基于衛(wèi)星通信技術(shù)平臺(tái)的通信組網(wǎng)方式在阿壩電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

弋中欣，鄭興元

四川省電力公司阿壩公司，四川茂縣 623200

0 引言

阿壩州自然情況：

阿壩藏族羌族自治州位于四川省西北部，地處青藏高原東南緣，橫斷山脈北端與川西北高山峽谷的結(jié)合部，東南部為高山峽谷區(qū)，中部為山原區(qū)，西北部為高原區(qū)。地理位置為：東經(jīng)：104.37度 北緯：31.13度一帶區(qū)域內(nèi)，緊鄰成都平原，地貌以高原和高山峽谷為主，地形地貌復(fù)雜、溝谷交錯(cuò)、氣候多樣，氣溫自東南向西北并隨海拔由低到高而相應(yīng)降低。西北部的丘狀高原冬季嚴(yán)寒漫長，夏季涼寒濕潤，年平均氣溫0.8℃～4.3℃。山原地帶夏季溫涼，冬春寒冷，干濕季明顯，年平均氣溫5.6℃～8.9℃。

衛(wèi)星通信組網(wǎng)方案提出背景：

阿壩公司是四川省電力公司新組建的一個(gè)地區(qū)電網(wǎng)公司，所轄變電站（電廠）嚴(yán)重缺少電網(wǎng)自動(dòng)化及通信設(shè)備，關(guān)口的電量信息無法采集，電網(wǎng)調(diào)度只能盲調(diào)，無法實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化。嚴(yán)重缺少配電自動(dòng)化系統(tǒng)，用電信息無法及時(shí)采集，無法實(shí)現(xiàn)用電可靠性管理。同時(shí)，阿壩公司所轄區(qū)域廣闊，變電站（電廠）多處于偏遠(yuǎn)地方，如采用傳統(tǒng)架設(shè)光纖通信方式存在投資巨大，建設(shè)條件困難，周期長等難以解決的問題。

隨著電網(wǎng)自動(dòng)化科技技術(shù)的發(fā)展，基于衛(wèi)星通信技術(shù)為平臺(tái)的通信組網(wǎng)方式技術(shù)已日臻成熟，阿壩公司為實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)節(jié)能發(fā)電調(diào)度，加強(qiáng)用電管理，保護(hù)設(shè)施安全，提高經(jīng)濟(jì)效益和企業(yè)競爭力，在現(xiàn)階段組建光纖通信網(wǎng)還不能實(shí)現(xiàn)的情況下，提出組建基于衛(wèi)星通信技術(shù)為平臺(tái)的電力通信組網(wǎng)方式。

1VSAT衛(wèi)星空間通信

VSAT(Very Small Aperture Terminal，甚小口徑衛(wèi)星終端)是一種先進(jìn)的衛(wèi)星通信技術(shù)，和其他通信技術(shù)相比，具有如下特點(diǎn)：

通信距離遠(yuǎn)，覆蓋面積大，傳輸與距離無關(guān)，衛(wèi)星數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)可以跨國、跨省開展；

不受地理?xiàng)l件限制，對(duì)山區(qū)、沙漠、高原、海島等鋪設(shè)地面線路困難且成本較高的地區(qū)通過衛(wèi)星方式可便捷地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸；

容災(zāi)性強(qiáng)，不受地面自然及大氣變化限制，可在任何地面極限自然災(zāi)害條件下和惡劣環(huán)境中迅速開機(jī)、穩(wěn)定工作；

費(fèi)用與通信距離無關(guān)，與地面通信線路相區(qū)別，衛(wèi)星數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的服務(wù)費(fèi)用與傳輸距離無關(guān)，因此對(duì)于較偏遠(yuǎn)地區(qū)采用衛(wèi)星數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)方式可以大幅度的節(jié)約通信費(fèi)用；

通信頻帶寬、傳輸容量大。衛(wèi)星數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)帶寬可在2G帶寬內(nèi)靈活分配，全方位滿足不同用戶的需求，可進(jìn)行數(shù)據(jù)、視頻、語音信息的透明傳輸。

1.1 VSAT衛(wèi)星空間通信、GPRS/GSM無線公網(wǎng)通信和光纖通信組網(wǎng)對(duì)比

?

實(shí)踐證明，在自然環(huán)境比較惡劣且需要傳輸變電站自動(dòng)化信息的偏遠(yuǎn)地區(qū)采用衛(wèi)星技術(shù)組建電力調(diào)度與營銷及遠(yuǎn)動(dòng)自動(dòng)化通信網(wǎng)路是比較適宜的選擇。

1.2 “VDC-2000電力衛(wèi)星數(shù)據(jù)通信終端”的特點(diǎn)

“VDC-2000電力衛(wèi)星數(shù)據(jù)通信終端”采用通道數(shù)據(jù)流壓縮技術(shù)、數(shù)據(jù)交換處理技術(shù)結(jié)合為一體的集成裝置。除具備上述備常規(guī)衛(wèi)星通信特點(diǎn)之外，還具有如下特點(diǎn)：

實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星通道數(shù)據(jù)流控制智能化。獨(dú)有的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、優(yōu)化信道數(shù)據(jù)和傳輸流量，有效降低運(yùn)行費(fèi)用；

增加網(wǎng)絡(luò)管理與交換功能，接口豐富、系統(tǒng)集成化程度高。集成串口—網(wǎng)口轉(zhuǎn)換和網(wǎng)絡(luò)交換模塊，功能齊全，不需外接相應(yīng)功能的分立設(shè)備；

增加了遠(yuǎn)方終端隨機(jī)檢測和網(wǎng)絡(luò)交換模塊自啟動(dòng)、自恢復(fù)功能；

系統(tǒng)抗干擾能力突出，足以適應(yīng)變電站等高電磁干擾環(huán)境；

耐候能力強(qiáng)。集成終端充分考慮我國南北方自然環(huán)境和氣溫的差異，對(duì)設(shè)備與主板均采取了相應(yīng)的技術(shù)處理；

提高自然災(zāi)害和突發(fā)事件應(yīng)急接入能力，工作穩(wěn)定，適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)。只需更換移動(dòng)式 天線，就可組成臨時(shí)應(yīng)急通信系統(tǒng)；

結(jié)構(gòu)外形緊湊，可直接嵌入19吋標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜內(nèi)，與其他電力控制單元融為一體。

2 衛(wèi)星通信方式在阿壩電網(wǎng)中的應(yīng)用

2.1 阿壩電網(wǎng)通信現(xiàn)狀及規(guī)模

阿壩公司調(diào)度所轄廠站大多地處深山、高原，規(guī)模小、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)分散、無通信通道、自動(dòng)化設(shè)備，且自然環(huán)境惡劣、氣候條件復(fù)雜、地域廣闊、交通不便，現(xiàn)大多廠站只能采取市話調(diào)度方式，調(diào)度、營銷系統(tǒng)均不能監(jiān)視現(xiàn)場設(shè)備實(shí)際運(yùn)行情況，給電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來很大的隱患。

目前，阿壩公司調(diào)度管轄無遠(yuǎn)動(dòng)通道的變電站共有110kV變電站 11 座；35kV變電站 32座，調(diào)度管轄營銷關(guān)口所在廠站 17 座。電網(wǎng)所轄13個(gè)縣區(qū)供電部門目前均未設(shè)立縣級(jí)電力調(diào)度機(jī)構(gòu)，目前全州電網(wǎng)由阿壩公司地調(diào)負(fù)責(zé)統(tǒng)一調(diào)度管理。

根據(jù)電網(wǎng)現(xiàn)狀及調(diào)度、營銷數(shù)據(jù)采集量和廠站在系統(tǒng)安全運(yùn)行中的重要程度，現(xiàn)對(duì)4個(gè)重要的110kV變電站進(jìn)行了衛(wèi)星通信組網(wǎng)試點(diǎn)。

2.2 110KV廠站衛(wèi)星組網(wǎng)方案

根據(jù)上述情況，本次衛(wèi)星通信試點(diǎn)工程組網(wǎng)以阿壩地調(diào)為中心，設(shè)置衛(wèi)星通信中心站，并輻射至4處所轄變電站，組建1-4的星狀結(jié)構(gòu)電力調(diào)度自動(dòng)化衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)。

組網(wǎng)方案如圖（1）所示。

本次選用亞洲衛(wèi)星公司所屬“亞洲-3S”同步衛(wèi)星，該星定點(diǎn)于東經(jīng)130度赤道上空，電磁波對(duì)四川區(qū)域照射強(qiáng)度高，工作穩(wěn)定；

以阿壩公司調(diào)度中心組成1：N星狀網(wǎng)；

考慮到調(diào)度中心站通信可靠性和信道容量，主站天線采用2.4米Ku波段高增益環(huán)焦天線，上行發(fā)射機(jī)功率為3W；

變電站采用1.8mKu波段偏饋天線，ODU上行發(fā)射機(jī)為1瓦；

變電所等現(xiàn)場的SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)由RTU經(jīng)RS-232串口與“VDC-2000電力衛(wèi)星數(shù)據(jù)通信終端”串口界面相連接；自動(dòng)化系統(tǒng)以衛(wèi)星通信終端設(shè)備的數(shù)據(jù)接口為界面。信道通信規(guī)約為“部頒CDT”或“DL-104”；

“VDC-2000電力衛(wèi)星數(shù)據(jù)通信終端”外設(shè)4個(gè)以太網(wǎng)的局域網(wǎng)絡(luò)(Ethernet LAN)接口，采用TCP/IP 或UDP/IP通信協(xié)議；

3 達(dá)到的效果

通過對(duì)阿壩公司所屬的4個(gè)110kV變電站監(jiān)控系統(tǒng)軟件升級(jí)調(diào)試，順利實(shí)現(xiàn)對(duì)4個(gè)SCADA子站系統(tǒng)通過衛(wèi)星通信方式接入調(diào)度主站系統(tǒng)，結(jié)束阿壩電網(wǎng)調(diào)度指揮盲調(diào)的局面，調(diào)度值班員在調(diào)度中心就可監(jiān)管各個(gè)變電站運(yùn)行工況，進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度，對(duì)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行有著極大的現(xiàn)實(shí)意義。同時(shí),也為我公司后期對(duì)縣電力公司的生產(chǎn)信息系統(tǒng)、辦公信息系統(tǒng)的建設(shè)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

4 結(jié)論

衛(wèi)星通信組網(wǎng)方式可滿足電網(wǎng)通信對(duì)信息傳輸?shù)臏?zhǔn)確性、可靠性、實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性的要求，能達(dá)到調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)用化的標(biāo)準(zhǔn)。

在投資少、時(shí)間短的情況下，通過衛(wèi)星通信組網(wǎng)方式是實(shí)現(xiàn)偏遠(yuǎn)地區(qū)電網(wǎng)通信傳輸?shù)挠行Х绞剑菍?shí)現(xiàn)調(diào)度自動(dòng)化和管理現(xiàn)代化可靠的一種通信手段。

衛(wèi)星通信組網(wǎng)方式還可作為常規(guī)通信方式的一種補(bǔ)充手段。在發(fā)生洪水、滑坡、地震等嚴(yán)重自然災(zāi)害造成常規(guī)通信通道損壞的情況下，衛(wèi)星通信方式將是一種可靠的后備通信方式。

[1]丁龍剛,馬虹.衛(wèi)星通信技術(shù).機(jī)械工業(yè)出版社，2006.

[2]甘仲民，張更新.衛(wèi)星通信技術(shù)的新發(fā)展.通信學(xué)報(bào)，2006(8).

[3]邸光宇.探討衛(wèi)星通信在西部農(nóng)村信息化建設(shè)中的應(yīng)用.世界通信，2007，5.