配电自动化通信网现有解决方案优缺点
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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 2.4 GHz 直接序列扩频,最大数据传输速率为11 Mbit/s,也可根据信号强弱把传输速率调整为5.5,2,1 Mbit/s 带宽。直线传播传输范围为室外最大300 m, 室内有障碍情况下最大100 m。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IEEE 802.16 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 50 km,带宽可达 70 Mbit/s。
物联网的实质是利用RFID(Radio Freq uency Identification,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。