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1電力自動化系統的常見通信方式

當前可供電力自動化系統選擇的通信方式相對較多，總體上可歸納為兩大類，即有線方式和無線方式。其中有線通信網絡主要包括工業以太網交換機、光貓、電力載波等等；無線通信網絡則包括GPRS/CDMA、230MHz數傳電臺等等。

1.1工業以太網交換機

在電力通信網絡中，工業以太網交換機的應用基礎相對較高，它具有以下優點：環網保護、帶寬高、工業化設計標準以及IP化趨勢等等。但是這種網絡結構在實現單點到多點的組網結構時成本相對較高。

1.2電力載波

該通信網絡是將通信通道、能量流、功率通道以及信息流等諸多內容集于一體，可以借助當前現有的線路傳輸到電網所需的任何控制點，無需重新鋪設通信線路，這有助于節約前期投資成本。雖然電力載波具有靈活性高、實時性強、建設成本低、支持自由拓撲等優點，但它的技術缺點也相對比較明顯，如載波信號在傳輸的過程中，各個節點位置處會出現不同程度的信號反射和衰減，這樣很容易出現收不到信號的情況。

1.3光貓組網

該組網方式能夠借助光纖按照現場總線的布設方式實現串接，其缺點是不能與子站設備實現統一的網絡管理，并且通信速率也相對較低，不適合應用于規模較大的組網結構，只能在一些小規模的部署中應用。

1.4GPRS

電力自動化系統使用GPRS組網可以利用外包的方式進行建設，這樣有利于節約維護費用。但是GPRS提供的帶寬相對較低，在實際運用過程中，雙向通信能力較差可，無法滿足主站下發的遙調信號以及遙控實時性的要求。同時在使用過程中，還容易受到電力高壓線路的干擾。

1.5數傳電臺

它的無線通信技術相對比較落后，中心點與各個分支點之間采用的是輪詢的方式進行數據查詢，對于當前數量眾多的自動化終端，這種查詢方式顯得力不從心。此外，數傳電臺本身還受頻率的限制，這使得擴容變得非常困難，所以只能應用于小范圍的通信。通過以上分析不難看出，現階段常用的這些通信網絡都不太適合電力自動化系統，為此，本文提出一種新的通信網絡模式，即WiMAX和WMN的混網結構。

2WiMAX和WMN網絡在電力自動化中的具體應用

WiMAX具體是指全球互通技術，該技術的加入使得網絡中樞的容量增加至75Mbps。同時WiMAX還為單點對多點無線網絡提供了一種標準化的通信協議，即IEEE802.16標準，從而使不同廠商之間的產品互通成為可能，而這一點正是電力公司最為關注的。除此之外，WiMAX技術還支持非視距通信，這對于受環境阻礙的電力系統而言，可從中獲益良多，WiMAX的應用能夠使電力通信系統的性能獲得顯著改善。

2.1WiMAX與WMN混網的優勢

①有助于提高通信的可靠性。在無線網狀的區域當中，發送者與接受者之間的冗余路徑是由無線中樞負責提供的，這樣便消除了單點故障以及瓶頸鏈接問題，從而顯著提高了通信的可靠性。因為有多重路由可供選擇，所以確保了網絡抗潛在問題的健壯性。為此，采用WMN技術后，即便在網絡元件出現故障或是網絡擁塞時，電力公司的網絡仍然能夠安全、穩定、可靠運行。②建設成本低。因為網狀網絡僅僅需要線路上的幾個點與有線網絡進行連接即可，這樣一來能夠大幅度節約前期建設成本，而且還能以最合理的費用對網絡進行改造升級，這有利于增強電力公司的整體競爭力。③覆蓋范圍大?，F階段，WLAN的數據傳輸速率較之以往有了明顯增加，雖然如此，但WLAN的整體覆蓋范圍和連通性卻有所下降。而WiMAX技術能夠確保局域控制中心與遠程控制中心之間的遠距離通信性能，也就是說混網結構可以實現電力自動化要求的高速率、遠距離通信。④自動網絡連通。在混網結構中，WMN區域能夠實現動態的自我組織和配置，即網路當中的節點可以自動建立并保持網絡連通，從而給電力公司提供了無縫多跳式的互聯服務。

2.2混網結構設計的關鍵性問題

在混網結構的設計過程中，有以下問題需要解決：①監視環境。對于變電站而言，由于電力線路和RF的干擾，使得環境非常嘈雜，為了進一步擴大網絡容量，并限制無線電干擾，在開發通信協議時，應當積極采用先進的無線電技術，如，MIMO技術、智能天線等等；②WiMAX塔臺的最佳安裝位置。在該混網結構中，設計一種既有效且成本又低的網絡基礎設施尤為重要。鑒于此，配有RF硬件的WiMAX塔臺必須設置在網狀區域的最佳位置上，這樣不僅能夠降低基礎設施建設成本，而且還能滿足電力自動化的服務質量要求；③靈活性。在混網結構中，靈活性是必須考慮的問題之一，可以采用低反映時間切換管理算法來支持移動設備控制器的通信服務，當出現報警時，移動設備管理器可由本地監視系統代替；④擴展性。在當前競爭如此激烈的背景下，電力公司不可避免地會配置新的變電站，以此來滿足用戶需求，從而贏得市場。所以在混網結構設計時，必須考慮到網絡的擴展性，這樣才能適應不斷增長的新通信需求；⑤安全性。無論任何通信網絡，安全性都是最為重要的環節之一，也是網絡設計時必須重點考慮的問題。網絡中的阻斷服務攻擊有可能對混網的運行構成一定威脅，所以應當采取相應的措施確保網絡安全。如加密技術、密碼系統等等，均可以有效解決混網的安全性問題。

本文作者：李濤單位：達州電業局