電力自動化系統現代通訊技術探究

余佳榮

摘要：文章簡單介紹了電力自動化系統中現代通訊技術的應用價值，并對電力自動化系統中現代通訊技術的應用模式進行了進一步探究，希望為現代通訊技術在電力自動化系統中的有效應用提供一些參考。

關鍵詞：電力自動化系統;現代通訊技術;光纖

前言：作為我國專用通訊網絡內發展較為完善、規模較大的專網，電力自動化系統通訊網絡隨著現代通訊技術的升級而不斷優化。上世紀70年代，電力線載波成為電力系統通訊主要用技術。上世紀80年代，電力模態擬微波成為電力通訊主流技術。進入本世紀，電力通訊網絡光纖化進程逐步加快，為電力自動化系統安全性、可靠性的提升提供了保障。因此，探究現代通訊技術在電力自動化系統中的應用具有非常重要的意義。

一、電力自動化系統中現代通訊技術的應用價值

1. 信號轉換

在電力自動化系統運行過程中，利用現代通訊技術，可以將非電信息轉換為電信號，為信息傳送奠定基礎。

2. 任務發送

在電力自動化系統運行過程中，利用現代通訊技術，可以對電信號進行進一步放大、調制、濾波處理，滿足任務發送要求。

3.信道交換

在電力自動化系統運行過程中，利用現代通訊技術，可以溝通輸入設備、發送設備，促使雙方信道交換，提高發信設備利用率[1]。

二、電力自動化系統中現代通訊技術的應用模式

1. 微波中繼通訊

微波中繼通訊是一種無線電通訊模式，主要傳播頻率為300MHz到300GHz的電磁波。微波中繼通訊線路包括微波終端站（電路端點）、中間轉接站、樞紐站、主站幾個部分。其中終端站主要位于發信通道，負責借助微波機將調制后用戶信號移動到新的頻率，以群路信號的形式完成變頻;而中繼站則負責接收某一方向發來的信號并進行變頻、放大處理，進而向另一個方向發送;樞紐站主要負責進行3個及以上方向站的信號發送、接收以及上部分、下部分話路插入;主站主要負責接收某一方向站發送的微波信號，經微波機進行變頻后進入載波機，同時進行頻帶下遷移后分支話路并插入新話路。

在電力自動化系統中，微波中繼通訊的關鍵在于微波頻段的無線電波。在微波中繼通信模式中，信號發送端可以將數字終端機輸送的中頻信號調相為70MHz的中頻調頻信號。進而放大中頻與微波信號發送端本振混合為2GHz的微波調頻信號，并利用信號輸出單元將2GHz的微波調頻信號饋送到天線端，經天線端發送到另一個站點[2]。

在信號接收端，微波中繼通訊站可將接收的高頻率微波信號轉變為中波信號、低頻率群路信號，并傳送到微波機。整個過程包括高頻轉接、中頻轉接、PCM（脈沖編碼調制）轉接幾種形式。高頻轉接是基于信號接收機微波輸入單元的小失真轉接;中頻轉接是基于信號接收中頻部分的大失真轉接，適用于中繼站;PCM轉接則是基于信號接收數字終端的大失真轉接，適用于主站。

2. 載波通訊

載波通訊是電力自動化系統中應用范圍最大的通訊模式，包括明線載波通訊、電纜載波通訊、電力線載波通訊幾種模式。載波通訊系統的通訊線路是高壓輸電線，包括載波交換機、增音機幾個部分。其中載波交換機主要負責根據通訊傳播質量調制、解調制原始信號，包括雙邊帶電力線載波機、單邊帶電力線載波機兩種類型;增音機主要用于線路傳輸衰減時信號補償。

在電力自動化系統載波通訊模式中，調度關系、電網結構、話務量是通訊質量的決定性因素。根據上述因素的編號，又可劃分為中央通訊、定頻通訊兩種模式。中央通訊的中央站是調度所，可以完成一對N定頻通訊，各站點獨立存在，僅可與中央站進行通訊，且在同一時間內與中央站通訊的站點有且只有1個，使用頻率的數量則為2個;定頻通訊是載波機的信號發送頻率、信號接收頻率維持一定的一對一通訊方式，各站點之間可以進行一對一定頻式通訊，根據通道衰減損耗可以進行信號接收電平調整，確保電力自動化系統載波通訊狀態處于最佳。由于該通訊模式接通用戶耗時長、占有頻率多，多用于110kV及以上電力自動化系統中。

3. 光纖通訊

光纖通訊是近幾年電力自動化系統通訊的主流，載波為光波，傳輸媒介是光纖，可以滿足遠距離單一方向信息傳遞需求。光纖通訊系統包括發射端、接收端、廣義信道幾個部分。廣義信道可以將源于用戶端的信息轉換為原始電信號（基帶信號），經發射端將原始電信號向滿足信號傳輸要求的信號轉換。對于電力自動化系統中數字電話傳輸來說，需要經電話機將話音向頻帶信號轉換，進而經發射機PCM模塊將模擬頻帶信號向數字信號轉換并通過數字復接器進行多路數字信號集成[3]。一般一路話音轉換為數字信號的傳輸速率為64kb/s，多路數字信號集成的數字系列傳輸速率則為2048Mb/s（30路）。

在電力自動化系統光纖通訊模式中，到達光發射機前端信號處理、光接收機接收信號后處理與電纜通訊模式類似，但通訊線路存在差異。光纖可同時傳輸數字信號與模擬信號的能力，為電力自動化通訊局域網絡、廣域網絡以及其他數據傳輸系統構建提供了充足支持。對于接入電力自動化通訊局域網的設備來說，可以經CANBUS、LONWORKS等現場總線模式配合微機整合數據，進而以TCP/IP（傳輸控制協議/網際協議）方式接入電力自動化系統內局域網，或者以RS232網絡方式接入通訊裝置，配合全部工作站點掛接于局域網（或ATM網），實現數據共享。

總結：

綜上所述，在電力自動化系統運行過程中，需要在電站二次設備、相關智能設備之間開展信息共享、信息交換，而當前信息傳輸的多元性、復雜性對通訊技術提出了更高的要求，傳統封閉式專用電力通訊技術已無法滿足當前電力自動化系統通訊的需要。因此，電力自動化系統構建者應合理利用載波通訊、微波中繼通訊以及光纖通訊技術，構建廣域網/局域網/現場總線并存的網絡結構，打造多層次、多局部交錯的形信息傳輸形態，為不同智能設備與遠程控制、保護裝置、工作站接入電力自動化系統提供支持，助力電力自動化多方互聯系統的構建。

參考文獻：

[1]趙衛東.電力系統中的通訊自動化設備研究與工作模式分析[J].智能城市，2018（04）：62-62.

[2]李方亮.電力和信息通訊系統混合仿真方法的研究[J].電子測試，2018（13）：120-121.

[3]張同偉.電力通訊網絡的優化[J].電子技術與軟件工程，2020（21）：7-8.