电力系统无线通信技术对比分析

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配电网通信技术的应用分析

配电网通信技术的应用分析

配电网通信技术的应用分析摘要:为配合配电自动化业务需求,对配电网的通信技术要求越来越高,本文介绍了现有的配电网自动化的几种通信方式及应用对比分析,以适应配电自动化业务各种需求。

关键词:光纤通信;中低压载波;无线专网;无线公网配电自动化系统通信方式有很多种,但其主要分为有线通信方式与无线通信方式。

有线通信方式主要有:光纤通信、配电网载波等;无线通信方式有:GPRS、CDMA、LTE等。

有线通信方式具有较强的防干扰性和传输速度快的特点。

无线通信架设方便、易于扩展、价格也比较便宜。

按照建设方投资方式又可分为租用、自建及租建结合的通信方式。

自建通信方式主要是光缆通信、电力载波通信、电力无线专网等;租用方式最为广泛是采用中国移动和中国联通的GPRS(EDGE)、CDMA或4G公网,在没条件自建的情况下采用租用方式,也可以采用租建相结合的方式。

下面对配网通信可采用的几种主流成熟技术分布进行简要阐述。

1.光纤通信技术光纤通信技术主要特点是传输容量大、高速率、传输距离长、抗干扰性强、绝缘性能好等,是目前电力系统通信中广泛应用的通信方式,除此之外,光纤成本不断下降,经济效益越来越显著。

作为配电自动化通信网络,工业以太网和EPON是两种主流的通信技术,是配电自动化等的主要通信方式。

1.1光端机光纤通信环路可以链接多个通信节点,为了防止因光缆光端设备或光接头等因素引起的光纤环路通信故障而造成整个光纤通信系统通信中断,可以采用光纤双环路通信和具有双环自愈功能的光端机设备,以提高光纤通信环路的可靠性。

1.2商用以太网交换机商用光纤以太网方式是在充分调研的基础上,借鉴了以太网络的通信模式,结合配电网终端的现状与未来发展趋势所提出的一种站端通信方式。

以太网络技术的使用,使配电自动化系统在许多方面发生质的变化,可大大提高系统的信息交换速度,保障系统通信的高可靠性和高实时性。

主要表现在:通信速度大幅度提高;信息路由简单易行。

1.3工业以太网交换机针对目前国内配电自动化通信现状,尝试使用新型工业光纤以太网代替光纤收发器和光端机,组建真正意义上的光纤以太环网。

配电自动化系统中的通信系统分析

配电自动化系统中的通信系统分析

配电自动化系统中的通信系统分析文章以配电自动化系统中的通信系统分析为题展开论述。

首先,阐述了配电自动化对通信系统的可靠性、经济性、实时性等要求。

然后,对比了几种常见的配电自动化通信方式。

最后,基于以上讨论,提出选择通信方式的几点建设性意见。

希望作为研究配电自动化系统的参考资料。

标签:配电;自动化;系统;通信;分析;研究配电自动化系统在运行的过程中,利用控制中心传送命令,并将其传送到远方终端。

同时,将远方设备传来的数据反馈到控制中心当中。

区别于输电网自动化,配电网可以与点多、面广的远方终端进行信息交换。

所以,为了满足系统的要求,必须降低系统工程造价。

当前,这一问题引起了设计人员的广泛关注。

1 配电自动化对通信系统的要求配电自动化系统具有规模大、终端数量多的特点。

基于此,对通信网的安全性、可靠性要求很高。

通常情况下,配电网的规模与实际水平不同,也会使配电网自动化系统在通信系统中存在不同的要求。

首先,提高通信系统的可靠性。

配电网自动化通信系统一般被安装在户外,导致配电网采集的收据容易受到天气、环境的影响。

同时,由于设备、人为因素等原因,系统经常会发生故障或者停电的状况。

针对以上现象,要求通信系统具有良好的安全性。

其次,配电网自动化必须操作简单,维护方便。

配电自动化通信系统结构复杂、规模大。

针对以上特点,如果采用单一的信息系统,显然不能满足所有功能的发挥。

因此在系统设计上,应该尽可能简化通信系统的使用与维护。

实践证明,选择标准化的通信协议后,有效的提高了系统的兼容性。

最后,通信系统还要求有一定的实时性。

通信系统应该对各个监测点的数据进行实时采集,然后按照要求发送统计报表。

同时,为了避免系统出现运营方面的故障,需要及时对故障方面的数据进行记录,只有这样才能提高对配电网的监控力度,从而提高供电的质量。

2 配电自动化中通信方式的比较随着科学技术的不断发展,通信技术的方式越来越多。

下面根据自动化系统的具体情况,分析每一种通信方面的应用特点,并对其进行比较。

通讯方式优缺点对比分析(有线无线载波)

通讯方式优缺点对比分析(有线无线载波)

一、数据采集方式介绍近几年数据信息采集系统的快速发展和广泛应用,得益于通讯技术的不断进步,目前已形成有线通讯和无线通讯齐头并进的发展模式,根据各自特点分别在不同领域的信息采集系统建设中得到了广泛应用,主要有RS485方式、CAN总线方式、网络宽带、电力载波方式、远程无线方式(GPRS、3G)、短距离无线方式(2.4Gzigbee、433小无线、wifi、蓝牙)等,各种通讯方式均有特点的应用环境,1.1 485方式RS485有两线制和四线制两种接线,四线制只能实现点对点的通信方式,现很少采用,现在多采用的是两线制接线方式,这种接线方式为总线式拓朴结构,传输距离一般在1~2km以下为最佳,如果超过距离加"中继"可以保证信号不丢失,而且结点数有限制,结点越多调试起来稍复杂,是目前使用最多的一种抄表方式,后期维护比较简单。

常见用于串行方式,经济实用。

1.2 MBus方式2线制抄表方式(通过窃电方式可以从总线取电),传输距离在4km以下,带结点数不超过300,易于排错,可以拓扑结构布线,对外提供电源,通讯稳定。

传输速率:300Bps—9600Bps;1.3 CAN方式最高速度可达1Mbps,在传输速率50Kbps时,传输距离可以达到1公里。

在10Kbps速率时,传输距离可以达到5公里。

一般常用在汽车总线上,可靠性高。

1.4 ADSL方式基于TCP/IP 或UDP协议,将抄表数据发送到固定ip,利用电信/网通现有的布线方式,速度快,性能比较可以,缺点是不适合在野外,设备费用投入较大,对仪表通讯要求高。

1.5电力载波方式利用现有电力线,通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。

由于使用坚固可靠的电力线作为载波信号的传输媒介,因此具有信息传输稳定可靠,路由合理、可同时复用远动信号等特点,不需要线路投资的有线通信方式,但是开发费用高,调试难度大,易受用电环境影响,通讯状况用户的用电质量关系紧密。

移动通信各阶段的特点及电力无线专网(LTE230)分析

移动通信各阶段的特点及电力无线专网(LTE230)分析

一、有线通信与无线通信有线通信即利用金属导线、光纤等有形媒质传送信息的方式。

无线通信是指仅利用电磁波而不通过线缆进行的通信方式。

在网络通信效果、网络安全性等方面,有线通信优于无线通信方式。

在施工难度方面,有线通信除需要安装、调试设备外,还需要沿路敷设线缆,施工难度相比无线通信方式较高。

在国家政策影响方面,有线通信方式较少涉及国家政策问题,而无线网络建设需要向国家或地方无线电管理委员会申请专用的频率,同时在技术体制选择上需要符合相关频率的使用规定。

随着无线应用的迅速发展,频谱资源的供需矛盾进一步扩大。

二、1G-5G发展史4G、5G等数字背后的G代表的是英文单词“Generation”,也就是“代”,5G就是第五代通信技术。

从第一代到第五代,是人为划分的代别。

它的定义主要取决于在速率、业务类型、传输时延以及各种切换成功率等方面具体实现的不同技术。

1.沟通的起源:1G(盛行年代:1980年后)1986年,第一代移动通信系统(1G)在美国芝加哥诞生,采用模拟信号传输。

即将电磁波进行频率调制后,将语音信号转换到载波电磁波上,载有信息的电磁波发布到空间后,由接收设备接收,并从载波电磁波上还原语音信息,完成一次通话。

但各个国家的1G通信标准并不一致,使得第一代移动通信并不能“全球漫游”,这大大阻碍了1G的发展。

同时,由于1G采用模拟讯号传输,所以其容量非常有限,一般只能传输语音信号,且存在语音品质低、讯号不稳定、涵盖范围不够全面,安全性差和易受干扰等问题。

最能代表1G时代特征的,是美国摩托罗拉公司在上世纪90年代推出并风靡全球的大哥大,即移动手提式电话。

大哥大的推出,依赖于第一代移动通信系统(1G)技术的成熟和应用。

在中国80年代初期,移动通信产业还只是一片空白,直到1987年,为了迎接全运会的到来,在广东省建立了中国首个移动通信网络,这也标志着1G在中国的正式开始。

2.网络的开始:2G(盛行年代:1995年后)由于1G有很多缺陷,在1999年1G网络被正式关闭,2G也随之而来。

电力通信中无线通信技术的有效应用

电力通信中无线通信技术的有效应用

电力通信中无线通信技术的有效应用摘要:在电力通信技术发展的过程中,无线通信技术的应用使其在智能化电网之中占据的地位越加重要。

因此,为了更好的促进电力通信技术的创新与发展,对无线通信技术的可靠性以及可维护性的功能研究已经成为当前电力通信领域研究的重要课题之一。

本文正是基于此种事实的角度进行出发,对无线通信技术的有效应用进行了系统的分析,并提出了相关建议。

关键词:电力通信;无线通信技术;应用一、引言随着电力通信技术的全面普及和应用,我国的智能电网建设工作得到了很大的发展。

而作为电力通信中核心技术的无线通信技术,其是实现信息双向交互性的重要基础,也是智能电网管理过程中数据传输的主要方式之一。

在电力通信技术的实际发展过程中,虽然有线通信技术已经相当普及,但是其还存在一些无法解决的死角,尤其是在有线通信技术发生故障的时候,直接对使用者造成一定的影响。

但是随着无线通信技术的发展,其能够有效的解决有线通信技术的漏洞,对智能化电网的建设具有重要的现实意义。

二、电力通信的现状分析在电力通信中,光纤通信占据着主导地位。

作为承载电力通信自动化以及数据网络和继电保护等诸多业务的光纤通信其有力的促进了电力通信技术的发展。

光纤通信的主干通信网络基本实现110kV以上的覆盖,其基本能够满足社会的需求。

但是在外部环境复杂的情况下,其对于35kV以下中低压配售网络就无法满足其基本需求,而无线通信技术的发展恰恰弥补了这一缺点。

随着无线通信技术的可靠性与高适应性以及高可维护性特点的初显,其逐渐成为当前电力通信系统中的主要支撑力量。

从电力无线通信技术的制式来看,其主要有230M电台专网、Mobitex专网、GPRS公网(租用)以及CDMA公网以及LTE230。

三、电力无线通信系统业务需求分析电力无线通信技术作为当前光纤通信的辅助技术,其能够有效的解决35kV以下中低压配售网络所出现的传输问题。

因此,我们可以将电力无线通信业务定位为承载农配网自动化以及智能电能量采集和应急抢修管理等。

无线通信技术应用于变电站自动化的思考

无线通信技术应用于变电站自动化的思考

无线通信技术应用于变电站自动化的思考摘要:本文首先简要介绍了通信技术在变电站自动化系统中的应用演变,并对比了无线和有线通信技术的优缺点,最后得出,在确保可靠安全的基础上,无线通信技术在变电站自动化系统中有很大的应用前景。

关键词:无线通信技术变电站自动化可靠性安全性变电站自动化系统具有很多优点,比如说可扩展性强、简单可靠以及兼容性较好等,也已经成功应用到了大型的监控项目中,并受到国内很多用户的好评。

变电站自动化系统对各个控制保护部分通过手动操作进行紧急的跳、合闸,其他的监控和报警等功能一般利用计算机系统来进行。

变电站没有必要另外增设远动设备,计算机监控系统就能实现遥测、遥调、遥信、遥控以及无人值班。

变电站自动化系统的核心是数据通信网络,我国常用的是现场总线网、RS-422和RS-485的串口传输、CAN和Lonworks等。

现场总线网和采样串口都需要通过有线的介质进行传输,从而受制于布线,比如说较大的布线工作量、线路易损等问题,尤其是当需要连接的节点相距较远时,较大的布线施工量及高昂的费用都限制了通信网络的升级扩展。

因此,为了避免以上劣势,采用新型的数据传输方式刻不容缓。

1 应用于变电站自动化的通信技术的发展演变从上个世纪末开始,先后把多个通信技术方案(点对点、RS485和现场总线等技术)应用于变电站自动化系统之中。

变电站自动化系统最初使用的是点对点的星型通信系统,其核心是位于控制室的计算机,利用通信介质和各个监控及保护设备相连,达到一对多的连接模式。

但是,由于星型网络不平等,使得网络通信的灵活性和速率非常低。

变电站自动化系统为了克服星型通信系统的不足,开始应用现场总线或者RS485总线的通信系统,其通信方式表现为一个主站对应于多个从站。

但是,后一种网络通信模式也存在实时性较差及抵抗干扰性能较低等缺点。

现场总线技术在应用于变电站自动化系统中时表现出抗干扰性强和方便组网的优势,其中比较常见的是CAN总线和Lonworks网络。

电力系统普遍使用的两种组网技术的对比分析与应用

电力系统普遍使用的两种组网技术的对比分析与应用
可以在百米 以外的中控室 内实现远 程控制 , 对主要 具有对光源信息的调制性和色散 性。由于终端接 收和发送设备的 同步提升技术 , 该无线技术的成功应用 , 很大程 能力不足 , 单波通信 的优势很那得到发挥其优势 所以 , 信息工作 液压件实现网络控制并成功安装 。
并使生产质量得到了切实的保证 。 者们不断探索 ,密集 波分复用技术就是其成功开发 的技术 之一 , 度上促进了生产效率的提高 , 这种技术大大增加了光纤的数据传输 量。
1 . 2传输过程 中数据损失少 , 较 长的中继距离
3光 纤通 信和 无 线组 网技 术的对 比分 许与 应用
3 . 1光 纤通 信 的应 用
现在通信技术中使用的石英光纤的损耗量可 以降低到 2 0 d B / k m 以下 ,这是 目前所有使用过 的损耗率最低 的通信 介质。在未 来, 如 果使用非石英材料作为传输媒介 , 从理论上来讲 , 损耗率可
的意 义。
它不仅不受大 自然的雷和 电 备 的新 优点 , 具有 非常广阔的发展前景 。下面我们就 对这 两种 技 导具有非常强 的抗 电磁干扰 的能 力 ,
1光纤 通信 技 术
光纤 通信是一种 以光纤作 为传输媒 介 , 以光 波为载体的信息
数据传输 方式 。现如今 , 由于光纤通信的传输频带宽大 , 传输过程 2无 线 自组 网技术 中信号 衰减 比较少 , 以及其非常强 的抗干扰 、 抗干涉性 , 使 其渐渐 目前 , 无线 自组 网是 国内外研究 的热点领域 , 它具 有可 自组 取代 了电缆 、 微 波通 信等传统 的数据信息传输方式 , 在全球范 围 , 得 到了广泛应 用 , 已成为世界通信中的主要传输方式 。 织和高容错性 、 可快速部署 、 低成本等特点 , 非常适用于 电网实 时 光纤通信是 利用 光波在光 导纤维 中传 输信息 的一种通信 方 监测 。在低压配 电网的智能化监测 的背景 下 , 研究无线 自组 网在 最终实现数据 的采集 、 远程传输 、 智 式, 激光具有 高相干 陛、 高方 向性 、 高单色性等显著优点 , 由于光纤 电力系统通信 中的应用技术 , 通信 中的光波主要是激光 , 所以又叫做激光一 光纤通信。下面我们 能管理 以及故 障定位等功能 ,这对 于保证低压 电网的正 常运 行 、

无线专网在新能源发电场站中的应用

无线专网在新能源发电场站中的应用

1202023年 第 12 期121张晓静 包红凯:无线专网在新能源发电场站中的应用或数据请求,接续到不同的网络上;网管是对移动网络中的终端、基站、核心网设备进行运维、管理的设备,网管可通过无线网络实现对终端的管理,一般不直接管理通信终端设备。

2.2 无线专网分类无线专网主要通过蜂窝移动网络进行通信,根据通信制式的不同分为2G 专网、3G 专网、4G 专网、5G 专网,随着通信技术的发展,目前较为通用的为4G 专网和5G 专网。

另外,业主单位依据具体应用场景的不同,结合网络安全性、传输时延、成本等的要求,选择虚拟专网、混合专网或独立专网[4,5]的不同组网类型,组网类型的不同主要是依据专网通信设备由业主还是运营商管理。

虚拟专网是指公网运营商向行业用户提供的满足其业务及安全需求的高质量专用虚拟网络[6],包括租用VPN 通道、租用5G 切片等方式[7]。

虚拟专网复用公网成熟的网络基础设施与频段,根据实际业务需求向运营商提出定制化要求,硬件设备的管理与维护主要由运营商完成。

虚拟专网网络架构图如图2所示。

公网专网公网终端业务终端通信终端业务网络互联网终端基站核心网数据网络公网切片公网切片专网切片专网切片图2 虚拟专网网络架构图Fig.2 The network structure of virtual private network混合专网是指无线通信网络的控制面设备使用公网基础设施、用户面设备由业主单位独享的移动通信网络,其控制面管理与维护由运营商完成,用户面设备放置在业主侧,可由场站业主自主管理与维护。

该组网模式可保证电力生产数据本地卸载,保证电力数据安全;同时避免公共网络拥堵对用户生产业务的影响。

混合专网网络架构图如图3所示。

公网专网公网终端业务终端通信终端业务网络互联网终端基站核心网数据网络公网切片AMF/SMF 等专网切片UPF/MEC 等公用独用图3 混合专网网络架构图Fig.3 The network structure of hybrid private network独立专网是指由业主独立建设物理独享的无线通信系统,包含:终端、基站、核心网、网管等整套通信系统。

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正确的。
22 密钥管理协议 (K . P M)
安全机 制中一个重要 的环节就是密 钏的交换或者分 发,
在 I E 8 21 E E 0 .6协议中就是 BS 如何将密钥安全 的分发给经过
授 权 的 S 。 实 现 这 一 点 , S首先 要 对 S S要 B S进 行 认 证 , 有 认 只 证通过 B S才 会 将 密 钥 分发 给 这 个 S 。 样 S S同 s也会 认 证 B , S
量 。当节点监测到异常 ( 如矿工走到危险 域等) 时, 节点需
要 将 该 异 常 消 息 发 送 到 服 务 器 ,并 由服 务 器 管 理 人 员发 送
报警消息 ( 如短消息等) 。
2 电力 系统 无线通 信安 全子 层接入 整体 架构
安 全 子 层 由两 个 协 议 组 成 :数 据 圭 装 、 密 钥 管 理 I j 议和
IE 8 21e2 0 E E 0 . .0 5的 P M 分 为 P 6 K KMv 和 P M v l K 2两 个 版本 , E E 0 . —0 4的 P IE S 21 2 0 6 KM 功 能 作 为 P KMv , 有 的 安 l所
摘要算 法主要是对 M C的消息进行认证, A 确保消息的来源是
是 IE 8 21.04所 没 有 的 。 中 AE — C 算 法 既 对 数据 E E0 . 20 6 其 SC M 加 密 也 对数 据 进 行 认 证 。信 息 摘要 算 法 有 两 种 H MAC S A1 —H 和C MAC S Al 后 一种 是 IE S21 e 05新 增 加 的 。 息 .H , E E 0. 0 62 信
2 1 年 第 2 期 02 ( 第 18期) 总 1
信 息 通 信
I ORM AT 0N & COM M UNI ATI NF 1 C ONS
201 2
Hale Waihona Puke ( um No l S . 1 8)
电力系统无 线通信 技术对 比分析
张 健。 陈 勇
( 青海油 田通信公 司业务管理 中心 , 甘肃 7 6 0 ) 32 2
议 。数据封装协议定义了通信 数据 加密 算法利 认证算法 以及 这些算法的应用规则, 确保通信数据的安个性; 密钥管理 协议
定 义 了 密 钥 分 发 的 规 则 , 止 未 授 权 用 广 的 非 法接 入 , 保 了 阻 确 通 信 密 钥 的 安全 分发 。
2 1 数据 封装 协议 .
关键词 : 线通信 ; 证机制 ; o 无 认 D S攻 击
中 图分 类 号 :N9 5 T 2
文献 标 识 码 : A
文章 编 号 :6 313 ( 0 2)20 8.2 17 —1 12 1 0 .2 1 0
0 引 言
电力系统无 线通信 安全 子层位 于 MA P C C S子层和物理 层之 问, 它主要有两个作用: 在整个无线 宽带 网络 中为用户提 供安全通信 的保 障。 这通过加密 S 和 B S S之 间的通信数据来 做到 。防止未授权用户非法使用 网络 。通过强制服务流上 的 数据进行加密 以及对用户进行认证 ,能够防止未经授权 的用 户窃取 网络服务 。E E 0 . IE 8 21 6采用 了密钥 管理协议 ( K ) P M 来 管理 s s密钥 的分 发。不仅如此 , 通过增加基于数字证书的认 证我们能够进一步加强保密机制。 安全子层 的功 能是 可选 的, 可 以在初始测距的能力协商阶段决定是否支持安全功能 。如 果用户 不支持安全功能, 那么授权和密钥交换过程将跳过 , BS 认为用户是认证过的, 不会发生密钥交换和数据加密 ; 否则未 通 过认证的用户 不能获得 服务。 安全子层由两个 子协 议构成: () 1数据封装协议 。这个协议定义 了可支持的加密套件, 数据加 密, 密钥加密算法 的组合 。加密算法 的应用规则 。 () 2 私钥管理协议 。 它保证私钥数据从 B S安全 的分发到 S S上 。 过私钥 管理协议 , S和 s 通 B s能够同步私钥数据, 并且 B S能够控 制用户 有条件 地使用 网络服 务。
1 电力 系统 无线 通信 Wi MAX技 术架构
今年来 , 电力系统无线通信 Wi MAX技术 ( E 8 21 I E0. E 6标 准) 以其传输远 、 高传输速率、 开发 费用合理 、 于安装、 便 设备 互通性好等优势迅速成为数据通信领域的研究热点 ,在未来 的一两年 内很可能成 为服务提供商 建设城域 网的选 择之一 , 提供最后一 公里 的接入服 务 。由于无 线传输信道 的开放性 , 它的安全性一直是人们关注的 问题, 并将影 响其市场推广 。 因 此 关 注 8 21 安 全 机 制 有 着 极 为 重 要 的意 义 。 0 .6的
安全子层的功能是认证用户和加密 数据 , 此涉及到 大量 的密码算法 。 这些算法可 以分为肌密算法、 信息摘要算法 ( MAC 。 ) 数据封装协议规定 了可 以采用哪些加密算法加密 s s 和B S间的通信数据 , 通信数据如何验证。这 算法在小 的 应用环境具有不同的规格,E E 0 . IE 8 21 6协议还规定了这些算法 的应用规则 通信数据 的加密算法在 IE 821e20 f E E 0 . 一0 5t有 6 I 四种 D SC C、 E . C A SC R、 E . B 其 l E .B A SC M、 E . T A SC C, f 后两种
摘要: 电力 系统无线通信 Wi MAX属 于无线宽带接入 网, 由于无线信道的开放 性 , 它的安全问题 尤为引人 注 目 由于无 线接入 网所 固有的特 点, 它的安全 问题通常集 中在认证机制 、 数据 的机 密性 、 完整性和防 D S攻击等 方面。安 全子层的 o
存在 就是 为 了解 决 上 述 问题 。
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