電力系統(tǒng)電能計(jì)量信息采集通訊技術(shù)研究

郭瑾波 宋大衛(wèi) 李林

【摘 要】在現(xiàn)代化建設(shè)環(huán)境中，電能計(jì)量信息采集針對電力系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量出具了更高的要求，這就促使通訊技術(shù)在電能計(jì)量信息采集中的應(yīng)用備受關(guān)注。通訊技術(shù)不但能夠確保電能計(jì)量信息采集工作效率與質(zhì)量，還能使社會(huì)公眾實(shí)際生活需求得到滿足?；诖?，相關(guān)部門需對通訊技術(shù)應(yīng)用高度重視，促使其存在的效用與價(jià)值在電能計(jì)量信息采集中充分的發(fā)揮，為提高我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展提供有利條件。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng);電能計(jì)量;信息采集;通訊技術(shù)

1電力企業(yè)通訊技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

在電力系統(tǒng)的電能計(jì)量信息采集中，將信息數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸和發(fā)送，通過實(shí)時(shí)的消息傳遞，讓電能計(jì)量信息的數(shù)據(jù)更加具有準(zhǔn)確性和有效性。有效的幫助電力企業(yè)對電能的實(shí)時(shí)監(jiān)測，以及出現(xiàn)問題之后進(jìn)行有效的排查和計(jì)量。同時(shí)，保障了電力系統(tǒng)能夠安全的運(yùn)行，有效的幫助節(jié)省電能的應(yīng)用情況，促進(jìn)電力系統(tǒng)的有效運(yùn)行，主要是通過在監(jiān)測的過程中節(jié)能減排，促進(jìn)供電質(zhì)量的提升，以及實(shí)際的運(yùn)行狀況。隨著節(jié)能減排理念的推廣和普及，電能計(jì)量通信技術(shù)自動(dòng)化、智能化水平也在不斷提升，促進(jìn)電力企業(yè)全面發(fā)展。但是，隨著電力企業(yè)對通訊技術(shù)的進(jìn)一步運(yùn)用，卻存在不清楚怎樣使用基礎(chǔ)信息體系、無法有效記錄電能信息、相應(yīng)報(bào)表數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確等問題，對電力企業(yè)正常運(yùn)營產(chǎn)生了阻擾。而且部分電力企業(yè)的電能計(jì)量設(shè)備早已過時(shí)，與時(shí)代進(jìn)程不符，對其電能計(jì)量信息采集構(gòu)成了阻礙，加上企業(yè)內(nèi)部未實(shí)行相應(yīng)專業(yè)維修、維護(hù)活動(dòng)，也促使設(shè)備無法發(fā)揮最佳效用。

2電能計(jì)量信息采集通訊技術(shù)研究

2.1遠(yuǎn)程通信

系統(tǒng)主站與系統(tǒng)采集終端間的數(shù)據(jù)通信即為遠(yuǎn)程通信，主要包括公網(wǎng)通信與專網(wǎng)通信，其中，公網(wǎng)通信是通過專用線與光纜等通信資源并基于有線電話網(wǎng)、移動(dòng)GPRS、城市寬帶網(wǎng)及聯(lián)通CDMA網(wǎng)等有線與無線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)而組成的通信網(wǎng)，需要在保證安全可靠運(yùn)行并滿足實(shí)時(shí)性要求的基礎(chǔ)上合理選擇通信資源并建立通信鏈路，這也是遠(yuǎn)程通信對數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕疽?。?30MHZ無線專網(wǎng)是由國家無線電委員會(huì)規(guī)定，其工作原理是終端直接與主站通信，且為雙工頻點(diǎn)（主要是利用異頻半雙工方法實(shí)現(xiàn)），具有通信環(huán)節(jié)少、干擾防御較強(qiáng)、工作效率較高等優(yōu)點(diǎn)。此外，根據(jù)國家相關(guān)規(guī)定，230MHZ無線專網(wǎng)通信頻點(diǎn)在220至240MHZ之間，通信過程中會(huì)受到建筑物、地形等影響，因此要利用現(xiàn)代高科技不斷提高230MHZ無線通信網(wǎng)抗干擾能力，保證數(shù)據(jù)通信的正確性。

2.2本地通信

本地通信指的是電能用戶的具體電能計(jì)量的智能裝置以及電力系統(tǒng)進(jìn)行信心采集的終端之間的數(shù)據(jù)通信，但由于電能計(jì)量在應(yīng)用信息采集時(shí)會(huì)有很多不同，組成本地通信的有很多種不同的通信方式，通常包含RS485總線、微功率無線與低壓電力線載波等多種通信方式。同時(shí)，RS485總線的通信質(zhì)量關(guān)鍵是在其芯片的質(zhì)量上，芯片要輸入12kΩ或是12kΩ以上的電阻給接收器的輸入端，接收器的輸入端若是電容比50pf要低，而且其有著200mV的輸入靈敏度，那么驅(qū)動(dòng)器同時(shí)便可以輸出勝負(fù)7V的共模電壓，如果在120kΩ配置的終端電阻上優(yōu)則會(huì)32節(jié)的點(diǎn)數(shù)，那么驅(qū)動(dòng)器就還能輸出的電壓高于1.5V。使其具有設(shè)備簡單便捷還擁有很強(qiáng)的抗干擾功能等優(yōu)勢，微功率無線通信方式也在電力系統(tǒng)進(jìn)行電能信息數(shù)據(jù)采集工作當(dāng)面有著很大的作用。

3光纖通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究

3.1光纖通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特點(diǎn)

第一，容量大、體小質(zhì)輕。光纖體積比較小且質(zhì)量輕，便于運(yùn)輸和敷設(shè)施工，同時(shí)容量大，便于信息傳輸和保存。第二，抗干擾能力強(qiáng)。光纖網(wǎng)絡(luò)通道一般是埋在地下，網(wǎng)絡(luò)衰減特別小，抗干擾能力強(qiáng)，同時(shí)它不受強(qiáng)電、雷電等因素的干擾，具有較強(qiáng)的抗電磁脈沖能力和安全保密性。第三，成本較低。由于光纖通信網(wǎng)絡(luò)具有容量大、體積小等特點(diǎn)，因而可利用較少的有色金屬構(gòu)建安全可靠的光纖通信網(wǎng)絡(luò)，降低成本。

3.2微功率無線通信技術(shù)

光纖通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要是利用眾多光導(dǎo)纖維進(jìn)行信號(hào)傳輸?shù)囊环N通信方式，微功率無線通信主要是指通信雙方在一定發(fā)送功率范圍內(nèi)利用無線電波完成信息傳輸?shù)囊环N通信方式，是與發(fā)射功率較大的無線通信設(shè)備相對而言的，其發(fā)射功率大都在100mV以下，而且其他相關(guān)參數(shù)如功率譜密度等有嚴(yán)格的限制。它的工作原理如下：先利用發(fā)送端進(jìn)行編碼和未發(fā)送數(shù)據(jù)調(diào)整→數(shù)模轉(zhuǎn)換，信號(hào)調(diào)整并發(fā)射→利用接收端接收信號(hào)，并處理信號(hào)→模數(shù)轉(zhuǎn)換解調(diào)并輸出解碼。

3.3主流微功率無線通信技術(shù)

（1）ZigBee技術(shù)（IEEE802.15.4）。ZigBee是在IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的擴(kuò)展集，而ZigBee技術(shù)是新興的無線通信技術(shù)，具有自組織、距離短、數(shù)據(jù)速率與復(fù)雜度低、且功耗與成本低等特點(diǎn)，ZigBee技術(shù)是在24GHZ的ISM頻段內(nèi)進(jìn)行工作，其無線傳輸速率為10M-250kbit/s，而且距離在10米到75米范圍之間，該技術(shù)近似于藍(lán)牙技術(shù)。ZigBee技術(shù)主要適用于不需要連續(xù)更新以及實(shí)時(shí)傳輸?shù)臈l件下，很多時(shí)候是不需用ZigBee技術(shù)的。不過ZigBee技術(shù)有一個(gè)叫鮮明的特點(diǎn)，即通信能力相當(dāng)強(qiáng)大，主要可以從其通信速度方面得到論證和體現(xiàn)，ZigBee技術(shù)的通信速度可高達(dá)每秒250千比特，其通信效率在75字節(jié)以下的數(shù)據(jù)幀長度時(shí)甚至比藍(lán)牙技術(shù)還要高。所以說，ZigBee技術(shù)對于大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)化集抄而言是由相當(dāng)重要的意義的，通過ZigBee技術(shù)來集中龐大網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)，只需要較短的時(shí)間就可以實(shí)現(xiàn)，這項(xiàng)能力也是優(yōu)于其他形式的集抄手段的重要優(yōu)勢。

（2）藍(lán)牙技術(shù)。藍(lán)牙技術(shù)也是使用2.4GHZ的ISM頻道的一種支持短距離設(shè)備通信的無線通信技術(shù)，具有距離短、數(shù)據(jù)傳輸速率高且成本低等特點(diǎn)，利用藍(lán)牙技術(shù)可以主要實(shí)現(xiàn)語言與數(shù)據(jù)的近距離傳輸，通過藍(lán)牙設(shè)備進(jìn)行有效通信的距離范圍為10-100m。藍(lán)牙設(shè)備選用可全球自由使用的2.4GHZ的ISM頻段為其工作頻段，使用時(shí)不需要專門申請，為客戶使用提供很大便利。由于其頻道采用每秒1600跳的跳頻速率以及頻道間隔23個(gè)或79個(gè)IMHZ的時(shí)分雙工方式，大大提高了藍(lán)牙系統(tǒng)的抗干擾能力，讓藍(lán)牙系統(tǒng)在設(shè)備簡單的基礎(chǔ)上還具有優(yōu)越的性能。

4結(jié)語

總之，在當(dāng)前現(xiàn)代化技術(shù)的發(fā)展下，讓通訊技術(shù)也得到了較為廣泛的應(yīng)用，并且取得了較為驚人的成績，通訊技術(shù)的優(yōu)勢不斷的在各種應(yīng)用中發(fā)揮出來，取得了較為驚人的成績，在電力行業(yè)中的應(yīng)用已經(jīng)取得了較為矚目的成績。

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（作者單位：國網(wǎng)新疆電力有限公司伊犁供電公司）