【电力自动化的通信网络分析研究】计算机网络与通信课件

时间：2019-05-21 03:21:52　来源：柠檬阅读网本文已影响人

　　摘要：作为电力自动化系统的核心环节，构建一个经济、可靠、安全、精确的电力自动化通信网络意义重大，在本文中，笔者以无线通信技术为研究突破口，对基于无线通信技术的电力自动化通信网络进行了分析和探讨。
　　关键词：无线通信技术；电力自动化系统；通信网络
　　
　　在目前诸多可选的通信技术当中，能够应用于电力系统“最后一里”通信技术主要包括无线通信技术、光纤通信技术、电力线通信技术以及卫星通信技术。虽然光纤通信技术也具有一定的技术优势，但是非本文研究重点，暂且不论。相对于其他三种通信技术（即光纤通信技术、电力线通信技术以及卫星通信技术），无线通信技术具有非常大的潜在优势，最为实际、最具代表性的表现就是，使用无线通信技术无需假设各种电缆或者安装各种通信基础设备，不但能够节省相当的建设费用，更加可以实现快速化安装。但是，我们同样应该指出，无线通信技术对MEI（Electromagnetic interference ，电磁干扰）比较敏感，一般情况下，对于通信设备之间的距离和宽带容量方面则没有明显的限制；另外，便是通信安全方面，当然，没有绝对安全的通信技术，如果没有采取可靠的加密手段，无线通信技术所采用的无线电波在空中传播的时候比较容易截获并且破解。
　　1. 电力企业构建无线通信网络的选择
　　电力企业在构建电力自动化的通信网络时，通常会有选择性的采用以下两种方式：首先，构建专用的无线通信网络。电力企业构建专用的无线通信网络之后可以获得针对该通信网络的更多控制权限；但是，此方法也弊端，即构建专用的无线通信网络需要数额较大的前期安装费用以及投入运行后的维护管理费用。其次，以现有的公共通信网络为基础构建无线通信网络。目前最为典型的做法便是构建公共蜂窝网络。目前在许多的变电站当中已经应用了数字蜂窝网络的“SMS（Short Messaging Service，短信服务）”功能，并实现了对变电站的远程监视和远程控制。但是这种技术也有局限，即只可以用来发送数据数量较小的应用，如果数据数量过大，则会产生严重的信息迟延，所以无法满足变电站所要求的实时控制的这种严格的服务质量（Quality of Service，QoS）。
　　但是目前的数字电子技术和无限通信技术的飞速发展为无限通信技术的应用提供了技术支持，例如，混合式网络体系结构则能够满足电力自动化所要求的实时控制的这种严格的服务质量（QoS）。
　　2. 基于WiMAX 网络和WMN（无线网状网络）的通信网络分析
　　2.1 技术优势
　　第一，WiMAX 网络技术和WMN（无线网状网络）技术能够显著增强电力自动化通信网络的可靠性。为了增加通信网络的可靠性，无线网状区域当中的无线中枢系统为无线连接的数据发送者和数据接收者提供了冗余路径，彻底解决了无线网状区域当中可能存在的瓶颈链接或者单点故障问题。同时，无线网状区域提供了多种可能的可选路由，网络抵抗潜在问题或者潜在风险的能力得到了有效提升。
　　第二，WiMAX 网络技术和WMN（无线网状网络）技术拥有比较经济的安装成本。因为无线网状网络结构仅仅需要几个“点”连接到有线网络当中即可正常工作，所有构建无线网状网络结构的前期投资缩减不少，并且即便是需要网络进行改造，所需要的费用同样非常合理，尤其是适应目前处于市场竞争日益激烈背景下的电力企业。
　　第三，WiMAX 网络技术和WMN（无线网状网络）技术能够实现网络的自动连通。混合式网络体系结构所具有的特点之一便是，能够在无线网络区域当中实现动态化的自我配置和自我组织。换句话说，网状网络的各个“节点”能够实现自动的建立借以保持整个网络的畅通，电力企业可以凭借该技术优势获得无缝多跳式互联服务。例如，某电力企业可以需要在现有的网状网络当中加入一个新的“节点”，而网状网络结构的自动发现功能便能够“发现”并识别该“节点”，同时为其确定一条到达控制中心的最佳网路。
　　2.2 通信网络结构设计的关键技术
　　第一，WiMAX塔台的最佳放置。在提出的混合式体系结构中,在符合时间临界监视数据的截止期限的同时，设计一种有效的低成本的网络基础设施很重要。因此，配有昂贵的 RF 硬件的WiMAX塔台，应置于配置区域的最佳位置，以便既降低基础设施成本又满足服务质量要求。
　　第二，恶劣的监视环境。在变电站，由于障碍及电力线和 RF 干扰引起的极其嘈杂的环境，无线链接表现出极为不同的时间和空间特点。为改进网络容量，限制无线电干扰，开发通信协议时应使用先进的无线电技术，例如多输入多输出(MIMO) 技术、多重无线电界面和智能天线。
　　第三，集成不同种类网络。现有网络技术与不同无线网络集成的能力有限。因此，为增强混合式网络体系结构的性能，应改进多重无线界面的集成能力以及网络路由器的相应网关 /桥接器功能。
　　第四，灵活性支持。需要使用低反应时间切换管理算法来支持移动设施控制器的通信服务。这样，必要时，例如发生警报时，移动设施管理器还可以本地监视系统。
　　3. 结束语
　　电力系统的远程控制系统在现代通信技术尤其是无线通信技术的协助下获得了快速发展，能够可靠而且准确地对电力系统的运行状态进行远程监控和元远程管理。本文的目的在于更好的理解能够提供不同种类电力系统自动化应用要求的混合式网络体系结构，为打算利用新的自动化通信技术的电力公司展示一个结构化框架，从而更加有效地做出决策。
　　
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