關于配網通信中無線通信技術的探討

2013-11-29 10:37:49 論文聯盟　點擊量：評論 (0)

1 前言所謂配網自動化就是利用現代電子技術、計算機技術以及通信及網絡技術與電力設備相結合，將供電部門的管理工作與配電網在正常及事故下的檢測、保護、控制、計量有機地融合起來，使得自動化系統的構成完整，

1 前言

所謂配網自動化就是利用現代電子技術、計算機技術以及通信及網絡技術與電力設備相結合，將供電部門的管理工作與配電網在正常及事故下的檢測、保護、控制、計量有機地融合起來，使得自動化系統的構成完整，將電能質量進行改進，提高了供電可靠性，提高配網運行管理水平以及提高供電企業為用戶服務水平，建立更密切更負責的用戶關系，確保較好的供電經濟性，以及更為有效的企業管理。在配網自動化系統中，配網自動化通信是非常重要的環節，同時也是配網自動化的神經系統。

2 配網自動化研究現狀

七十年代初期，西方國家提出了配網自動這一概念，到上世紀九十年代，經過20多年的發展，配網自動化系統形成了比較成熟的理論以及實際化應用。在國外，配網自動化系統已經形成了多個系統于一體的配電管理系統，例如法國、日本、韓國等國家根據自己的實際需要，實現了配網自動化，并且效果較好。

在國內，配網自動化起步比較晚，起步于上世紀九十年代，與發達國家相比滯后20年，到目前為止，國內對配電網自動化的探索和研究一直在進行中，對配電網 GIS;配電網 DA;配電網 SCADA都做過研究和試點，并且對其取得了一些經驗，但是沒有取得實用性的成功，其原因主要是由于受通訊技術條件和一次設備的限制。在全國，許多配網自動化項目大規模的推廣目前還沒有，在具體的實施過程中主要以試點為主。隨著通訊網絡技術的發展，近幾年來，所進行的配電網自動化局部項目的應用研究有所成功，這為配電網自動化的規劃建設奠定了良好的基礎。

3 目前電力配網自動化通信技術的優勢、劣勢及分析

到目前為止，在配網自動化建設中，比較常用的通信方式有兩種：有線、無線。有線通信方式中包括有光纖通信、配電載波等。與無線通信相比，有線通信方式具有安全性、可靠性較高等優點，但是悠閑通訊方式建設成本高、施工難度大、靈活性差等，這也成為了有線通信在配網自動化中推廣應用的致命之處，也是配網自動化遲遲無法成功推廣的主要原因。為此，無線通信技術成為配網自動化中主要應用的通信技術。而目前主要采用的是GPRS;230M數傳電臺;CDMA公網網絡等技術。下面針對智能配電網的不同的通信方式進行介紹。

4 智能配電網通信方式

在有線和無線兩種通信方式種，有線通信包括：光纖通信;音頻電纜通信;電力線載波通信等。無線通信包括：微波通信;無線電通信;GPRS ( CDMA) 通信;無線專網通信等。以下為詳細介紹。

4.1 光纖通信

在智能配電網通信中，有線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點：傳輸數據容量大、可靠性高等。比較常見的有兩種形式，分別是工業以太網交換機組網、 EPON ( 以太網無源光網絡) 組網。

(1)工業以太網交換機組網

在比較早的時期，工業以太網交換機組網主要用于電力光纖通信，通過在終端位置布放交換機進行光纖連接，組建基于 EAPS 協議的光纖以太環網，采用鏈形或環形組網方式，它的優點是高帶寬、環網保護等。以太網交換機組網對光纖布置以及交換機數量要求較高，高成本。智能配電網終端數量是非常龐大，以湖南省長沙市為例，僅僅是箱式變就可以達到五千臺以上，如果將架空設備、站房的二次終端等也考慮在內，這個數量可以達到數萬之多。所以，工業以太網交換機不適合配電網通信網絡建設，主要就是由于其成本太高。

(2)EPON

EPON的全稱為Ethernet Passive Optical Network，近幾年來，EPON發展的比較成熟，那么作為成熟的光纖通信技術，這就代表著智能配電網光纖通信技術發展的主流方向。組成EPON系統的有：局端光線路終端(OLT);用戶側光網絡單元(ONU)以及它們之間的光分配網(ODN)。其中光分配網主要包括分光設備無源光分路以及傳輸光纖。

4.2 音頻電纜通信

有線通信中的音頻電纜通信的特點是造價較低、易于實現，但是，比較容易受外界環境的干擾。特別是與10kV線路同桿架設時，一旦線路發生了短路，短路時產生的短路電流會在音頻電纜中產生很高的感應電壓，甚至能達到 1.5kV，這樣會給通信終端設備運行造成嚴重的損害。所以，音頻電纜通信已經開始逐漸被配電網通信建設所遺棄。

4.3 配電載波通信 (DLC)

配電載波通信的英文全稱是Distribution Line Carrier，簡稱為DLC，配電載波通信是將需傳輸的數據調制成載波信號，再通過耦合器，將信號耦合到配電線路或屏蔽層上，利用現有配電線路作為通信信道的一種通信方式，不需要新建信道，配電載波通信的優點是投資小、覆蓋廣。

4.4 微波擴頻通信

微波擴頻通信技術是指對微波載波進行擴頻調制，將原來小的信號頻帶展寬換成大得多的寬頻信息進行傳輸的通信方式。它具有功率譜密度低和抗干擾性強的特點，在實際應用中得到了廣泛應用。但是對于智能配電網建設，由于在建設初期存在通信設備和工程投資大，將來的運行和維修成本高，在城市的高樓中會出現信號被屏蔽的缺點，因此在實際建設中對于微波通信要慎重選擇。

4.5 230MHz 無線電臺通信

230MHz 無線電臺通信是國家無線電委員會分配給電力專用的無線頻點。電臺通信優點是安裝方便、覆蓋范圍廣;缺點是：(1)僅僅支持點對點的通信，它所采用的是數據輪詢傳輸方式，不能滿足實時數據上傳的要求。(2)透明傳輸模式，缺乏糾錯和加密功能。(3)在山區或者有較多高層建筑使用時，信號非常容易受到干擾。

4.6 無線公網 GPRS (CDMA)

GPRS的全稱為General Packet Radio Service，即通用分組無線業務，它一種新型的無線數據業務，是在現有GSM系統上發展起來的。GPRS能夠提供P2P、外圍設備與中心節點之間的通信方式，在配電自動化系統中得到廣泛應用。

4.7 無線專網技術

無線專網技術能夠提供高帶寬、高速率通信業務，無線專網技術可廣泛應用于配電自動化系統中，在中國，主流的無線專網技術包括：多載波無線信息本地環路和全球微波互聯接入兩大方式

5 結語

在配電網自動化中最重要的是配電網通信，為了保證配電網的自動化，我們必須保證通信系統的安全可靠。盡管現代通信技術日益發展，但是仍然沒有一種通信手段能夠單獨滿足配電網通信的需求，因此，我們必須根據可靠，先進，經濟原則，綜合考慮場合，實時性數據量等要求，對投資和維護費用等進行預先論證，采用組合式的通信方式來實現配電網自動化。