电力自动化中网络技术的应用研究范文

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1电力自动化系统的常见通信方式

当前可供电力自动化系统选择的通信方式相对较多，总体上可归纳为两大类，即有线方式和无线方式。其中有线通信网络主要包括工业以太网交换机、光猫、电力载波等等；无线通信网络则包括GPRS/CDMA、230MHz数传电台等等。

1.1工业以太网交换机

在电力通信网络中，工业以太网交换机的应用基础相对较高，它具有以下优点：环网保护、带宽高、工业化设计标准以及IP化趋势等等。但是这种网络结构在实现单点到多点的组网结构时成本相对较高。

1.2电力载波

该通信网络是将通信通道、能量流、功率通道以及信息流等诸多内容集于一体，可以借助当前现有的线路传输到电网所需的任何控制点，无需重新铺设通信线路，这有助于节约前期投资成本。虽然电力载波具有灵活性高、实时性强、建设成本低、支持自由拓扑等优点，但它的技术缺点也相对比较明显，如载波信号在传输的过程中，各个节点位置处会出现不同程度的信号反射和衰减，这样很容易出现收不到信号的情况。

1.3光猫组网

该组网方式能够借助光纤按照现场总线的布设方式实现串接，其缺点是不能与子站设备实现统一的网络管理，并且通信速率也相对较低，不适合应用于规模较大的组网结构，只能在一些小规模的部署中应用。

1.4GPRS

电力自动化系统使用GPRS组网可以利用外包的方式进行建设，这样有利于节约维护费用。但是GPRS提供的带宽相对较低，在实际运用过程中，双向通信能力较差可，无法满足主站下发的遥调信号以及遥控实时性的要求。同时在使用过程中，还容易受到电力高压线路的干扰。

1.5数传电台

它的无线通信技术相对比较落后，中心点与各个分支点之间采用的是轮询的方式进行数据查询，对于当前数量众多的自动化终端，这种查询方式显得力不从心。此外，数传电台本身还受频率的限制，这使得扩容变得非常困难，所以只能应用于小范围的通信。通过以上分析不难看出，现阶段常用的这些通信网络都不太适合电力自动化系统，为此，本文提出一种新的通信网络模式，即WiMAX和WMN的混网结构。

2WiMAX和WMN网络在电力自动化中的具体应用

WiMAX具体是指全球互通技术，该技术的加入使得网络中枢的容量增加至75Mbps。同时WiMAX还为单点对多点无线网络提供了一种标准化的通信协议，即IEEE802.16标准，从而使不同厂商之间的产品互通成为可能，而这一点正是电力公司最为关注的。除此之外，WiMAX技术还支持非视距通信，这对于受环境阻碍的电力系统而言，可从中获益良多，WiMAX的应用能够使电力通信系统的性能获得显著改善。

2.1WiMAX与WMN混网的优势

①有助于提高通信的可靠性。在无线网状的区域当中，发送者与接受者之间的冗余路径是由无线中枢负责提供的，这样便消除了单点故障以及瓶颈链接问题，从而显著提高了通信的可靠性。因为有多重路由可供选择，所以确保了网络抗潜在问题的健壮性。为此，采用WMN技术后，即便在网络元件出现故障或是网络拥塞时，电力公司的网络仍然能够安全、稳定、可靠运行。②建设成本低。因为网状网络仅仅需要线路上的几个点与有线网络进行连接即可，这样一来能够大幅度节约前期建设成本，而且还能以最合理的费用对网络进行改造升级，这有利于增强电力公司的整体竞争力。③覆盖范围大。现阶段，WLAN的数据传输速率较之以往有了明显增加，虽然如此，但WLAN的整体覆盖范围和连通性却有所下降。而WiMAX技术能够确保局域控制中心与远程控制中心之间的远距离通信性能，也就是说混网结构可以实现电力自动化要求的高速率、远距离通信。④自动网络连通。在混网结构中，WMN区域能够实现动态的自我组织和配置，即网路当中的节点可以自动建立并保持网络连通，从而给电力公司提供了无缝多跳式的互联服务。

2.2混网结构设计的关键性问题

在混网结构的设计过程中，有以下问题需要解决：①监视环境。对于变电站而言，由于电力线路和RF的干扰，使得环境非常嘈杂，为了进一步扩大网络容量，并限制无线电干扰，在开发通信协议时，应当积极采用先进的无线电技术，如，MIMO技术、智能天线等等；②WiMAX塔台的最佳安装位置。在该混网结构中，设计一种既有效且成本又低的网络基础设施尤为重要。鉴于此，配有RF硬件的WiMAX塔台必须设置在网状区域的最佳位置上，这样不仅能够降低基础设施建设成本，而且还能满足电力自动化的服务质量要求；③灵活性。在混网结构中，灵活性是必须考虑的问题之一，可以采用低反映时间切换管理算法来支持移动设备控制器的通信服务，当出现报警时，移动设备管理器可由本地监视系统代替；④扩展性。在当前竞争如此激烈的背景下，电力公司不可避免地会配置新的变电站，以此来满足用户需求，从而赢得市场。所以在混网结构设计时，必须考虑到网络的扩展性，这样才能适应不断增长的新通信需求；⑤安全性。无论任何通信网络，安全性都是最为重要的环节之一，也是网络设计时必须重点考虑的问题。网络中的阻断服务攻击有可能对混网的运行构成一定威胁，所以应当采取相应的措施确保网络安全。如加密技术、密码系统等等，均可以有效解决混网的安全性问题。

本文作者：李涛单位：达州电业局