应用于智能电网的数字通信技术概论钟为民

应用于智能电网的数字通信技术概论钟为民

(广西电网有限责任公司贺州供电局)

摘要:将具备良好的统一性的网络平台在电网、电源和用户之间建立起来,从而使实时交互、分析和控制的目标得以实现,这是电网智能化的主要目的,其中为其提供强大支撑的就是数字通信技术。通过相关的研究可知,在变电站和智能小区等主要使用现场总线和无线宽带等技术。所以本文就是对应用智能电网的数字通信技术进行了具体的分析。

关键词:智能电网;通信技术;数字光纤

前言

国家改革和发展智能电网是由国民经济的发展和人们生活的需求来推动的,其也是社会发展的必然趋势。通过数字信息化网络将开发资源、供电和输电等各种电气设备和其它用能设施连接在一起,这就是智能电网技术,因此智能电网的核心就是智能接入和终端用户的智能服务等[1]。而这些部件的连接就是通过数字通信技术来完成的,其是智能电网技术的基础。所以具体研究应用于智能电网的数字通信技术具有重要的现实意义。

一、数字通信技术

数字通信也称之为数据通信,其传输信息的载体就是数字信号(0,1)。数字光纤通信、蓝牙、移动通信系统和空间数字通信等各个领域都普遍的应用到数字通信新技术。当前,如果想要将所有的地域和空间覆盖住,就需要结合多种技术。值得注意的是,数字通信新技术具备的特点,如安全性、可靠性和抗干扰性,其不仅将技术手段提供给电网的智能化控制,同时数据源为挖掘和分析数据提供了基础,使智能电网建设信息化的要求得以满足。

二、智能电网的模型

图1是智能电网模型,目前五级调度模式是该模型的基础,其中树形结构并用的数字光纤通信是国家、省级调度中心、地方调度、县级调度和变电站所采取的,变电站对电气设备的实时监控是通过智能现场总线技术和WiFi通信的方式来实现的;利用终端接口可以连接用户端智能仪表和营业部;可以将协议转换服务器和DDE服务器添加到已经对智能电网进行使用的变电站和小区内,使其无缝对接与交互的目标得以实现[2]。通过进一步发展通信技术保证了通信的质量和速度,而且电网通信的路由是由网络技术的发展来保证的,这样既可以对控制技术进行分散,同时可以更加完善电网的自愈功能。

图1:智能电网模型图

三、数字光纤通信技术

通信领域中的革命性的变革是由数字光纤通信技术的应用来实现的,其中具有重要的推动作用以及加大数据交换量的技术就是半导体激光器。具有较宽的频带、大容量的传输;较低的传输损耗和长距离的无中继传输;较强的抗干扰性和保密性;很轻的重量和便于敷设等这是光纤主要的特点,也是造成这种现象的主要原因。如有的厂家已经生产出来3Gb/s传输速率和100Km无中继传输距离的光纤,而且在建设电网阶段可以随时敷设光纤[3]。另外,具有越来越容易收发的光信号,出现的小型光收发器和光卡使光纤通信设备的成本进一步降低,其对智能电网的建设具有重要的推动作用。智能电网主要的网络和建设智能电网的基础就是数字光纤通信技术,其对大量的数据和指令进行承载。

四、现场总线技术

随着快速发展的微处理器和人们不断提高控制的要求而出现了现场总线技术,其总线的接口就是微处理器芯片,这种芯片需要具备检测、控制和通信等功能,同时在现场需要具备数字化的设备或者仪表,这样就可以将控制彻底分散的目的得以达到,同时可以利用总线的形式连接现场分散的测量和控制设备等这些网络节点,从而使现场总线控制系统实时监控的目标可以通过监控计算机来完成。数字通信技术是现场总线技术的重要前提,其核心主要就是高速芯片的处理,安全为己任是其主要的本质,而且其自我诊断能力、处理故障的能力都非常强大,同时其性价比也非常出色。实时监控智能电网的有利保障就是由现场总线技术来提供的。

当前LonWorks、CAN等都是应用最普遍的现场总线,虽然他们的标准和协议都具有一定的差异性,但是相同的是其联网都是与Internet进行的。现场总线交换内外动态数据是利用DDE服务器来完成的,这个过程中首先要对相应的节点进行建立,之后才能够进行集成运行工作。另外要进一步推广已经使用现场总线技术的变电站自动化系统和智能化小区,同时要进一步改进这些变电站和智能小区智能电网的接入。

五、无线通信技术

数字通信的方式主要是对无线电波进行使用,这就是无线数字通信技术。当前在移动通信领域,宽带码分多址W-CDMA、CDMA2000和时分多址TDMA等第三方通信技术已经广泛的应用无线通信技术。此外,WiFi可以使较长距离的高速无线通信得以实现,800m是其通信距离,300Mbps是802.11n协议通信的速率,如果接入一个无线AP,其覆盖区域的半径可达800m,如果对AP中继进行使用,其具有更大的覆盖范围,从而可以使变电站的需求完全得以满足。在功耗很低的情况下较短距离和高速无线通信可以通过蓝牙技术来实现。智能电网布网的技术支撑就是由不断发展和应用的无线通信技术来提供的。

分散用户的最好的选择就是对运营商的移动运营商带宽租用,将智能电网和移动运营商之间的网关建立起来,这样就智能电网的通信联系得以实现,而且可以利用电力线收发器与家用电器通信,从而使电网智能化的目标真正的实现。

六、DDE动态数据的交换

一种交换数据的机制就是DDE技术,但是需要两个Windows应用程序才能够启动DDE通讯,其中一个应用程序要处理服务器的信息,另一个则是将信息从服务器中获取。获取信息的应用程序需要将一条请求信息发送给处理信息的服务器,而服务器应用程序要及时应答这条信息,从而使两个程序之间数据交换的目标得以实现。网络协议和载体之间的无缝通信就是利用DDE来完成的,这样就使用户对一个以上的网络进行监视和控制,也就是说网络量可以通过应用程序进行观察和改变,同时可以对属性和外部帧报文的值进行布置,从而对操作网络造成一定的影响,假如从不同的网络中提供这些变量,其也会对网络的操作造成影响。所以说,通信就是交换的实质,而且DDE可以应用在任何形式程序之间的信息交换的过程中。

结论

由此可见,虽然数字通信技术的发展速度越来越快,但是智能电网在使用过程中,只对少数的几种技术进行应用就可达到目的。最后以数字通信为基础的智能电网一定会形成统一的技术平台,这个平台中包括的内容有交错的强电和弱电、共网的新能源与传统能源、互补的有线和无线以及相互融合的通信和控制等。由于广泛的地域和技术都被智能电网所涉及到,因此其具有丰富和复杂的设备种类和形式。当前是数字化的时代,进一步融合互联网、电信网和电视网,所以电网公司要将这个机会充分的利用起来,及时制定出来相关的标准,从而可以尽快的融合智能电网和传感网,从而使其承载传感网所有信息的目标得以实现,进而促进智能电网的进一步发展。

参考文献

[1]孙立民,王琳,时海刚.应用于智能电网的数字通信技术概论[J].科技信息,2011(02),07:463-464.

[2]孙立民,王琳,时海刚.应用于智能电网的数字通信技术[J].电气时代,2011(05),07:64-65.

[3]张华.基于DSP的FFT算法的研究及其在脱扣器中的应用[D].河北工业大学,2006(09).

作者简介

钟为民(1964-),男,广西梧州市人,职称:工程师,专业:电力系统通信。

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