通信技術(shù)在變電站自動化管理系統(tǒng)中的應用

董峰屹

（山東黃金電力有限公司，山東 萊州 261400）

0 引 言

近年來，隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，我國通信產(chǎn)業(yè)已經(jīng)經(jīng)歷了跨越式發(fā)展[1]。和傳統(tǒng)的有線傳輸不同，無線傳輸技術(shù)具有數(shù)據(jù)傳輸靈活性的特點，對于時間和地域的要求不高，不受環(huán)境和地勢的影響，并且其開發(fā)成本相對較低[2]。雖然無線傳輸在近距離通信傳輸過程中有非常明顯的優(yōu)勢，但是和傳統(tǒng)傳輸技術(shù)相比仍然存在一些缺陷[3]。例如，在傳輸過程中非常容易受到其他信息的干擾，這使得傳輸信息在傳輸過程中容易出現(xiàn)損壞或丟失的問題，其保密性和數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩员扔芯€傳輸要差一些[4]。

基于以上分析，從不同的方面對無線傳輸開展研究，從安全性和保密性兩個角度提升無線傳輸?shù)乃剑菇嚯x無線傳輸系統(tǒng)能夠被安全使用在變電站中，提升變電站內(nèi)部的自動化水平，從而提升變電站的內(nèi)部工作效率，節(jié)省維修人員的維修時間[5]。

1 近距離通信技術(shù)及其在變電站中的應用

通信技術(shù)一般分為近距離和遠距離兩類。近距離通信技術(shù)一般指紅外技術(shù)和藍牙傳輸技術(shù)，這兩項傳輸技術(shù)均具有比較特殊的優(yōu)勢，能夠滿足傳輸過程中對于傳輸數(shù)據(jù)和帶寬的基本要求，具有較強的兼容性和可擴展性[6]。

在變電站通信自動化控制系統(tǒng)中應用最普遍的是有線通信技術(shù)，例如RS232和CAN總線兩類[7-9]。有線傳輸會使變電站的內(nèi)部設(shè)計難度提升，在特殊環(huán)境或遭遇不可抗力的情況下，變電站有線傳輸設(shè)備無法開展相關(guān)工作[10-12]。同時有線傳輸設(shè)備和施工的成本相對較高，采購成本也比較高，在傳輸過程中容易出現(xiàn)線材損壞和設(shè)備損壞等問題。一旦重新施工，變電站內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)布局就要重新配置，這樣便會使得變電站內(nèi)部的改線和布線工作十分復雜。如果采取近距離無線傳輸?shù)姆绞酱罱ㄍㄐ沛溌罚鲜鰡栴}便會迎刃而解，通信效率也會得到大幅提升。采取無線傳輸?shù)姆绞娇梢詫崿F(xiàn)對上述設(shè)備的控制和數(shù)據(jù)采集，實現(xiàn)設(shè)備之間的互聯(lián)互通，從而解決線路的排線和布局問題[13]。

2 相關(guān)通信技術(shù)在自動化管理系統(tǒng)中的運用

2.1 RFID技術(shù)

射頻識別（Radio Frequency IDentification，RFID）技術(shù)的基本原理是在閱讀器和讀取標簽之間建立無線傳輸通信，實現(xiàn)對目標物中相關(guān)信息的讀取工作[14]。目前RFID技術(shù)主要應用在停車場管理、自動化產(chǎn)線物料識別以及門禁管理等場景中，均取得了很好的應用效果。此外，RFID技術(shù)在變電站日常管理過程中也得到了廣泛應用，可以幫助日常巡檢人員實現(xiàn)快速掃描和記錄，進而實現(xiàn)對全部設(shè)備的識別和管理[15]。RFID具有高存儲量的特點，能夠支撐信息的快速識別和查詢，并且能夠通過遠距離傳輸實現(xiàn)對系統(tǒng)數(shù)據(jù)的控制，靈活控制巡檢線路。

RFID支持快速掃描，并且在相同時間內(nèi)能實現(xiàn)對多個標簽的同時掃描，避免了一碼一掃描。RFID條碼可以被重復利用，并且標簽能夠被重復讀寫，后續(xù)內(nèi)容可以逐步更新，這樣便使得RFID的成本投入不會太高。大多數(shù)RFID設(shè)備的壽命周期均比較長，對于環(huán)境的抗干擾能力較強。RFID具有很強的穿透能力，能夠在障礙物隔開的狀態(tài)下實現(xiàn)對標簽的快速讀取，應用場景更加廣泛。RFID中所存儲的內(nèi)容安全級別高，一般不會被篡改，不易丟失。

在變電站的自動化控制系統(tǒng)建設(shè)過程中，RFID能夠起到很好的邊端數(shù)據(jù)采集作用，為變電站實時的數(shù)據(jù)感知提供強大的硬件和軟件支撐?；赗FID的自動巡檢技術(shù)將會替代人工巡檢，有效降低管理成本。

2.2 藍牙技術(shù)

藍牙傳輸技術(shù)主要解決數(shù)據(jù)和語音層面的傳輸問題，不需要網(wǎng)線便可以進行，并且支持無線互聯(lián)網(wǎng)的接入。目前，藍牙技術(shù)最主要的應用場景為汽車領(lǐng)域，例如汽車的免提和娛樂系統(tǒng)。相較于其他無線傳輸技術(shù)，藍牙技術(shù)在使用中的功率損耗較小，同時其抗外界干擾的能力較強。變電站設(shè)備的內(nèi)部環(huán)境變化較大，除了隨時可能發(fā)生的震動、濕度以及溫度的改變外，還有十分嚴重的電磁干擾現(xiàn)象。為了提升藍牙設(shè)備運行過程中的穩(wěn)定性，在搭建藍牙裝備過程中，要增加抗干擾和防潮的輔助設(shè)備。由于藍牙設(shè)備的工作電壓水平相對較低，如果不能很好地解決藍牙運行過程中對外界的干擾問題，將會對變電站造成很大的影響。在對藍牙設(shè)備進行安裝和調(diào)試的過程中，要充分注意由環(huán)境問題造成的藍牙失靈現(xiàn)象。

2.3 通信安全

通常情況下，通信網(wǎng)絡(luò)安全是信息化建設(shè)的基礎(chǔ)條件。目前，我國變電站之間主要是使用IEC61850體系和TCP/IP協(xié)議來進行數(shù)據(jù)傳輸，在開展信息化和網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)過程中會存在數(shù)據(jù)傳輸方面的安全風險。在開展無線傳輸建設(shè)過程中，還要充分做好通信安全措施的防護工作。我國很多變電站中使用的是TCP/IP體系基礎(chǔ)上的加強版本，在信息傳輸過程中實現(xiàn)了信息的安全加密處理，可以保證信息通信系統(tǒng)的安全性與完整性。

3 結(jié) 論

綜上所述，RFID技術(shù)和藍牙技術(shù)在傳輸上均具備自身獨有的優(yōu)勢。藍牙設(shè)備需要經(jīng)過額外的改進才能滿足變電站對于數(shù)據(jù)傳輸方面的要求，尤其是要適應變電站變化多端的環(huán)境因素的干擾。和傳統(tǒng)的有線傳輸技術(shù)相比，近距離無線傳輸技術(shù)更加方便靈活、兼容性更高，在未來有著非常廣闊的前景。其成本更低，具有更高的可控制性，最重要的是能夠擺脫實體介質(zhì)的干擾，從而實現(xiàn)對于變電站設(shè)備的安全維護。對于通信技術(shù)在變電站自動化管理方面的研究，未來應該聚焦于無線傳輸方面。