電力自動(dòng)化系統(tǒng)現(xiàn)代通訊技術(shù)探究

余佳榮

摘要：文章簡(jiǎn)單介紹了電力自動(dòng)化系統(tǒng)中現(xiàn)代通訊技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值，并對(duì)電力自動(dòng)化系統(tǒng)中現(xiàn)代通訊技術(shù)的應(yīng)用模式進(jìn)行了進(jìn)一步探究，希望為現(xiàn)代通訊技術(shù)在電力自動(dòng)化系統(tǒng)中的有效應(yīng)用提供一些參考。

關(guān)鍵詞：電力自動(dòng)化系統(tǒng);現(xiàn)代通訊技術(shù);光纖

前言：作為我國(guó)專用通訊網(wǎng)絡(luò)內(nèi)發(fā)展較為完善、規(guī)模較大的專網(wǎng)，電力自動(dòng)化系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)隨著現(xiàn)代通訊技術(shù)的升級(jí)而不斷優(yōu)化。上世紀(jì)70年代，電力線載波成為電力系統(tǒng)通訊主要用技術(shù)。上世紀(jì)80年代，電力模態(tài)擬微波成為電力通訊主流技術(shù)。進(jìn)入本世紀(jì)，電力通訊網(wǎng)絡(luò)光纖化進(jìn)程逐步加快，為電力自動(dòng)化系統(tǒng)安全性、可靠性的提升提供了保障。因此，探究現(xiàn)代通訊技術(shù)在電力自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用具有非常重要的意義。

一、電力自動(dòng)化系統(tǒng)中現(xiàn)代通訊技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值

1. 信號(hào)轉(zhuǎn)換

在電力自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行過程中，利用現(xiàn)代通訊技術(shù)，可以將非電信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，為信息傳送奠定基礎(chǔ)。

2. 任務(wù)發(fā)送

在電力自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行過程中，利用現(xiàn)代通訊技術(shù)，可以對(duì)電信號(hào)進(jìn)行進(jìn)一步放大、調(diào)制、濾波處理，滿足任務(wù)發(fā)送要求。

3.信道交換

在電力自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行過程中，利用現(xiàn)代通訊技術(shù)，可以溝通輸入設(shè)備、發(fā)送設(shè)備，促使雙方信道交換，提高發(fā)信設(shè)備利用率[1]。

二、電力自動(dòng)化系統(tǒng)中現(xiàn)代通訊技術(shù)的應(yīng)用模式

1. 微波中繼通訊

微波中繼通訊是一種無線電通訊模式，主要傳播頻率為300MHz到300GHz的電磁波。微波中繼通訊線路包括微波終端站（電路端點(diǎn)）、中間轉(zhuǎn)接站、樞紐站、主站幾個(gè)部分。其中終端站主要位于發(fā)信通道，負(fù)責(zé)借助微波機(jī)將調(diào)制后用戶信號(hào)移動(dòng)到新的頻率，以群路信號(hào)的形式完成變頻;而中繼站則負(fù)責(zé)接收某一方向發(fā)來的信號(hào)并進(jìn)行變頻、放大處理，進(jìn)而向另一個(gè)方向發(fā)送;樞紐站主要負(fù)責(zé)進(jìn)行3個(gè)及以上方向站的信號(hào)發(fā)送、接收以及上部分、下部分話路插入;主站主要負(fù)責(zé)接收某一方向站發(fā)送的微波信號(hào)，經(jīng)微波機(jī)進(jìn)行變頻后進(jìn)入載波機(jī)，同時(shí)進(jìn)行頻帶下遷移后分支話路并插入新話路。

在電力自動(dòng)化系統(tǒng)中，微波中繼通訊的關(guān)鍵在于微波頻段的無線電波。在微波中繼通信模式中，信號(hào)發(fā)送端可以將數(shù)字終端機(jī)輸送的中頻信號(hào)調(diào)相為70MHz的中頻調(diào)頻信號(hào)。進(jìn)而放大中頻與微波信號(hào)發(fā)送端本振混合為2GHz的微波調(diào)頻信號(hào)，并利用信號(hào)輸出單元將2GHz的微波調(diào)頻信號(hào)饋送到天線端，經(jīng)天線端發(fā)送到另一個(gè)站點(diǎn)[2]。

在信號(hào)接收端，微波中繼通訊站可將接收的高頻率微波信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橹胁ㄐ盘?hào)、低頻率群路信號(hào)，并傳送到微波機(jī)。整個(gè)過程包括高頻轉(zhuǎn)接、中頻轉(zhuǎn)接、PCM（脈沖編碼調(diào)制）轉(zhuǎn)接幾種形式。高頻轉(zhuǎn)接是基于信號(hào)接收機(jī)微波輸入單元的小失真轉(zhuǎn)接;中頻轉(zhuǎn)接是基于信號(hào)接收中頻部分的大失真轉(zhuǎn)接，適用于中繼站;PCM轉(zhuǎn)接則是基于信號(hào)接收數(shù)字終端的大失真轉(zhuǎn)接，適用于主站。

2. 載波通訊

載波通訊是電力自動(dòng)化系統(tǒng)中應(yīng)用范圍最大的通訊模式，包括明線載波通訊、電纜載波通訊、電力線載波通訊幾種模式。載波通訊系統(tǒng)的通訊線路是高壓輸電線，包括載波交換機(jī)、增音機(jī)幾個(gè)部分。其中載波交換機(jī)主要負(fù)責(zé)根據(jù)通訊傳播質(zhì)量調(diào)制、解調(diào)制原始信號(hào)，包括雙邊帶電力線載波機(jī)、單邊帶電力線載波機(jī)兩種類型;增音機(jī)主要用于線路傳輸衰減時(shí)信號(hào)補(bǔ)償。

在電力自動(dòng)化系統(tǒng)載波通訊模式中，調(diào)度關(guān)系、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、話務(wù)量是通訊質(zhì)量的決定性因素。根據(jù)上述因素的編號(hào)，又可劃分為中央通訊、定頻通訊兩種模式。中央通訊的中央站是調(diào)度所，可以完成一對(duì)N定頻通訊，各站點(diǎn)獨(dú)立存在，僅可與中央站進(jìn)行通訊，且在同一時(shí)間內(nèi)與中央站通訊的站點(diǎn)有且只有1個(gè)，使用頻率的數(shù)量則為2個(gè);定頻通訊是載波機(jī)的信號(hào)發(fā)送頻率、信號(hào)接收頻率維持一定的一對(duì)一通訊方式，各站點(diǎn)之間可以進(jìn)行一對(duì)一定頻式通訊，根據(jù)通道衰減損耗可以進(jìn)行信號(hào)接收電平調(diào)整，確保電力自動(dòng)化系統(tǒng)載波通訊狀態(tài)處于最佳。由于該通訊模式接通用戶耗時(shí)長(zhǎng)、占有頻率多，多用于110kV及以上電力自動(dòng)化系統(tǒng)中。

3. 光纖通訊

光纖通訊是近幾年電力自動(dòng)化系統(tǒng)通訊的主流，載波為光波，傳輸媒介是光纖，可以滿足遠(yuǎn)距離單一方向信息傳遞需求。光纖通訊系統(tǒng)包括發(fā)射端、接收端、廣義信道幾個(gè)部分。廣義信道可以將源于用戶端的信息轉(zhuǎn)換為原始電信號(hào)（基帶信號(hào)），經(jīng)發(fā)射端將原始電信號(hào)向滿足信號(hào)傳輸要求的信號(hào)轉(zhuǎn)換。對(duì)于電力自動(dòng)化系統(tǒng)中數(shù)字電話傳輸來說，需要經(jīng)電話機(jī)將話音向頻帶信號(hào)轉(zhuǎn)換，進(jìn)而經(jīng)發(fā)射機(jī)PCM模塊將模擬頻帶信號(hào)向數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換并通過數(shù)字復(fù)接器進(jìn)行多路數(shù)字信號(hào)集成[3]。一般一路話音轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的傳輸速率為64kb/s，多路數(shù)字信號(hào)集成的數(shù)字系列傳輸速率則為2048Mb/s（30路）。

在電力自動(dòng)化系統(tǒng)光纖通訊模式中，到達(dá)光發(fā)射機(jī)前端信號(hào)處理、光接收機(jī)接收信號(hào)后處理與電纜通訊模式類似，但通訊線路存在差異。光纖可同時(shí)傳輸數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)的能力，為電力自動(dòng)化通訊局域網(wǎng)絡(luò)、廣域網(wǎng)絡(luò)以及其他數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)構(gòu)建提供了充足支持。對(duì)于接入電力自動(dòng)化通訊局域網(wǎng)的設(shè)備來說，可以經(jīng)CANBUS、LONWORKS等現(xiàn)場(chǎng)總線模式配合微機(jī)整合數(shù)據(jù)，進(jìn)而以TCP/IP（傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議）方式接入電力自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)局域網(wǎng)，或者以RS232網(wǎng)絡(luò)方式接入通訊裝置，配合全部工作站點(diǎn)掛接于局域網(wǎng)（或ATM網(wǎng)），實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

總結(jié)：

綜上所述，在電力自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行過程中，需要在電站二次設(shè)備、相關(guān)智能設(shè)備之間開展信息共享、信息交換，而當(dāng)前信息傳輸?shù)亩嘣?、?fù)雜性對(duì)通訊技術(shù)提出了更高的要求，傳統(tǒng)封閉式專用電力通訊技術(shù)已無法滿足當(dāng)前電力自動(dòng)化系統(tǒng)通訊的需要。因此，電力自動(dòng)化系統(tǒng)構(gòu)建者應(yīng)合理利用載波通訊、微波中繼通訊以及光纖通訊技術(shù)，構(gòu)建廣域網(wǎng)/局域網(wǎng)/現(xiàn)場(chǎng)總線并存的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，打造多層次、多局部交錯(cuò)的形信息傳輸形態(tài)，為不同智能設(shè)備與遠(yuǎn)程控制、保護(hù)裝置、工作站接入電力自動(dòng)化系統(tǒng)提供支持，助力電力自動(dòng)化多方互聯(lián)系統(tǒng)的構(gòu)建。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙衛(wèi)東.電力系統(tǒng)中的通訊自動(dòng)化設(shè)備研究與工作模式分析[J].智能城市，2018（04）：62-62.

[2]李方亮.電力和信息通訊系統(tǒng)混合仿真方法的研究[J].電子測(cè)試，2018（13）：120-121.

[3]張同偉.電力通訊網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化[J].電子技術(shù)與軟件工程，2020（21）：7-8.