淺析電力自動(dòng)化通信網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建

黃波

摘 要：作為變電站實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的核心構(gòu)成要素，通信網(wǎng)絡(luò)有著極其重要的作用價(jià)值。目前電力自動(dòng)化系統(tǒng)已經(jīng)在現(xiàn)代通信技術(shù)的支持之下取得了巨大的發(fā)展與進(jìn)步，其能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的遠(yuǎn)程精準(zhǔn)控制。本文簡(jiǎn)要分析了當(dāng)前我國(guó)電力自動(dòng)化通信網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀情況，介紹了無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)在電力自動(dòng)化中的具體應(yīng)用，并就電力自動(dòng)化通信網(wǎng)絡(luò)方案提出了現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)方案與嵌入式以太網(wǎng)兩種方案。

關(guān)鍵詞：電力自動(dòng)化；現(xiàn)場(chǎng)總線；嵌入式技術(shù)；以外網(wǎng)

中圖分類號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

作為電力系統(tǒng)當(dāng)中最為關(guān)鍵的一項(xiàng)構(gòu)成內(nèi)容，網(wǎng)絡(luò)通信是保障電網(wǎng)能夠持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵與核心。伴隨著當(dāng)前我國(guó)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的逐步增多，網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)也在需求不斷擴(kuò)大的同時(shí)而持續(xù)發(fā)展，同時(shí)也被應(yīng)用到了社會(huì)生活的多個(gè)領(lǐng)域內(nèi)。目前國(guó)內(nèi)主流的電力通信線路基本都是光纖主干，因電壓級(jí)別所存在著的差異性在通信網(wǎng)絡(luò)方案的選擇上也有所區(qū)別。隨著電力自動(dòng)化程度的逐步提升，相信用不了多久我國(guó)在電力自動(dòng)化通信網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中將可實(shí)現(xiàn)多種設(shè)備間的無(wú)縫連接。

一、電力自動(dòng)化通信網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀

當(dāng)代科技水平不斷取得突破，這也在很大程度上推動(dòng)了我國(guó)的信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展，在當(dāng)前我國(guó)社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)都有著極其廣泛的應(yīng)用，在電力系統(tǒng)當(dāng)中亦不例外，網(wǎng)絡(luò)通信也成為電力系統(tǒng)最為關(guān)鍵的一項(xiàng)構(gòu)成內(nèi)容，是促使電力系統(tǒng)能夠得以實(shí)現(xiàn)數(shù)字信息化的必要基礎(chǔ)保障。伴隨著當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的快速發(fā)展，新型化的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在電力系統(tǒng)當(dāng)中的應(yīng)用也已經(jīng)十分廣泛，以光纖通信為代表的新型主干網(wǎng)通信技術(shù)，促成了對(duì)更大范圍內(nèi)的發(fā)電廠及變電站的全面覆蓋。電力系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)不僅能夠支持實(shí)時(shí)性的數(shù)據(jù)通信服務(wù)以及遠(yuǎn)程控制、EMS等業(yè)務(wù)之外，還可提供語(yǔ)音通信、調(diào)度電話等服務(wù)。

二、無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)在電力自動(dòng)化中的應(yīng)用

無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成主要就包括了：管理服務(wù)器、無(wú)線基站與終端。目前的電力自動(dòng)化系統(tǒng)所應(yīng)用到的無(wú)線通信技術(shù)主要有：WLAN、WPAN、WWAN、WMAN四種，與傳統(tǒng)的有線通信形式所不同的是，無(wú)線通信技術(shù)的性能優(yōu)勢(shì)處于全面領(lǐng)先地位，特別是變電站的遠(yuǎn)程控制效果十分優(yōu)異。然而其同時(shí)也存在著一些缺點(diǎn)與不足，即：相較于有線通信其信號(hào)在傳輸過(guò)程中較易被竊聽，從而導(dǎo)致電力系統(tǒng)受到威脅。針對(duì)這一情況需加強(qiáng)對(duì)防竊聽技術(shù)的大力研究。

在電力系統(tǒng)的自動(dòng)化發(fā)展過(guò)程當(dāng)中，可采用以下及類型是來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，具體包括有：

（1）以當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)設(shè)施為基礎(chǔ)；

（2）架設(shè)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)。這一方式可以保障電力企業(yè)更好的掌控通信網(wǎng)絡(luò)。但這一方式的缺點(diǎn)也較為明顯，即前期成本投資較大，且后期維護(hù)的費(fèi)用支出也不菲。而隨著數(shù)字電子技術(shù)和無(wú)線通信技術(shù)的快速發(fā)展，混合式網(wǎng)絡(luò)將很有可能成為現(xiàn)實(shí)，這一網(wǎng)絡(luò)方式若能得以應(yīng)用將會(huì)對(duì)電力自動(dòng)化通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展帶來(lái)巨大的便利性。

三、電力自動(dòng)化通信網(wǎng)絡(luò)方案選擇

（一）現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)方案

在電力系統(tǒng)當(dāng)中所采用的總線網(wǎng)絡(luò)方案其功能性及作用價(jià)值有著巨大的差異性，圖1為無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)。監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)更多是被應(yīng)用在對(duì)多種不同，在網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)控制階段內(nèi)，錄波網(wǎng)絡(luò)主要是進(jìn)行故障信息的傳輸。而電力系統(tǒng)則基本是利用光纖來(lái)充當(dāng)通信介質(zhì)，通常情況下通信傳輸?shù)木嚯x大都在2km左右。因?yàn)樽冸娬揪W(wǎng)絡(luò)界都均能夠和總線網(wǎng)絡(luò)相鏈接，且具備較為良好的穩(wěn)定性效果，因而可被廣泛應(yīng)用到中低壓變電站系統(tǒng)內(nèi)。而對(duì)于>220kV的變電站，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中由于節(jié)點(diǎn)數(shù)較多因此有可能會(huì)造成帶寬量明顯減少，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)沖突不斷。在出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)沖突后，通信效率自然也就無(wú)從談起。因而，在高壓變電站中進(jìn)行通信網(wǎng)絡(luò)布設(shè)一般不采取現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)布設(shè)方式。

（二）嵌入式以太網(wǎng)方案

在變電站中預(yù)先布設(shè)三處光纖以外網(wǎng)，三處網(wǎng)絡(luò)間互為獨(dú)立關(guān)系。若采用嵌入式以外網(wǎng)來(lái)取代上文所提到的現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)，便會(huì)和高壓變電站間隔單元組屏不適宜，因此變電站通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)被分成兩層次來(lái)實(shí)施，以10MB/s以太網(wǎng)為主干網(wǎng)，把后臺(tái)和PC端相連接，使得總線網(wǎng)可發(fā)揮出對(duì)保護(hù)裝置的連接作用，進(jìn)而使得總線網(wǎng)信息可被發(fā)送至主干網(wǎng)上。由此，以外網(wǎng)與總線網(wǎng)的合并應(yīng)用便可有效避免自身所存在的缺陷及不足，使其兩方案的技術(shù)優(yōu)勢(shì)能夠得以充分發(fā)揮。

在對(duì)總線網(wǎng)實(shí)施連接處理時(shí)，因?yàn)橐c保護(hù)裝置相連接，由此便會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)量的急劇增多且流量也將驟然加劇，再加之受制于帶寬限制影響，持續(xù)的重復(fù)發(fā)送信息，必然會(huì)造成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信效率的降低。若能夠把嵌入式以外網(wǎng)和總線網(wǎng)加以結(jié)合，盡管并未對(duì)帶寬加以調(diào)整，然而卻極大地降低了節(jié)點(diǎn)數(shù)，減少了總線網(wǎng)的負(fù)荷量，在信息被發(fā)送至主干網(wǎng)后，因主干網(wǎng)有著較大的帶寬，即便保護(hù)裝置數(shù)量眾多，同樣也可維持較高的通信效率。由此，促使嵌入式以外網(wǎng)與現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)能夠有機(jī)結(jié)合起來(lái)便可大幅度提升網(wǎng)絡(luò)通信效率，并且以外網(wǎng)支持所支持的長(zhǎng)幀同樣要遠(yuǎn)超總線網(wǎng)，由此便會(huì)確保錄波輸送效率得以大幅度的提升。鑒于PC設(shè)備要能夠與總線網(wǎng)相連接，因此要應(yīng)用到PCLTA卡，其成本造價(jià)較高，若PC用量偏大則必然會(huì)導(dǎo)致成本的升高。若使之與以外網(wǎng)相連便可更加便捷，且還能夠減少一大筆的成本支出。

結(jié)語(yǔ)

總而言之，電力系統(tǒng)變電站的智能化水平，主要受制于通信網(wǎng)絡(luò)本身的穩(wěn)定性及優(yōu)越性所影響。隨著相關(guān)科技水平的快速發(fā)展和信息化程度的持續(xù)進(jìn)步，對(duì)于電力自動(dòng)化也有了更為嚴(yán)苛的要求，電力系統(tǒng)變電站的發(fā)展越來(lái)越趨向于智能化，這一發(fā)展趨勢(shì)與通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展有著十分緊密的聯(lián)系性。因此在開展變電站網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)工作時(shí)，便應(yīng)盡可能確立出較高的標(biāo)準(zhǔn)要求，選用穩(wěn)定性更好的通信網(wǎng)絡(luò)。

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