江蘇電力信息技術(shù)有限公司 承軼青 孫凌卿 傅啟明
引言:這幾年,隨著我國(guó)社會(huì)的快速發(fā)展,人們對(duì)用電量的需求越來(lái)越高。而如果在電力方面使用北斗短報(bào)文通信技術(shù)可以大大提高用電力系統(tǒng)的安全性和擴(kuò)大電力系統(tǒng)的覆蓋面積,基于此北斗短報(bào)文通信技術(shù)在電力行業(yè)得到了廣泛的運(yùn)用?;诖?,本文首先介紹了行業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀,然后闡述了北斗短報(bào)文通信的特點(diǎn)限制以及優(yōu)勢(shì),最后對(duì)北斗短報(bào)文通信技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用做了簡(jiǎn)單的探討,共相關(guān)人員參考。
前言:在電力行業(yè)發(fā)展的而過(guò)程中有很多的方面都能夠使用北斗短報(bào)文通信技術(shù),例如,在進(jìn)行實(shí)際施工的過(guò)程中可以利用北斗短報(bào)文通信技術(shù)來(lái)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控,與此同時(shí)還能夠很好的控制電力建設(shè)的成本。目前很多的電力企業(yè)都是通過(guò)無(wú)線的方式來(lái)傳輸數(shù)據(jù),而這種方式也只能用在一般的情況下,如果遇到天氣比較惡略的情況和一些地形比較偏遠(yuǎn)特殊的地區(qū)則無(wú)線傳輸?shù)姆绞骄秃茈y得以使用。
從電力監(jiān)控安全系統(tǒng)相關(guān)的保護(hù)的規(guī)定可以看出,需要對(duì)電源隔離裝置、加密裝置、防火墻、開(kāi)關(guān)等設(shè)備進(jìn)行配置,需要大量的投資成本和大量的設(shè)備維護(hù),同時(shí)具備了相對(duì)于較大的工作量。在山區(qū)、森林、沙漠等偏僻的地區(qū),都有光纖和交通通道,因此,工作有著較大的困難,易破碎,不易維修。光纖和輸電線路工程施工的過(guò)程中會(huì)遇到山洪,冰凍,泥石流等自然災(zāi)害,這些自然災(zāi)害很容易使得通訊中斷,同時(shí)在發(fā)生故障的同時(shí)很難給以具體的排查和維修。
功能不齊全。GPS系統(tǒng)通常情況下只具備定位以及定時(shí)的相關(guān)功能,而在信息傳輸?shù)倪^(guò)程中不具備通信的能力,所以沒(méi)有辦法符合現(xiàn)實(shí)使用的要求。
安全得不到保障。GPS產(chǎn)于美國(guó),并非屬于我國(guó)自己生產(chǎn)的全球定位的系統(tǒng),但是我國(guó)的電力系統(tǒng)在能源中占據(jù)著比較關(guān)鍵的地位,多以在電力系統(tǒng)中使用GPS,可能會(huì)使得對(duì)技術(shù)的操控失敗,或者是暴漏生產(chǎn)的目標(biāo),存在著諸多的風(fēng)險(xiǎn)。
環(huán)境產(chǎn)生的影響。如果只是使用GPS的定位和定時(shí)的功能,因?yàn)镚PS 可以對(duì)全球進(jìn)行覆蓋,會(huì)受到自然環(huán)境的影響,尤其是在建筑物比較密集的地區(qū)以及盆地,山谷等地方,會(huì)使得GPS無(wú)法搜索到衛(wèi)星的信號(hào)。
根據(jù)上文的敘述,結(jié)合電力系統(tǒng)目前經(jīng)常使用的通信技術(shù)來(lái)看,很難充分的使用分布式電源,從而使得實(shí)時(shí)監(jiān)控的通信技術(shù)方法,沒(méi)有辦法使用在一些使用分布式電源廠,加重了“信息孤島化”情況。想要充分的解決此類問(wèn)題,可以使用我國(guó)自主生產(chǎn)的北斗衛(wèi)星通信系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行補(bǔ)充,這樣可以很好的對(duì)理位置受限制的狀況給以解決。
北斗衛(wèi)星系統(tǒng)是中國(guó)進(jìn)行自主研發(fā)的衛(wèi)星系統(tǒng),是全世界排名第四的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),其中第一是美國(guó)的GPS全球定位系統(tǒng),然后是俄羅斯的格洛納斯衛(wèi)星系統(tǒng),其次是歐洲伽利略衛(wèi)星定位系統(tǒng)。于2012年時(shí),北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)覆蓋了整個(gè)亞太經(jīng)濟(jì)區(qū),將于2020年實(shí)現(xiàn)全球的覆蓋。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)的檢測(cè)到地球上的環(huán)境氣候以及為全球的用戶們提供精確的導(dǎo)航服務(wù),其精準(zhǔn)都可以達(dá)到10米,速度為0.2米每秒,定時(shí)的精準(zhǔn)度為ns,同時(shí)還可以兼有短報(bào)文的功能,這個(gè)功能只有北斗衛(wèi)星具有,這是他于其他衛(wèi)星系統(tǒng)相比之下,獨(dú)有的功能優(yōu)點(diǎn)。
就目前的狀況來(lái)看,北斗衛(wèi)星系統(tǒng)已經(jīng)覆蓋子整個(gè)亞太地區(qū),在不久的將來(lái)會(huì)很快的覆蓋于全球,所以,北斗衛(wèi)星系統(tǒng)會(huì)完全滿足于監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)以及電力的通信需要,同時(shí)還可以有效的避免天氣以及地域帶來(lái)的限制。
CDAM需要使用擴(kuò)頻技術(shù),空間段的工作基于L/S 波段,信號(hào)基本上不會(huì)受惡略天氣的影響,能夠很好的滿足于每天在工作上的需要。
北斗衛(wèi)星通信具有高度的可靠性,能夠在很短的時(shí)間內(nèi)完成定位以及定時(shí),同時(shí)還能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確的分析,具有良好的保密性能。
北斗短報(bào)文同行系統(tǒng)具有高度的實(shí)時(shí)性,覆蓋面積很廣,傳輸安全,可以有效的實(shí)現(xiàn)輸電線路和主基站之間的型號(hào)實(shí)時(shí)傳輸,幫助線路檢查人員找尋準(zhǔn)確的位置,提供精準(zhǔn)的導(dǎo)航,所以,把北斗短報(bào)文通信使用在傳感器在線數(shù)據(jù)傳輸檢測(cè)中具有高度的優(yōu)勢(shì),在解決在線監(jiān)測(cè)布點(diǎn)受制于無(wú)線公網(wǎng)覆蓋盲區(qū)的問(wèn)題的同時(shí)也很大程度上加大了數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?/p>
北斗衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)和GPS全球定位系統(tǒng)具有基本相同的功能,其定位的精準(zhǔn)度能夠保證在100M,在經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置以后,基站在20M左右的狀況下時(shí)相似的,工作頻率一般在2491.75兆赫茲,電力企業(yè)在進(jìn)行電力施工的過(guò)程中可以使用站點(diǎn)導(dǎo)航系統(tǒng)來(lái)對(duì)工作進(jìn)行調(diào)查跟蹤??梢栽陔娏S修車輛中使用和電力網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的各種設(shè)備。還可以通過(guò)與GS的相結(jié)合,使用圖文顯示的功能,更加方便對(duì)相關(guān)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和檢查。對(duì)于北斗系統(tǒng)接收機(jī)和數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備的安裝,高精度的數(shù)據(jù)發(fā)射在幾秒鐘內(nèi)自動(dòng)將車輛信息傳輸?shù)诫娏?yīng)急指揮中心,可以更有效地根據(jù)調(diào)整命令。該功能可用于電力檢測(cè)和實(shí)時(shí)維修時(shí)的實(shí)際響應(yīng)和故障定位。
現(xiàn)如今,電力企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)主要時(shí)微波,光以及手機(jī)公用網(wǎng)絡(luò)來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程的讀取,從而實(shí)現(xiàn)抄表。在以前,一些比較偏遠(yuǎn)的地方進(jìn)行電表的抄錄時(shí)比較麻煩的,為了很好的解決此類問(wèn)題,研究發(fā)現(xiàn)了一種基于北斗衛(wèi)星系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方法。這種方法的工作原理是通過(guò)使用小型數(shù)據(jù)交換設(shè)備實(shí)現(xiàn)TCP/IP通信,使該協(xié)議能夠進(jìn)行轉(zhuǎn)換,并將電力信息采集位置與電力場(chǎng)連接起來(lái)。
在實(shí)際的運(yùn)用過(guò)程中,北斗短報(bào)文通信技術(shù)不會(huì)對(duì)原本的系統(tǒng)和設(shè)備進(jìn)行改變,而實(shí) 直接在原有的基礎(chǔ)上追加專線,來(lái)對(duì)用戶的用電信息進(jìn)行采集,由主基站直接把指令發(fā)送到抄表設(shè)備,然后再經(jīng)過(guò)協(xié)議的轉(zhuǎn)換,把數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)處理之后再發(fā)送到抄表設(shè)備,再根據(jù)主站的協(xié)議進(jìn)行轉(zhuǎn)化。其中會(huì)對(duì)報(bào)文的長(zhǎng)度進(jìn)行做出一定的限制,主要是為了避免報(bào)文的長(zhǎng)度多長(zhǎng),而出現(xiàn)信息丟失的可能,特別是在發(fā)送數(shù)據(jù)量比較小的信心時(shí),可以使用重復(fù)發(fā)送的方法,以此來(lái)保證可靠的通信,提供信息的質(zhì)量。
此系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要是使用了不受地理位置限制的北斗短報(bào)文功能的通信方法,能夠很好的克服覆蓋范圍受局限性的缺點(diǎn),確保在任何環(huán)境中都不會(huì)出現(xiàn)通信的盲區(qū)。同時(shí)也不用花費(fèi)較大的成本,輔助相關(guān)的電力行業(yè)能夠使用此功能實(shí)現(xiàn)抄表的遠(yuǎn)程操作。同時(shí)相關(guān)的用戶還可以把銀行卡和相關(guān)的系統(tǒng)進(jìn)行綁定,如此一來(lái)用戶就不用再跑很遠(yuǎn)的地方進(jìn)行繳費(fèi)。有效的減少工作人員的工作強(qiáng)度,增加電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
圖1 北斗自動(dòng)抄表系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
北斗自動(dòng)記錄系統(tǒng)主要分為采集系統(tǒng),通信系統(tǒng)以及主站系統(tǒng),其主要的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)總圖如圖1,基本的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)流程主要是:采集層系統(tǒng)主要是用來(lái)接收終端接收天線數(shù)據(jù)采集的功率,通過(guò)北斗命令機(jī)向北斗通信管理機(jī)、電源數(shù)據(jù)、大容量數(shù)據(jù)庫(kù)表,北斗首頁(yè)結(jié)構(gòu)的顯示接口數(shù)據(jù)使測(cè)量自動(dòng)化系統(tǒng)開(kāi)始移動(dòng)通信模塊接受命令從家庭,批轉(zhuǎn)它到北斗現(xiàn)場(chǎng)終端,并且實(shí)現(xiàn)自動(dòng)取的雙向通信。
關(guān)于某一區(qū)域,在調(diào)查了一個(gè)未被信號(hào)覆蓋的小電站后,系統(tǒng)中的北斗數(shù)據(jù)采集終端連接到了小水電站集,北斗主從系統(tǒng)安裝在計(jì)量自動(dòng)化室。目前,北斗能源數(shù)據(jù)采集終端安裝在290個(gè)計(jì)量點(diǎn)上。在北斗主系統(tǒng)系統(tǒng)中,具有開(kāi)關(guān)功能的顯示屏可以通過(guò)客戶端軟件實(shí)現(xiàn)電源數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)控,并通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)計(jì)量主機(jī)進(jìn)行信任和傳輸。傳輸DTU(數(shù)據(jù)傳輸單元)。近半年的穩(wěn)定運(yùn)行后,系統(tǒng)的完整性采集數(shù)據(jù),該領(lǐng)域的北斗終端在線率超過(guò)99%,在線數(shù)據(jù)完整性率達(dá)100%以及100%的自動(dòng)復(fù)制模式,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸僅需要20分鐘。
基于北斗之短信息通信技術(shù)的重要信息取得系統(tǒng),在小型發(fā)電站車站遠(yuǎn)程沒(méi)有具備正常的通信條件,而解決了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的綜合收集問(wèn)題。在非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的區(qū)域中,有效地解決了功率傳送信道限制的條件,提供了有效地解決小型發(fā)電站的實(shí)時(shí)監(jiān)控的有效解決方案,并通過(guò)統(tǒng)一調(diào)整提供全面的基本數(shù)據(jù)。電網(wǎng)和在線分析計(jì)算了綜合網(wǎng)絡(luò)的損害和線路的損傷。這個(gè)系統(tǒng)已經(jīng)適用于安徽省黃山、安慶等地,社會(huì)經(jīng)濟(jì)效果明顯,具有很高的普及應(yīng)用價(jià)值。