配電網(wǎng)自動化通信程序運用
時間:2022-06-18 05:23:00
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電力工業(yè)是我國經(jīng)濟發(fā)展的基石,是國民經(jīng)濟的重要基礎(chǔ)支柱之一。電力網(wǎng)是由配電網(wǎng)和輸電網(wǎng)構(gòu)成,配電網(wǎng)就是將電力系統(tǒng)中變電站低壓直接或降壓后向用戶供電的網(wǎng)絡(luò),也稱之為配電系統(tǒng)。配電網(wǎng)由電纜配電線路、降壓變壓器、架空配電線路及變電站等構(gòu)成。通信系統(tǒng)是配電網(wǎng)自動化的核心技術(shù),配電網(wǎng)的運行狀態(tài)改變、數(shù)據(jù)的采集及配電網(wǎng)的優(yōu)化均通過通信系統(tǒng)。通信系統(tǒng)的設(shè)計合理與否將直接影響到配電管理系統(tǒng)的運行成敗。
1配電網(wǎng)自動化通信系統(tǒng)的設(shè)計要求
根據(jù)配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的復(fù)雜程度、規(guī)模以及預(yù)期達到的自動化水平不同,對其通信系統(tǒng)的要求也有所區(qū)別。每個地區(qū)的配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)規(guī)模都是比較大的,不可能在短期內(nèi)能夠立即建得很完善,因此,建立配電網(wǎng)自動化通信系統(tǒng)是一個長期,循序漸進的過程??偟恼f來,配電網(wǎng)自動化通信系統(tǒng)需要滿足以下要求:
1.1通信可靠
配電現(xiàn)場對配電網(wǎng)通信系統(tǒng)要求有很高的可靠性。首先,配電現(xiàn)場的工作環(huán)境復(fù)雜,需要選用能夠抗潮濕、抗高溫等惡劣氣候的設(shè)備,在應(yīng)用的過程中必須要注意密封防塵;其次,業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的傳輸無論是在配電網(wǎng)正常運行,還是在配電網(wǎng)出現(xiàn)線路故障時,通信必須保持其業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)能夠暢通傳輸,通信系統(tǒng)還應(yīng)具有診斷配電網(wǎng)故障、故障區(qū)隔離和非故障區(qū)恢復(fù)供電的通信任務(wù);再次,由于通信終端附近的電磁場較強,為了保證通信數(shù)據(jù)不受外界的影響,保證數(shù)據(jù)的準確性,通信系統(tǒng)還需具有較強的抵抗電磁干擾的能力。
1.2設(shè)備應(yīng)具有靈活、易于安裝的特點
由于配電網(wǎng)規(guī)模大、網(wǎng)點多,各終端的安裝環(huán)境要求也不一樣,使得通信設(shè)備復(fù)雜。為了滿足靈活、易于安裝、運行可靠、便于維護等特點,選取的通信設(shè)備尺寸應(yīng)適宜,不能太大,能滿足多樣的安裝方式,能應(yīng)對復(fù)雜的現(xiàn)場環(huán)境。
1.3通信實時性、雙向性
通信系統(tǒng)的首要任務(wù)就是將站點的數(shù)據(jù)傳送給各個終端,并將各個端點的檢測數(shù)據(jù)傳送至站點,并對數(shù)據(jù)進行分析,實時監(jiān)控配電網(wǎng)的運行情況。配電網(wǎng)通信系統(tǒng)的實時性與雙向性,能夠?qū)崿F(xiàn)在系統(tǒng)正常時,及時更新系統(tǒng)的數(shù)據(jù),也能夠?qū)崿F(xiàn)在系統(tǒng)發(fā)生故障時,能快速地將故障數(shù)據(jù)傳送給站點,從而及時排除故障,增加供電的可靠性。
1.4配電網(wǎng)需要具備一定的擴展性與開放性
由于業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)大小與實時性的要求不同,對通信系統(tǒng)的要求也不盡相同,配電網(wǎng)將會隨著城市的建設(shè)、信息業(yè)的發(fā)展進行擴展與改造,這就要求其具有一定的可擴展性與開放性。
2配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)通信方式的比較
配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)通信方式有很多種,但其主要分為有線通信方式與無線通信方式。在有線通信方式中主要有載波通信與光纖通信方式兩種。而無線通信方式中主要的應(yīng)用為GPRS通信技術(shù)。無線通信架設(shè)方便、易于擴展、價格也比較便宜。有線通信方式具有較強的防干擾性和傳輸速度快的特點。本文就載波通信、光纖通信與移動無線通信技術(shù)中的GPRS進行具體分析與比較。
2.1載波通信方式
載波通信又分為電力載波通信與有線通信的載波通信兩種方式,它們原理基本相同,具有繼電保護功能、傳輸運行信息功能、進行電網(wǎng)內(nèi)調(diào)度電話的功能。對配電網(wǎng)的運行安全、高效、穩(wěn)定具有重要的作用。其主要有以下特點。
1)配電網(wǎng)的電力線上的電壓電流相當大,信道若想在此電力線上進行傳輸,則必須要通過耦合元件才能連接載波通信設(shè)備與電力線。這些耦合設(shè)備必須具備高效、安全、消除電力線上的傳輸電能對載波通信設(shè)備的損害,從而保證配電網(wǎng)自動化通信系統(tǒng)的安全。
2)高壓電力線上存在著很強的噪聲,這是由于電暈等情況產(chǎn)生的。為了消除這些噪聲,得到準確的信息,則載波設(shè)備必須具備較高的發(fā)信功率。
3)載波通信使用的頻譜是有限的,主要由于載波信號將會影響到附近的無線通信信號、高頻的架空線路、電力50Hz工頻諧波的干擾。
4)載波通信的建設(shè)成本低,且具有電話線與光纜通信的功能。
5)覆蓋范圍廣,電力線通信能夠很容易地覆蓋到學(xué)校,每個家庭網(wǎng)絡(luò)。
6)即插即用的特點,用電力通信網(wǎng)絡(luò)只需要直接接入電源就可以接入,不需要進行撥號操作。
2.2光纖通信方式
光纖通信是以光作為信息載體,傳輸介質(zhì)為光導(dǎo)纖維。光纖具有傳輸速度快、干擾性強、傳輸距離遠等特點,主要傳輸數(shù)字信號。光纖通信相比于其他通信方式,具有以下優(yōu)點:①光纖傳輸抗干擾性強,損耗小,幾乎無誤碼現(xiàn)象;②一組光纖可以同時傳輸多組數(shù)據(jù),互不干擾;③架設(shè)簡單,組建方便,受外界影響??;④能夠使配電網(wǎng)與控制網(wǎng)中的強電和弱點分開,增加了設(shè)備的安全性;⑤傳輸?shù)娜萘靠蛇_到10Gbit/s,是目前最大傳輸容量的方式。
2.3移動無線通信技術(shù)
移動無線通信技術(shù)具有容易擴展,成本低的特點,在各行業(yè)已被廣泛地應(yīng)用。無線公網(wǎng)主要有GPRS、CDMA和3G三種。其中GPRS、CDMA技術(shù)已經(jīng)發(fā)展得很成熟,3G技術(shù)屬于新興技術(shù),在終端設(shè)備的開發(fā)制造和網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方面發(fā)展得還不夠成熟。GPRS屬于無線通信技術(shù)中的主流技術(shù),能夠提供一對一,一對多的數(shù)據(jù)傳輸,適用于間斷突發(fā)性數(shù)據(jù)傳輸,也適合于頻繁少量的數(shù)據(jù)傳輸。無線公網(wǎng)沒有獨立的控制權(quán),因為它面向的用戶范圍大,其終端數(shù)據(jù)很容易受到非法攻擊,其可靠性不強,當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時,必須要和公網(wǎng)通信系統(tǒng)進行協(xié)調(diào);租用流量費用也比較高。但是,無線通信技術(shù)初期投資成本低、布置靈活、覆蓋范圍廣、適合復(fù)雜的地理環(huán)境??梢詰?yīng)用在使用有線通信方式昂貴復(fù)雜的地方,作為有線通信方式的補充。
3配電網(wǎng)自動化通信系統(tǒng)總體設(shè)計
配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定了其通信系統(tǒng)的建設(shè)與實施運行,配電網(wǎng)自動化通信系統(tǒng)主要分為主站、主干通信網(wǎng)、子站層、分支通信網(wǎng)、終端層這幾個部分,如圖1所示。其具體設(shè)計如下:
1)主站層與子站層之間的主干通信網(wǎng),因為它的數(shù)據(jù)量比較大,傳輸速度要求高,可采用光纖或者微波進行通信。還可以采用光環(huán)自愈網(wǎng)來保證通信的可靠性,防止介質(zhì)設(shè)備故障導(dǎo)致通信中斷。
2)郊區(qū)農(nóng)村等偏僻的地方,由于其地理環(huán)境復(fù)雜、人口密集度低、設(shè)備分散、面積廣、距離長等特點,可以采用無線擴頻或者電力線載波方式,以此減少技術(shù)復(fù)雜度與成本。
3)進行實時監(jiān)測設(shè)備的通信,只需完成定時采集的功能,如集中抄表、負荷控制等設(shè)備,對于此項設(shè)備只需采用低價的通信方式,如電話專網(wǎng),無線擴頻等。進行實時監(jiān)測設(shè)備對通信的要求要可靠快速,所以選用光纖通信。
4結(jié)語
配電網(wǎng)的應(yīng)用是經(jīng)濟建設(shè)決定的,是當前電網(wǎng)建設(shè)的重點,無論是大型還是中小型城市,都將配電網(wǎng)通信系統(tǒng)的自動化列入工作重點,對其投入了大量的人力與物力。配電網(wǎng)自動化通信系統(tǒng)的實現(xiàn)是一項綜合性的工程,對其設(shè)備具有較高的要求。隨著電力通信與信息化的發(fā)展,我國的配電網(wǎng)自動化通信系統(tǒng)將會不斷地得到完善,給人民帶來更多的社會和經(jīng)濟效益。