(shù)條件和一次設(shè)備的限制。在全國(guó)，許多配網(wǎng)自動(dòng)化項(xiàng)目大規(guī)模的推廣目前還沒(méi)有，在具體的實(shí)施過(guò)程中主要以試點(diǎn)為主。隨著通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，近幾年來(lái)，所進(jìn)行的配電網(wǎng)自動(dòng)化局部項(xiàng)目的應(yīng)用研究有所成功，這為配電網(wǎng)自動(dòng)化的規(guī)劃建設(shè)奠定了良好的基礎(chǔ)。

3 目前電力配網(wǎng)自動(dòng)化通信技術(shù)的優(yōu)勢(shì)、劣勢(shì)及分析

到目前為止，在配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)中，比較常用的通信方式有兩種：有線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)。有線(xiàn)通信方式中包括有光纖通信、配電載波等。與無(wú)線(xiàn)通信相比，有線(xiàn)通信方式具有安全性、可靠性較高等優(yōu)點(diǎn)，但是悠閑通訊方式建設(shè)成本高、施工難度大、靈活性差等，這也成為了有線(xiàn)通信在配網(wǎng)自動(dòng)化中推廣應(yīng)用的致命之處，也是配網(wǎng)自動(dòng)化遲遲無(wú)法成功推廣的主要原因。為此，無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)成為配網(wǎng)自動(dòng)化中主要應(yīng)用的通信技術(shù)。而目前主要采用的是GPRS;230M數(shù)傳電臺(tái);CDMA公網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)。下面針對(duì)智能配電網(wǎng)的不同的通信方式進(jìn)行介紹。

4 智能配電網(wǎng)通信方式

在有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)兩種通信方式種，有線(xiàn)通信包括：光纖通信;音頻電纜通信;電力線(xiàn)載波通信等。無(wú)線(xiàn)通信包括：微波通信;無(wú)線(xiàn)電通信;GPRS ( CDMA) 通信;無(wú)線(xiàn)專(zhuān)網(wǎng)通信等。以下為詳細(xì)介紹。

4.1 光纖通信

在智能配電網(wǎng)通信中，有線(xiàn)通信中的光纖通信是其主干通信方式，光纖通信具有以下優(yōu)點(diǎn)：傳輸數(shù)據(jù)容量大、可靠性高等。比較常見(jiàn)的有兩種形式，分別是工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)組網(wǎng)、 EPON ( 以太網(wǎng)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)) 組網(wǎng)。

(1)工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)組網(wǎng)

在比較早的時(shí)期，工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)組網(wǎng)主要用于電力光纖通信，通過(guò)在終端位置布放交換機(jī)進(jìn)行光纖連接，組建基于 EAPS 協(xié)議的光纖以太環(huán)網(wǎng)，采用鏈形或環(huán)形組網(wǎng)方式，它的優(yōu)點(diǎn)是高帶寬、環(huán)網(wǎng)保護(hù)等。以太網(wǎng)交換機(jī)組網(wǎng)對(duì)光纖布置以及交換機(jī)數(shù)量要求較高，高成本。智能配電網(wǎng)終端數(shù)量是非常龐大，以湖南省長(zhǎng)沙市為例，僅僅是箱式變就可以達(dá)到五千臺(tái)以上，如果將架空設(shè)備、站房的二次終端等也考慮在內(nèi)，這個(gè)數(shù)量可以達(dá)到數(shù)萬(wàn)之多。所以，工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)不適合配電網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，主要就是由于其成本太高。

(2)EPON

EPON的全稱(chēng)為Ethernet Passive Optical Network，近幾年來(lái)，EPON發(fā)展的比較成熟，那么作為成熟的光纖通信技術(shù)，這就代表著智能配電網(wǎng)光纖通信技術(shù)發(fā)展的主流方向。組成EPON系統(tǒng)的有：局端光線(xiàn)路終端(OLT);用戶(hù)側(cè)光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)以及它們之間的光分配網(wǎng)(ODN)。其中光分配網(wǎng)主要包括分光設(shè)備無(wú)源光分路以及傳輸光纖。

4.2 音頻電纜通信

有線(xiàn)通信中的音頻電纜通信的特點(diǎn)是造價(jià)較低、易于實(shí)現(xiàn)，但是，比較容易受外界環(huán)境的干擾。特別是與10kV線(xiàn)路同桿架設(shè)時(shí)，一旦線(xiàn)路發(fā)生了短路，短路時(shí)產(chǎn)生的短路電流會(huì)在音頻電纜中產(chǎn)生很高的感應(yīng)電壓，甚至能達(dá)到 1.5kV，這樣會(huì)給通信終端設(shè)備運(yùn)行造成嚴(yán)重的損害。所以，音頻電纜通信已經(jīng)開(kāi)始逐漸被配電網(wǎng)通信建設(shè)所遺棄。

4.3 配電載波通信 (DLC)

配電載波通信的英文全稱(chēng)是Distribution Line Carrier，簡(jiǎn)稱(chēng)為DLC，配電載波通信是將需傳輸?shù)臄?shù)據(jù)調(diào)制成載波信號(hào)，再通過(guò)耦合器，將信號(hào)耦合到配電線(xiàn)路或屏蔽層上，利用現(xiàn)有配電線(xiàn)路作為通信信道的一種通信方式，不需要新建信道，配電載波通信的優(yōu)點(diǎn)是投資小、覆蓋廣。

4.4 微波擴(kuò)頻通信

微波擴(kuò)頻通信技術(shù)是指對(duì)微波載波進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制，將原來(lái)小的信號(hào)頻帶展寬換成大得多的寬頻信息進(jìn)行傳輸?shù)耐ㄐ欧绞健Ｋ哂泄β首V密度低和抗干擾性強(qiáng)的特點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中得到了廣泛應(yīng)用。但是對(duì)于智能配電網(wǎng)建設(shè)，由于在建設(shè)初期存在通信設(shè)備和工程投資大，將來(lái)的運(yùn)行和維修成本高，在城市的高樓中會(huì)出現(xiàn)信號(hào)被屏蔽的缺點(diǎn)，因此在實(shí)際建設(shè)中對(duì)于微波通信要慎重選擇。

4.5 230MHz 無(wú)線(xiàn)電臺(tái)通信

230MHz 無(wú)線(xiàn)電臺(tái)通信是國(guó)家無(wú)線(xiàn)電委員會(huì)分配給電力專(zhuān)用的無(wú)線(xiàn)頻點(diǎn)。電臺(tái)通信優(yōu)點(diǎn)是安裝方便、覆蓋范圍廣;缺點(diǎn)是：(1)僅僅支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信，它所采用的是數(shù)據(jù)輪詢(xún)傳輸方式，不能滿(mǎn)足實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)上傳的要求。(2)透明傳輸模式，缺乏糾錯(cuò)和加密功能。(3)在山區(qū)或者有較多高層建筑使用時(shí)，信號(hào)非常容易受到干擾。

4.6 無(wú)線(xiàn)公網(wǎng) GPRS (CDMA)

GPRS的全稱(chēng)為General Packet Radio Service，即通用分組無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)，它一種新型的無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，是在現(xiàn)有GSM系統(tǒng)上發(fā)展起來(lái)的。GPRS能夠提供P2P、外圍設(shè)備與中心節(jié)點(diǎn)之間的通信方式，在配電自動(dòng)化系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。

4.7 無(wú)線(xiàn)專(zhuān)網(wǎng)技術(shù)

無(wú)線(xiàn)專(zhuān)網(wǎng)技術(shù)能夠提供高帶寬、高速率通信業(yè)務(wù)，無(wú)線(xiàn)專(zhuān)網(wǎng)技術(shù)可廣泛應(yīng)用于配電自動(dòng)化系統(tǒng)中，在中國(guó)，主流的無(wú)線(xiàn)專(zhuān)網(wǎng)技術(shù)包括：多載波無(wú)線(xiàn)信息本地環(huán)路和全球微波互聯(lián)接入兩大方式

5 結(jié)語(yǔ)

在配電網(wǎng)自動(dòng)化中最重要的是配電網(wǎng)通信，為了保證配電網(wǎng)的自動(dòng)化，我們必須保證通信系統(tǒng)的安全可靠。盡管現(xiàn)代通信技術(shù)日益發(fā)展，但是仍然沒(méi)有一種通信手段能夠單獨(dú)滿(mǎn)足配電網(wǎng)通信的需求，因此，我們必須根據(jù)可靠，先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)原則，綜合考慮場(chǎng)合，實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)量等要求，對(duì)投資和維護(hù)費(fèi)用等進(jìn)行預(yù)先論證，采用組合式的通信方式來(lái)實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)自動(dòng)化。

責(zé)任編輯：和碩涵

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