通信設備在智能電網中的應用
建立智能電網首先要從配網的自動化入手,在主網中可以現有的SDH網絡和綜合數據網絡為依托做數據的接入。而配網的自動化仍為空白。下面詳細介紹以下配網的自動化中的通信設備應用。
骨干層:
采用工業(yè)級冗余環(huán)網交換機構成冗余光纖環(huán)形網絡結構,環(huán)形網絡設備采用工業(yè)以太網產品,用光纖鏈路連成環(huán)狀拓撲結構,此結構充分利用了工業(yè)冗余環(huán)網結構的優(yōu)點,當通信鏈路發(fā)生故障時其網絡傳輸的恢復時間被控制在`50毫秒以內,而如果用普通民用以太網交換機構造鏈路冗余網絡,其恢復時間長達`30秒以上,顯然無法滿足數據傳輸的不間斷需
求,這也是工業(yè)以太網交換機與民用以太網交換機相所具有的一個明顯優(yōu)勢。另外,此環(huán)形拓撲結構便于工程擴充和維護,安全性能高。采用網絡監(jiān)控軟件對網絡控制器進行網絡實時監(jiān)控,同時和電網測控系統(tǒng)進行有機協調,保證互不影響。
接入層:
測控點數據量較多且距離光纖網絡較近的區(qū)域,推薦采用數字工業(yè)級配電載波設備構成樹型或鏈型網絡結構,環(huán)形網絡設備采用工業(yè)以太網交換機產品,此結構充分利用了載波通信系統(tǒng)的優(yōu)點,使用現有電纜資源作為通信介質,地埋電纜和架空電纜均適用選擇不同的耦合設備即可,載波通信通道建立時間小于`300毫秒,針對電纜干擾的情況有四個頻點可供通信設備選用,設備端接受靈敏度可達-70dB,并可在無中繼情況傳輸5公里,載波設備有多種通信接口可供選擇如RS232、RJ45,方便級聯進上層網絡。
采用上述載波設備,由于各地配網的特殊性,需要做實地測試方可采用。
在光纖鋪設不便且載波傳輸距離受限的區(qū)域,推薦采用工業(yè)級GPRS通信設備體積小、安裝、使用方便??煽焖俚耐度胧褂谩?/div>
(一)工業(yè)以太網交換機方案具有以下幾個特點:
1、鏈路自動冗余備份
在冗余環(huán)網中,工業(yè)以太網交換機,它能自動冗余備份,能自動協商到達最近節(jié)點的路徑,如果一處線路損壞,網絡拓撲重新配置,達到正常網絡狀態(tài)只需50毫秒,支持工業(yè)環(huán)境電壓18-36VDC。
2、 較長的傳輸距離
環(huán)形結構采用光纖介質類型,在傳輸中有低損耗的特性,使得傳輸線路的無中繼傳輸距離變長,相鄰站之間最大長度多模光纖可達2KM,單模光纖可達20-60KM。
3、 具有較大的帶寬
環(huán)網傳輸帶寬為100Mbps,同時采用新的多數據處理技術,使得網絡在重負荷情況下,仍能保持很高的帶寬。
4、 可靠性高
環(huán)型結構在網絡出現故障時仍能自行重構,保證系統(tǒng)安全可靠,同時傳輸光纖具有對電磁和射頻干擾掏能力,在傳輸過程中不受電磁和射頻噪聲的影響,也不影響其它設備。由于光纖傳輸的是光信號,兩端的電源相對隔離,所以有效地解決了光纖兩端電源和地線對設備可能造成的嚴重威脅。
5、 安全性好
光纖在通信時光束在纖維內部傳輸,水會產生任何形式的輻射,可防止傳輸過程中被分接,也杜絕了輻射波的竊聽,因而是最安全的通信介質。
(二)載波通信系統(tǒng)方案具有以下幾個特點:
1、通信通道建立時間短:在300ms內即可建立通道。
2、充分利用現有電力電纜資源,節(jié)省通道投資費用,分層分級組建配網網系統(tǒng),合理優(yōu)化了網絡。
3、頻點切換功能:偵測傳輸通道的干擾情況,自動切換頻點數傳數據。保證了數據的可靠傳輸,降低了誤碼率。 4、前向糾錯技術
5、提供標準的RS232和RJ45通信接口,連接方便。可以與其他電力設備,光纖設備、計算機設備、通信設備等完全兼容。
(三)GPRS無線通信方案具有以下幾個特點:
1、體積小、安裝靈活方便、工期短投入使用快速。
2、受地理位置限制小,在有公網信號覆蓋的區(qū)域即可使用
3、帶寬高、速率快可滿足通信的要求。
智能電網必須以可靠的通信網絡做依托,必須選擇可靠的設備建設可靠的網絡。 今天,全球越來越多的工業(yè)設備采用以太網+TCP/IP協議作為其通信與控制標準。工業(yè)自動化系統(tǒng)要求其網絡通信設備具有比民用網絡通信設備(如:民用網絡交換機)更可靠和堅固耐用的性能。一般來說,這類以太網設備在工業(yè)控制網絡中,負責連接不同的廠站網絡區(qū)段的重要的自動化設備,可靠性要求極高,但是一般的民用網絡通訊設備,設計和制造并未考慮到工業(yè)自動化對設備的穩(wěn)定性和可靠性的較高需求,而僅僅針對連接辦公室或空調環(huán)境的計算機等辦公設備,無法適應工業(yè)現場環(huán)境(如高溫、低溫、灰塵、強電磁干擾、震動、沖擊等)的要求。因此,采用工業(yè)級以太網通信設備做配網自動化的數據接入可以很好的保障智能電網通信系統(tǒng)的可靠性及安全性。 四、總結
目前,我國已經提出建設具有信息化、數字化、自動化、互動化特征的統(tǒng)一的智能電網的目標,國家將分階段推進智能電網的建設。第一階段;重點開展智能電網的發(fā)展規(guī)劃工作和試點建設工作。第二階段;加強城鄉(xiāng)電網的骨架建設,初步形成智能電網的運行控制和互動體系,關鍵技術和重要設備的廣泛應用。第三階段;全面建設統(tǒng)一的堅強的智能電網,技術和裝備全面達到國際先進水平。在整個建設過程中,通信技術將得到越來越多的應用并發(fā)揮著至關重要的作用。
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