曹向飛

（國網(wǎng)西安供電公司檢俢分公司 陜西省西安市 710032）

配電網(wǎng)自動化中的Zigbee通信技術(shù)運(yùn)用及相關(guān)問題闡述

曹向飛

（國網(wǎng)西安供電公司檢俢分公司 陜西省西安市 710032）

通過研究將配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)中的Zigbee通信技術(shù)作為重點(diǎn)，闡述了Zigbee相關(guān)技術(shù)、工作特點(diǎn)以及自動化的項目實施，旨在通過對Zigbee具體技術(shù)的研究及分析，保證通信技術(shù)運(yùn)用的安全性及合理性，從而為配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的優(yōu)化提供良好保證。

配電網(wǎng)自動化；Zigbee通信；技術(shù)運(yùn)用；項目實施

配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)通過對不同配電終端信息的采集，實現(xiàn)對配電網(wǎng)的合理檢測及穩(wěn)定控制，同時，通過對數(shù)據(jù)的采集以及相關(guān)系統(tǒng)的信息集成，實現(xiàn)對配電網(wǎng)系統(tǒng)的科學(xué)化管理，保證配電網(wǎng)系統(tǒng)檢測的合理性及優(yōu)化性。Zigbee通信技術(shù)作為一種全新性的短距離、低速率的無線專網(wǎng)通信技術(shù)，在現(xiàn)階段電力保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)用及分析的過程中，需要認(rèn)識到Zigbee通信技術(shù)的優(yōu)勢性，通過無線專網(wǎng)通信技術(shù)的優(yōu)化運(yùn)用進(jìn)行系統(tǒng)的穩(wěn)定設(shè)計。

1 Zigbee技術(shù)的簡介

Zigbee技術(shù)作為一種新興的短距離、低速率的無線通信技術(shù)，是一種介于無線標(biāo)記技術(shù)與藍(lán)牙技術(shù)之間的技術(shù)操作方案。在Zigbee技術(shù)運(yùn)用的過程中，其主要適用于中短距離、速率低以及時延小的通信技術(shù)之中，通過該技術(shù)的運(yùn)用，可以充分滿足無線通信技術(shù)中的空缺問題，并在此基礎(chǔ)上滿足了傳感器以及自組網(wǎng)絡(luò)的無線傳感形式。在配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)性技術(shù)運(yùn)用的過程中，通信網(wǎng)絡(luò)不要求出現(xiàn)較高的帶寬現(xiàn)象，但是，需要有較低的時延與較低的功耗，因此，通過Zigbee技術(shù)的運(yùn)用，可以阿伯這用配電自動化通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的安全性及穩(wěn)定性。這種技術(shù)形式與現(xiàn)有的移動通信CDMA網(wǎng)以及GSM網(wǎng)較為相似，其中的CDMA網(wǎng)是碼分多址（Code Division Multiple Access），GSM網(wǎng)是全球移動通信系統(tǒng)（Global System of Mobile communication），在Zigbee技術(shù)運(yùn)用中，不同的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)系統(tǒng)形成一個網(wǎng)絡(luò)基站，并在整個網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)模塊設(shè)計的環(huán)境下，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信息的合理通信[1]。

2 Zigbee技術(shù)的問題闡述

2.1 Zigbee技術(shù)的特點(diǎn)

在配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，只要滿足以下幾種技術(shù)形式，就可以運(yùn)用Zigbee技術(shù)。

（1）采集的數(shù)據(jù)或是監(jiān)控的網(wǎng)點(diǎn)過多。

（2）需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量相對較少，而且，對設(shè)備成本的要求相對較低。

（3）在數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中對數(shù)據(jù)傳輸安全性的要求相對較高。

（4）設(shè)備體積相對較小，而且不需要放置較大的充電電池以及電源模板。

（5）在地形復(fù)雜、監(jiān)測點(diǎn)較多的區(qū)域，需要實現(xiàn)較大網(wǎng)絡(luò)覆蓋的現(xiàn)象。

（6）現(xiàn)有的移動網(wǎng)絡(luò)存在著覆蓋盲區(qū)。

（7）所使用GPS效果相對較差，而且成本過高的區(qū)域，需要進(jìn)行移動目標(biāo)的定位處理。

對于一些縣級供電企業(yè)而言，在配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)介入的背景下，其對象分布較為廣泛，數(shù)量眾多，而且所運(yùn)行的環(huán)境也相對惡劣，所以可以發(fā)現(xiàn)，在配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的過程中，其系統(tǒng)的匹配性、接入性以及現(xiàn)場運(yùn)行的可靠性都在某種程度上體現(xiàn)了Zigbee無線技術(shù)的基本特點(diǎn)。

2.2 Zigbee無線技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

在Zigbee無線技術(shù)運(yùn)用的過程中，其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫问街饕譃槿N，分別是星型結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)以及樹型結(jié)構(gòu)。在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)運(yùn)用中，其網(wǎng)絡(luò)健壯性以及系統(tǒng)的可靠性是相對較強(qiáng)的，所以，可以使Zigbee技術(shù)體現(xiàn)其低耗電、低成本以及低數(shù)據(jù)速率的特點(diǎn)。文章在研究中，對Zigbee技術(shù)與其他通信技術(shù)進(jìn)行了比較及分析，具體的差異如表1所示。通過對表1的分析可以發(fā)現(xiàn)，Zigbee技術(shù)是較為理想的通信方式，在該技術(shù)運(yùn)用的背景下，較為適用于街道小區(qū)、寫字樓以及辦公樓等區(qū)域。

3 配電網(wǎng)自動化中的Zigbee通信技術(shù)運(yùn)用

3.1 配電子站與主站之間的通信

表1 Zigbee技術(shù)與其他通信技術(shù)的比較

在研究中，將某城區(qū)作為調(diào)配對象，將該區(qū)域內(nèi)的供電所管轄的區(qū)域內(nèi)，設(shè)置了7個通信匯集的配電站，并在選頂變電站之后將每個系統(tǒng)嵌入了配電子站系統(tǒng)，核心目的是為了實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)DTU和TTU數(shù)據(jù)資源的合理收集，并為數(shù)據(jù)資源的轉(zhuǎn)換以及系統(tǒng)的運(yùn)用提供良好支持。對于配電站而言，主要位于配電主站與DTU之間，主要為了實現(xiàn)信息交換及穩(wěn)定的處理。而且，按照配電自動化系統(tǒng)的總體結(jié)合，設(shè)計了三層結(jié)構(gòu)形式，所采用的通信匯集型配電子站主要為了方便數(shù)據(jù)的集中采集以及信息的優(yōu)先篩選，但是，在該系統(tǒng)運(yùn)行的背景下，不能對故障進(jìn)行自動判斷以及隔離處理。在路由勘探結(jié)束之后，確定了不具備光纜敷設(shè)的條件，而且，認(rèn)識到了網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性的特點(diǎn)，所以，在技術(shù)選擇中，會運(yùn)用Zigbee技術(shù)形式，以便為電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行提供優(yōu)化保證[2]。

3.2 Zigbee終端通信

在該區(qū)域配電公司自動化項目設(shè)計的過程中，在土建站內(nèi)部需要完成工程網(wǎng)絡(luò)匯集，從而形成Zigbee通信網(wǎng)。在該網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的背景下，每個子網(wǎng)是由一個中心設(shè)備接入所形成的光纖網(wǎng)以及電力載波網(wǎng)，通過該系統(tǒng)的運(yùn)行，可以實現(xiàn)Zigbee以及光纖、電力載波的穩(wěn)定結(jié)合及優(yōu)化創(chuàng)新，并為不同狀態(tài)信息以及控制信息提供了雙向傳輸?shù)膬?yōu)勢。所以，在通信子網(wǎng)設(shè)計的過程中，一個網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器與多個路由節(jié)點(diǎn)在運(yùn)行中，需要通過對管轄以及檢測區(qū)域的項目設(shè)計，進(jìn)行各個終端節(jié)點(diǎn)的有效組合，穩(wěn)定確定標(biāo)示狀態(tài)下的路由節(jié)點(diǎn)。而且，在路由節(jié)點(diǎn)與隸屬終端節(jié)點(diǎn)形成的過程中，會形成星形網(wǎng)絡(luò)，有效完成配電自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集以及數(shù)據(jù)控制，通過對不同網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的協(xié)調(diào)運(yùn)用保證通信方式的合理實現(xiàn)，在系統(tǒng)運(yùn)行中，主要是通過路由節(jié)點(diǎn)的設(shè)計，實現(xiàn)多跳鏈路的數(shù)據(jù)穩(wěn)定采集，并將相關(guān)的信息穩(wěn)定傳送到網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器之中。

在終端節(jié)點(diǎn)與FTU與RTU相互連接的狀態(tài)下，系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)采集電壓、電流的相關(guān)信息，并將所采集到的信息通過無線網(wǎng)絡(luò)送到路由節(jié)點(diǎn)之中，系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器主要負(fù)責(zé)不同路由節(jié)點(diǎn)的通信技術(shù)，并在系統(tǒng)管理及節(jié)點(diǎn)控制的基礎(chǔ)上保證配電系統(tǒng)的自動化通信機(jī)網(wǎng)絡(luò)資源的有效控制。通信系統(tǒng)會在網(wǎng)絡(luò)集群總控制的基礎(chǔ)上，完善配電自動化通信資源的有效檢測，保證項目系統(tǒng)的優(yōu)化管理。通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器與路由節(jié)點(diǎn)的串聯(lián)組合，可以使網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的覆蓋面積得到穩(wěn)定延伸，并實現(xiàn)大型化、分區(qū)化的網(wǎng)絡(luò)資源管理，通過對配電站內(nèi)部傳感器分別及數(shù)據(jù)的采集，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)變壓器溫度、室內(nèi)溫度以及電纜頭溫度的有效感應(yīng)，實現(xiàn)配電自動化網(wǎng)絡(luò)通信末端Zigbee通信網(wǎng)的合理構(gòu)建，為數(shù)據(jù)資源遙測、遙信信息的傳輸提供穩(wěn)定支持[3]。

4 結(jié)束語

總而言之，在現(xiàn)階段配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)運(yùn)用的過程中，Zigbee站實現(xiàn)了穩(wěn)定運(yùn)用，實現(xiàn)了遙測數(shù)據(jù)以及配電系統(tǒng)的自動化運(yùn)用，保證了站點(diǎn)通信的穩(wěn)定運(yùn)用。而且，在配電自動化試點(diǎn)建設(shè)的過程中，也需要接入多個Zigbee站點(diǎn)，通過對Zigbee站系統(tǒng)遙控性能的檢測，對Zigbee站通信系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)定性、實時性監(jiān)控，實現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

[1]張勇，于秋生，趙連增.ZigBee通信技術(shù)在智能配電網(wǎng)中的應(yīng)用[J].電力信息與通信技術(shù)，2013，12：88～93.

[2]高正剛.ZigBee技術(shù)在配電網(wǎng)自動化中的應(yīng)用[J].信息系統(tǒng)工程，2012，04：94+109.

[3]齊昕，劉蒙，王剛，齊艦.Zigbee技術(shù)在配電自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)通信，2011，08：46～50.

TM76

A

1004-7344（2016）35-0093-02

2016-11-28

曹向飛（1976-），男，助理工程師，本科，主要從事配電網(wǎng)工程建設(shè)工作。