基于卫星通信技术平台的通信组网方式在阿坝电力系统中的应用

弋中欣，郑兴元

四川省电力公司阿坝公司，四川茂县 623200

0 引言

阿坝州自然情况：

阿坝藏族羌族自治州位于四川省西北部，地处青藏高原东南缘，横断山脉北端与川西北高山峡谷的结合部，东南部为高山峡谷区，中部为山原区，西北部为高原区。地理位置为：东经：104.37度 北纬：31.13度一带区域内，紧邻成都平原，地貌以高原和高山峡谷为主，地形地貌复杂、沟谷交错、气候多样，气温自东南向西北并随海拔由低到高而相应降低。西北部的丘状高原冬季严寒漫长，夏季凉寒湿润，年平均气温0.8℃～4.3℃。山原地带夏季温凉，冬春寒冷，干湿季明显，年平均气温5.6℃～8.9℃。

卫星通信组网方案提出背景：

阿坝公司是四川省电力公司新组建的一个地区电网公司，所辖变电站（电厂）严重缺少电网自动化及通信设备，关口的电量信息无法采集，电网调度只能盲调，无法实现电网调度自动化。严重缺少配电自动化系统，用电信息无法及时采集，无法实现用电可靠性管理。同时，阿坝公司所辖区域广阔，变电站（电厂）多处于偏远地方，如采用传统架设光纤通信方式存在投资巨大，建设条件困难，周期长等难以解决的问题。

随着电网自动化科技技术的发展，基于卫星通信技术为平台的通信组网方式技术已日臻成熟，阿坝公司为实现电网调度自动化，实现节能发电调度，加强用电管理，保护设施安全，提高经济效益和企业竞争力，在现阶段组建光纤通信网还不能实现的情况下，提出组建基于卫星通信技术为平台的电力通信组网方式。

1VSAT卫星空间通信

VSAT(Very Small Aperture Terminal，甚小口径卫星终端)是一种先进的卫星通信技术，和其他通信技术相比，具有如下特点：

通信距离远，覆盖面积大，传输与距离无关，卫星数据业务可以跨国、跨省开展；

不受地理条件限制，对山区、沙漠、高原、海岛等铺设地面线路困难且成本较高的地区通过卫星方式可便捷地实现数据业务传输；

容灾性强，不受地面自然及大气变化限制，可在任何地面极限自然灾害条件下和恶劣环境中迅速开机、稳定工作；

费用与通信距离无关，与地面通信线路相区别，卫星数据业务的服务费用与传输距离无关，因此对于较偏远地区采用卫星数据业务方式可以大幅度的节约通信费用；

通信频带宽、传输容量大。卫星数据业务带宽可在2G带宽内灵活分配，全方位满足不同用户的需求，可进行数据、视频、语音信息的透明传输。

1.1 VSAT卫星空间通信、GPRS/GSM无线公网通信和光纤通信组网对比

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实践证明，在自然环境比较恶劣且需要传输变电站自动化信息的偏远地区采用卫星技术组建电力调度与营销及远动自动化通信网路是比较适宜的选择。

1.2 “VDC-2000电力卫星数据通信终端”的特点

“VDC-2000电力卫星数据通信终端”采用通道数据流压缩技术、数据交换处理技术结合为一体的集成装置。除具备上述备常规卫星通信特点之外，还具有如下特点：

实现卫星通道数据流控制智能化。独有的数据处理系统、优化信道数据和传输流量，有效降低运行费用；

增加网络管理与交换功能，接口丰富、系统集成化程度高。集成串口—网口转换和网络交换模块，功能齐全，不需外接相应功能的分立设备；

增加了远方终端随机检测和网络交换模块自启动、自恢复功能；

系统抗干扰能力突出，足以适应变电站等高电磁干扰环境；

耐候能力强。集成终端充分考虑我国南北方自然环境和气温的差异，对设备与主板均采取了相应的技术处理；

提高自然灾害和突发事件应急接入能力，工作稳定，适应环境能力强。只需更换移动式 天线，就可组成临时应急通信系统；

结构外形紧凑，可直接嵌入19吋标准机柜内，与其他电力控制单元融为一体。

2 卫星通信方式在阿坝电网中的应用

2.1 阿坝电网通信现状及规模

阿坝公司调度所辖厂站大多地处深山、高原，规模小、电网结构分散、无通信通道、自动化设备，且自然环境恶劣、气候条件复杂、地域广阔、交通不便，现大多厂站只能采取市话调度方式，调度、营销系统均不能监视现场设备实际运行情况，给电网安全稳定运行带来很大的隐患。

目前，阿坝公司调度管辖无远动通道的变电站共有110kV变电站 11 座；35kV变电站 32座，调度管辖营销关口所在厂站 17 座。电网所辖13个县区供电部门目前均未设立县级电力调度机构，目前全州电网由阿坝公司地调负责统一调度管理。

根据电网现状及调度、营销数据采集量和厂站在系统安全运行中的重要程度，现对4个重要的110kV变电站进行了卫星通信组网试点。

2.2 110KV厂站卫星组网方案

根据上述情况，本次卫星通信试点工程组网以阿坝地调为中心，设置卫星通信中心站，并辐射至4处所辖变电站，组建1-4的星状结构电力调度自动化卫星通信网络。

组网方案如图（1）所示。

本次选用亚洲卫星公司所属“亚洲-3S”同步卫星，该星定点于东经130度赤道上空，电磁波对四川区域照射强度高，工作稳定；

以阿坝公司调度中心组成1：N星状网；

考虑到调度中心站通信可靠性和信道容量，主站天线采用2.4米Ku波段高增益环焦天线，上行发射机功率为3W；

变电站采用1.8mKu波段偏馈天线，ODU上行发射机为1瓦；

变电所等现场的SCADA系统数据由RTU经RS-232串口与“VDC-2000电力卫星数据通信终端”串口界面相连接；自动化系统以卫星通信终端设备的数据接口为界面。信道通信规约为“部颁CDT”或“DL-104”；

“VDC-2000电力卫星数据通信终端”外设4个以太网的局域网络(Ethernet LAN)接口，采用TCP/IP 或UDP/IP通信协议；

3 达到的效果

通过对阿坝公司所属的4个110kV变电站监控系统软件升级调试，顺利实现对4个SCADA子站系统通过卫星通信方式接入调度主站系统，结束阿坝电网调度指挥盲调的局面，调度值班员在调度中心就可监管各个变电站运行工况，进行统一调度，对电网的安全稳定运行有着极大的现实意义。同时,也为我公司后期对县电力公司的生产信息系统、办公信息系统的建设产生深远的影响。

4 结论

卫星通信组网方式可满足电网通信对信息传输的准确性、可靠性、实时性、稳定性的要求，能达到调度自动化系统实用化的标准。

在投资少、时间短的情况下，通过卫星通信组网方式是实现偏远地区电网通信传输的有效方式，是实现调度自动化和管理现代化可靠的一种通信手段。

卫星通信组网方式还可作为常规通信方式的一种补充手段。在发生洪水、滑坡、地震等严重自然灾害造成常规通信通道损坏的情况下，卫星通信方式将是一种可靠的后备通信方式。

[1]丁龙刚,马虹.卫星通信技术.机械工业出版社，2006.

[2]甘仲民，张更新.卫星通信技术的新发展.通信学报，2006(8).

[3]邸光宇.探讨卫星通信在西部农村信息化建设中的应用.世界通信，2007，5.