通信技術在變電站自動化管理系統中的應用

董峰屹

（山東黃金電力有限公司，山東 萊州 261400）

0 引 言

近年來，隨著通信技術的不斷發展，我國通信產業已經經歷了跨越式發展[1]。和傳統的有線傳輸不同，無線傳輸技術具有數據傳輸靈活性的特點，對于時間和地域的要求不高，不受環境和地勢的影響，并且其開發成本相對較低[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勢，但是和傳統傳輸技術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損壞或丟失的問題，其保密性和數據傳輸的安全性比有線傳輸要差一些[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的水平，使近距離無線傳輸系統能夠被安全使用在變電站中，提升變電站內部的自動化水平，從而提升變電站的內部工作效率，節省維修人員的維修時間[5]。

1 近距離通信技術及其在變電站中的應用

通信技術一般分為近距離和遠距離兩類。近距離通信技術一般指紅外技術和藍牙傳輸技術，這兩項傳輸技術均具有比較特殊的優勢，能夠滿足傳輸過程中對于傳輸數據和帶寬的基本要求，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中應用最普遍的是有線通信技術，例如RS232和CAN總線兩類[7-9]。有線傳輸會使變電站的內部設計難度提升，在特殊環境或遭遇不可抗力的情況下，變電站有線傳輸設備無法開展相關工作[10-12]。同時有線傳輸設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線材損壞和設備損壞等問題。一旦重新施工，變電站內部的網絡布局就要重新配置，這樣便會使得變電站內部的改線和布線工作十分復雜。如果采取近距離無線傳輸的方式搭建通信鏈路，上述問題便會迎刃而解，通信效率也會得到大幅提升。采取無線傳輸的方式可以實現對上述設備的控制和數據采集，實現設備之間的互聯互通，從而解決線路的排線和布局問題[13]。

2 相關通信技術在自動化管理系統中的運用

2.1 RFID技術

射頻識別（Radio Frequency IDentification，RFID）技術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，實現對目標物中相關信息的讀取工作[14]。目前RFID技術主要應用在停車場管理、自動化產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快速掃描和記錄，進而實現對全部設備的識別和管理[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對系統數據的控制，靈活控制巡檢線路。

RFID支持快速掃描，并且在相同時間內能實現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，后續內容可以逐步更新，這樣便使得RFID的成本投入不會太高。大多數RFID設備的壽命周期均比較長，對于環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下實現對標簽的快速讀取，應用場景更加廣泛。RFID中所存儲的內容安全級別高，一般不會被篡改，不易丟失。

在變電站的自動化控制系統建設過程中，RFID能夠起到很好的邊端數據采集作用，為變電站實時的數據感知提供強大的硬件和軟件支撐。基于RFID的自動巡檢技術將會替代人工巡檢，有效降低管理成本。

2.2 藍牙技術

藍牙傳輸技術主要解決數據和語音層面的傳輸問題，不需要網線便可以進行，并且支持無線互聯網的接入。目前，藍牙技術最主要的應用場景為汽車領域，例如汽車的免提和娛樂系統。相較于其他無線傳輸技術，藍牙技術在使用中的功率損耗較小，同時其抗外界干擾的能力較強。變電站設備的內部環境變化較大，除了隨時可能發生的震動、濕度以及溫度的改變外，還有十分嚴重的電磁干擾現象。為了提升藍牙設備運行過程中的穩定性，在搭建藍牙裝備過程中，要增加抗干擾和防潮的輔助設備。由于藍牙設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。在對藍牙設備進行安裝和調試的過程中，要充分注意由環境問題造成的藍牙失靈現象。

2.3 通信安全

通常情況下，通信網絡安全是信息化建設的基礎條件。目前，我國變電站之間主要是使用IEC61850體系和TCP/IP協議來進行數據傳輸，在開展信息化和網絡化建設過程中會存在數據傳輸方面的安全風險。在開展無線傳輸建設過程中，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體系基礎上的加強版本，在信息傳輸過程中實現了信息的安全加密處理，可以保證信息通信系統的安全性與完整性。

3 結 論

綜上所述，RFID技術和藍牙技術在傳輸上均具備自身獨有的優勢。藍牙設備需要經過額外的改進才能滿足變電站對于數據傳輸方面的要求，尤其是要適應變電站變化多端的環境因素的干擾。和傳統的有線傳輸技術相比，近距離無線傳輸技術更加方便靈活、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的干擾，從而實現對于變電站設備的安全維護。對于通信技術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。