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【探秘】配电自动化通信方案的优缺点

发布时间:2016-03-04作者:智汇张瑜

    随着供电可靠性要求的不断提高,电网运营面临巨大挑战。配电网络运行状况的实时监测和远方遥控,是组成智能电网输变电环节的重要部分。配电自动化系统的建设、运行,能有效减少故障处理时间,进一步提升生产运行管理精益化水平,提高供电服务水平。

    配电自动化的实现是建立在配电系统信息化基础上的,配电网自动化系统需要借助于有效的通信手段,将控制中心的控制命令准确地传送到为数众多的远方终端,并且将反映远方设备运行状况的数据信息收集到控制中心。通信系统设计的合理性直接影响配电自动化系统的成败。因此,配电自动化通信系统是配网自动化系统中非常重要的环节,是配电网自动化的神经系统。

    一、现有配电自动化通信系统解决方案

    配电自动化通信系统实现变电所和配电终端(含开关站、开闭所和柱上开关等配电终端)之间的通信,主要采用有线和无线两种传输方式,目前主要有以太网无源光网络技术、配电线载波通信、无线专网三种通信技术。

    以太网无源光网络技术(EPON)是一种新兴的宽带接入技术,在物理层采用了PON技术,在链路层使用以太网协议,利用PON的拓扑结构实现以太网接入。EPON的组网方式有星形、链形等,比较适合配电自动化通信系统的组网。配电线载波通信是以10kV配电线路为传输通道,采用移频键控(FSK)和调频技术相结合的调制方式,应用DSP数字信号处理技术和集成电路技术来实现数话同传的通信方式。

    无线专网通信技术:主要分为WiFi、WiMAX、WSN/ZigBee等技术

    Wi-Fi标准主要包括802.11b、802.11a和802.11g等,它使用开放的2.4GHz直接序列扩频,最大数据传输速率为11Mbit/s,也可根据信号强弱把传输速率调整为5.5,2,1Mbit/s带宽。直线传播传输范围为室外最大300m,室内有障碍情况下最大100m。Wi-Fi的技术优势在于组网简单且成本低廉,丰富的终端支持,不需要布线,非常适合移动办公的需要。

    WiMAX技术是一项基于IEEE802.16标准的宽带无线接入城域网技术,能够实现固定及移动用户的高速无线接入。WiMAX网络体系由核心网和接入网组成。核心网包含网络管理系统、路由器、AAA代理服务器、用户数据库以及网关设备,主要实现用户认证、漫游、网络管理等功能,并提供与其他网络之间的接口。接入网中包含基站、用户站和移动用户站,主要负责为WiMAX用户提供无线接入。无线信号传输速率可达50km,带宽可达70Mbit/s。

    物联网的实质是利用RFID(RadioFrequencyIdentification,射频自动识别)、WSN等技术,通过计算机互联网实现信息的互联与共享。

    二、现有解决方案的优点和存在问题

    根据三种类型的接入方式在配电自动化通信网中的应用进行分析,三种通信技术各有其应用上的优点:

    EPON通信技术优点:1.带宽高,易组网,方便接入;2.可靠性高,实时性高;安全性高3.受环境干扰小。

    配电线载波通信优点:1.建设成本较低;2.施工简便,无需布线;3.专网运行,安全性高。

    无线专网通信技术优点:1.建设成本低;2.施工简便,无需布线;3.应用范围广,可用性高。

    但上述三种方式也存在对应缺点:EPON建设成本较高,主要是光缆建设成本,光纤通信方式光缆铺设难度大,而且随着运行期配电站点的调整,光缆的迁移、建设成本较高。配电线载波通信不够稳定,组网受一次网架结构影响较大。

    无线专网通信技术中,Wi-Fi是一种无线局域网技术,最大缺陷在于数据传输速率有限,语音通信、视频传输等业务的QoS很难得到保障;WiMAX可以在需要获得许可的无线频段或利用公用频段,容易出现频率干扰问题。

    相比较之下,近几年随着物联网技术的发展,WSN无线专网技术在配电自动化数据传输中进行了有益的运行尝试。

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宜科(天津)电子有限公司是中国工业自动化的领军企业,于2003年在天津投资成立,销售和服务网络覆盖全国。作为中国本土工业自动化产品的提供商和智能制造解决方案的供应商,宜科在汽车、汽车零部件、工程机械、机器人、食品制药、印刷包装、纺织机械、物流设备、电子制造等诸多领域占据领先地位。宜科为智慧工厂的整体规划实施提供自系统层、控制层、网络层到执行层自上而下的全系列服务,产品及解决方案涵盖但不局限于云平台、MES制造执行系统、工业现场总线、工业以太网、工业无线通讯、机器人及智能设备组成的自动化生产线、自动化电气控制系统集成、智能物流仓储系统等,以实现真正智能化的生产制造,从而带来生产力和生产效率的大幅提升,以及对生产灵活性和生产复杂性的管理能力的大幅提升。多年来,宜科以创新的技术、卓越的解决方案和产品坚持不懈地为中国制造业的发展提供全面支持,并以出众的品质和令人信赖的可靠性、领先的技术成就、不懈的创新追求,在业界独树一帜。帮助中国制造业转型升级,加速智能制造进程,成为中国工业4.0智慧工厂解决方案当之无愧的践行者。

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