電力自動化的通信網絡探析

張赟　周學軍

摘要：電力自動化的應用核心就是通信網絡，因此對電力自動化來說，擁有一個可靠、低成本的通信網絡是非常重要的。隨著通信技術的發展，無線通信受到越來越多人的歡迎。本文首先對電力自動化的通信網絡現狀進行了分析，接著分析了無線網絡在電力自動化中的應用。

關鍵詞：電力自動化；通信網絡；無線通信

1 電力自動化通信網絡的現狀

網絡通信使電力系統朝著管理現代化及數字信息化的方向發展。隨著我國科學技術的快速發展，人們的需求也在不斷地增長，這就要求網絡通信技術要不斷改進和創新，才能不斷滿足人們的需求，使網絡通信技術廣泛地應用于各個領域。從電力系統來說，目前我國最常見和最主要的通信線路就是光纖通信，覆蓋了各個地區的發電廠和變電站，在方便語音通信業務同時，也方便了實時數據通信和EMS。目前我國由于電壓等級不同，采用了不同的通信網絡。隨著電力自動化程度的不斷提高，我國在將來可以實現電網中一次設備和二次設備的無縫連接。

2 無線通訊網絡的應用

目前在電力系統中應用的無線通信技術主要有衛星通信、光纖通信、電力線通信和無線通信4種通信技術。在電力系統方面，相對于傳統的有線網絡，無線網絡具有用無線信號取代有線網絡傳輸和變電站的遠程監控效果最佳的優勢。但是，無線通信網絡也存在一定的缺點，由于無線通信不是利用通信線路進行傳輸的，而是通過無線電波在空氣中傳播信號，在傳播的過程中傳播的信息很容易被竊聽，使無線網絡的通信安全受到了嚴重的威脅。如果重要的信息被竊聽，將會影響電力系統的穩定和安全運行。因此，對防竊聽的無線通信網絡進行研究是非常重要的，這將成為無線通信網絡發展的趨勢。

使用無線通信網絡時可以有兩種選擇，可使用現有的網絡設施，如蜂窩網絡；還可以架設專用的無線通信網絡。專用的無線網絡有利于實現對電力企業的控制，故其相對于蜂窩網絡具有一定的優勢，但是專用的無線網絡的安裝費用和維護費用都較高，故應謹慎采用。隨著通信技術和電子信息的快速進步，現有的網絡設施和專用的無線通信網絡可以很好地結合，這樣既對電力企業的網絡通信進行控制，又能大大地降低安裝成本，使電力自動化網絡通信的發展具有一定的優勢。

3 電力自動化通信網絡的選擇

3.1 總線網

一般情況下，每一個變電站都會配有兩個網絡，每一個網絡都會有一個功能。首先，一個網絡具有傳送及控制信息發送的作用，叫作監控網；另一個網絡具有傳送故障信息的作用，叫作錄波網。經過專業人員分析，我們可知其主要通過光纖線路進行通信，通信距離可達2千米。這兩個網絡與其他接口進行聯絡通信的速度是非常迅速的，故這種方案被廣泛采用，尤其是在中低壓變電站中使用非常合適，如35KV、110KV的變電站是非常適合使用的。但是當變電站的電壓高于220KV時，由于在使用的過程中存在太多的節點，這樣就大大地減少了可以分配的帶寬，從而使網絡發生沖突，因為沖突會不斷發生，通信將變得一點效率都沒有，特別是在很多網絡一起使用時，更容易使信息之間發生相互沖撞，使信息接收者和發送者得不到完整的信息，從而影響電力系統在實際中的應用。

3.2 多網結合

具體來說，多網結合就是將現場總線與很多以太網相互連接，各個網絡之間都是相互獨立存在的。變電站的主要配置有5個以太網，它們之間是相互獨立的，并且是各自發送和接收各自的信息、各自獨立，卻又共同為網絡服務。因為大型的高壓變電站都是以間隔為單元組裝的，因此沒有采用嵌入式代替現場總線的辦法，而是將變電站內的通信網絡設置為兩層網。間隔內部使用的是現場總線的方式，現場總線網將全部保護裝置連接起來，這樣可以充分保證總線網上的信息通過間隔層傳輸到主干網上；間隔外部使用的是以太網，使其構成最主要的網絡，實現運動設備后臺機以及PC機之間的通信。另外，這種方案不需要對低層保護設備進行修改而有效確保向下的兼容性，這兩種網絡的有機結合優勢互補，使各自的優勢都得到了充分發揮，被廣泛應用于電力系統中。

3.3 比較分析

網絡傳輸的實時性是衡量網絡通信的關鍵因素。現場總線網有且只有一層網絡，所有信息都要與這層網絡聯系，這樣會使通信的場所變得更加擁擠、資源變得更加稀缺。而多網結合時會有兩層網絡，這樣就使通信變得通暢有序，所以，多網結合能使電力系統的通信得到滿足。以太網支持的長幀為1500B，相比于總線網的支持狀況來說，以太網的支持狀況要高出很多。所以，在多網結合時會大大地增強錄波數據的實際傳輸效率。

以太網使用的是開放性協議，所謂開放性協議，就是當與廣域網相連時變得更方便的協議，因為網絡在不斷地實現全球化，所以網絡的傳輸會越來越具有全球性?？偟膩碚f，多網結合更有利于網絡的全球化，而且多網結合還能更好地利用多臺個人計算機使用的環境。

4 總結

要提高變電站的通信質量，首先要提高通信網絡的質量，以此變電站為主的電力系統就會具有特別強大的通信功能。其次，電力系統變電站也在一步一步地趨于智能化，而電力系統的智能化發展需要通信網絡的智能化發展，所以二者是互相聯系、密不可分的。因此，我們設計的通信網絡方案應力求滿足電力系統自動化對通信網絡的更高要求，選擇可依賴性、穩定性和可操作性較高的通信網絡，對電力自動化通信網絡的發展具有一定的意義。