配電自動化通信系統(tǒng)分析
時間:2022-06-01 08:49:13
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摘要:文章以配電自動化系統(tǒng)中的通信系統(tǒng)分析為題展開論述。首先,闡述了配電自動化對通信系統(tǒng)的可靠性、經(jīng)濟性、實時性等要求。然后,對比了幾種常見的配電自動化通信方式。最后,基于以上討論,提出選擇通信方式的幾點建設(shè)性意見。希望作為研究配電自動化系統(tǒng)的參考資料。
關(guān)鍵詞:配電;自動化;系統(tǒng);通信;分析;研究
配電自動化系統(tǒng)在運行的過程中,利用控制中心傳送命令,并將其傳送到遠方終端。同時,將遠方設(shè)備傳來的數(shù)據(jù)反饋到控制中心當(dāng)中。區(qū)別于輸電網(wǎng)自動化,配電網(wǎng)可以與點多、面廣的遠方終端進行信息交換。所以,為了滿足系統(tǒng)的要求,必須降低系統(tǒng)工程造價。當(dāng)前,這一問題引起了設(shè)計人員的廣泛關(guān)注。
1配電自動化對通信系統(tǒng)的要求
配電自動化系統(tǒng)具有規(guī)模大、終端數(shù)量多的特點?;诖耍瑢νㄐ啪W(wǎng)的安全性、可靠性要求很高。通常情況下,配電網(wǎng)的規(guī)模與實際水平不同,也會使配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)在通信系統(tǒng)中存在不同的要求。首先,提高通信系統(tǒng)的可靠性。配電網(wǎng)自動化通信系統(tǒng)一般被安裝在戶外,導(dǎo)致配電網(wǎng)采集的收據(jù)容易受到天氣、環(huán)境的影響。同時,由于設(shè)備、人為因素等原因,系統(tǒng)經(jīng)常會發(fā)生故障或者停電的狀況。針對以上現(xiàn)象,要求通信系統(tǒng)具有良好的安全性。其次,配電網(wǎng)自動化必須操作簡單,維護方便。配電自動化通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、規(guī)模大。針對以上特點,如果采用單一的信息系統(tǒng),顯然不能滿足所有功能的發(fā)揮。因此在系統(tǒng)設(shè)計上,應(yīng)該盡可能簡化通信系統(tǒng)的使用與維護。實踐證明,選擇標(biāo)準化的通信協(xié)議后,有效的提高了系統(tǒng)的兼容性。最后,通信系統(tǒng)還要求有一定的實時性。通信系統(tǒng)應(yīng)該對各個監(jiān)測點的數(shù)據(jù)進行實時采集,然后按照要求發(fā)送統(tǒng)計報表。同時,為了避免系統(tǒng)出現(xiàn)運營方面的故障,需要及時對故障方面的數(shù)據(jù)進行記錄,只有這樣才能提高對配電網(wǎng)的監(jiān)控力度,從而提高供電的質(zhì)量。
2配電自動化中通信方式的比較
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,通信技術(shù)的方式越來越多。下面根據(jù)自動化系統(tǒng)的具體情況,分析每一種通信方面的應(yīng)用特點,并對其進行比較。第一種方式為光纖通信。光纖通訊具有通信容量大、傳輸頻帶寬的特點。其次,在傳輸?shù)倪^程中,消耗的能量比較少,比較適用于遠距離傳輸。再次,該通信設(shè)備的體積比較小,具有防腐蝕的性能。因此,光纖通信不僅可以架設(shè)在空中,而且可以埋下地下。最后,光纖通信材料具有良好的密封性,很少受到外界的干擾,所以傳輸?shù)乃俣确浅??。光纖通信的缺點是:首先,與金屬線相比,強度比較低。其次,在連接的過程中,經(jīng)常出現(xiàn)問題。最后,彎曲的半徑不能太小。第二種方式為載波通信。載波通信在運行的過程中,通過電力線來完成數(shù)據(jù)的傳輸。這種方式不需要再架設(shè)專用線路,就可以滿足雙向通信的要求。根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計,當(dāng)前載波通信的傳輸速度已經(jīng)達到了150-300Bit/s。另外,運用載波通信在遠方監(jiān)測與抄表時,也具有很高的經(jīng)濟效益。但是,由于載波設(shè)備被安裝在戶外,容易受到外力的干擾,所以采用單一的通信方式往往會影響到系統(tǒng)整體功能的發(fā)揮。第三種方式為現(xiàn)場總線。該通信系統(tǒng)在應(yīng)用的過程中,對外界的干擾比較小,因此運行得非常穩(wěn)定、安全。同時,現(xiàn)場總線通信方式出現(xiàn)故障后,維護的費用比較低。第四種方式為無線電通道。無線電通道的無線電波頻率特別高,可以達到400MHz。數(shù)傳電臺設(shè)備輕便、簡單,容易操作,具有很大優(yōu)勢。但是,當(dāng)短波進入高空后,在電離層反射的情況下,如果遇到障礙物就會消耗很大的能量,所以不適用于直線傳播??梢哉f,無線電通道在運行的過程中,經(jīng)常受到地理條件的限制。通常情況下,該通信方式用于平原地區(qū)。在山區(qū)地形中,則需要采用差轉(zhuǎn)的方式。第五種為無線擴頻通信。與常規(guī)的無線電通信相比,擴頻技術(shù)工作效率更高。通常情況下,首先將信號擴展到寬頻帶中。然后,對信號進行擴頻調(diào)制,再將其上傳到空間載頻中。其次,利用接收端口,發(fā)送相同的PN碼。當(dāng)這些PN碼被調(diào)解后,最終又還原為原來的窄帶信號。剩余的碼因為與PN碼沒有關(guān)聯(lián),繼續(xù)發(fā)揮維持寬帶的作用。另外,窄帶寬頻調(diào)解后,將大部分的信號過濾了出去。與此同時,其他噪音信號被過濾了出去。這樣,大大減少了信號的噪音比,從而降低了誤碼率。該通信方式的優(yōu)勢特點為:第一,具有良好的抗干擾、抗噪音功能。第二,保密性比較好,可以對其他信號進行攔截。同時,采用擴頻調(diào)制,降低了信號發(fā)送錯誤的幾率。第三,一次性投資,收費比較合理。
3投運工程實例分析
以某電廠為例。該項目采用光纖通信與有線通信相結(jié)合的方式。其中,第一層為主環(huán)路,采用高可靠性的光纖自愈環(huán)方式。在第一層,主要配置了分段開關(guān)、線路出口斷路器、開關(guān)閉鎖、柱上聯(lián)絡(luò)開關(guān)等,這些設(shè)備在系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的功能,提高了系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性。第二層主要包括變臺監(jiān)測儀、小區(qū)抄表等設(shè)備。與開關(guān)狀態(tài)、數(shù)據(jù)相比,該層屬于非重要層面。因此,對數(shù)據(jù)的可靠性、實時性要求不高。第二層采用單纖非自愈環(huán)、有線電纜方式,不僅在很大程度上降低了系統(tǒng)成本,而且不會影響到系統(tǒng)的安全運行。所以,具有很大優(yōu)勢。可以看出,該項目采用光纖通信與有線通信相結(jié)合的方式,是比較科學(xué)、合理的。相比其他通信方式來講,光纖通信具有很大的優(yōu)勢。首先,可以優(yōu)化無功潮流減少線損,防止因過負荷產(chǎn)生的供電質(zhì)量下降。其次可以減少供電和維修工作中所需的人工參與。光纖通信技術(shù)是日常配電網(wǎng)絡(luò)的重要應(yīng)用模式,該模式進行了光波為信息載體模式的應(yīng)用,通過對光導(dǎo)纖維的應(yīng)用,滿足了當(dāng)前配電網(wǎng)絡(luò)通信的需要。其具備比較成熟的通信技術(shù),實現(xiàn)了縣級企業(yè)的電力系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用。這種光纖模型相對于其他的通信技術(shù)具備良好的應(yīng)用優(yōu)勢,首先其具備較寬的傳輸頻帶,具備比較大的通信容量。
4配電系統(tǒng)自動化Mobitex無線通訊系統(tǒng)維護
在配電自動化系統(tǒng)中,其核心為中心站。該站的主要功能為:對變電站上的配電信息進行上傳、管理。同時,對整個配電網(wǎng)進行監(jiān)控,協(xié)調(diào)變電站之間的關(guān)系,處理配電網(wǎng)中的故障,實現(xiàn)配電網(wǎng)的有效管理。在此基礎(chǔ)上,使配電網(wǎng)系統(tǒng)達到最佳的運行效果。另外,中心站在運行的過程中,要求與SCADA、MIS系統(tǒng)交換信息,達到數(shù)據(jù)共享的目的,以此來對配電信息進行管理與維護。
5結(jié)束語
當(dāng)前,由于社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,人們對電力方面的需求逐漸增加。為了滿足電力供應(yīng)的需求,必須保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定、高效運行。因此,必須采用完整、高效的配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)。同時,因為配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,采用單一的通信系統(tǒng)往往會影響整個功能的發(fā)揮。所以,必須根據(jù)電力工程的實際情況,選擇合理的通信方式。文章結(jié)合相關(guān)的經(jīng)驗,對比了幾種常用通信方式的特點,并闡述了具體的選擇建議,希望可以起到參考的作用。
作者:王俊杰 單位:國家新聞出版廣電總局602臺
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