电力自动化系统现代通讯技术探究

余佳荣

摘要：文章简单介绍了电力自动化系统中现代通讯技术的应用价值，并对电力自动化系统中现代通讯技术的应用模式进行了进一步探究，希望为现代通讯技术在电力自动化系统中的有效应用提供一些参考。

关键词：电力自动化系统;现代通讯技术;光纤

前言：作为我国专用通讯网络内发展较为完善、规模较大的专网，电力自动化系统通讯网络随着现代通讯技术的升级而不断优化。上世纪70年代，电力线载波成为电力系统通讯主要用技术。上世纪80年代，电力模态拟微波成为电力通讯主流技术。进入本世纪，电力通讯网络光纤化进程逐步加快，为电力自动化系统安全性、可靠性的提升提供了保障。因此，探究现代通讯技术在电力自动化系统中的应用具有非常重要的意义。

一、电力自动化系统中现代通讯技术的应用价值

1. 信号转换

在电力自动化系统运行过程中，利用现代通讯技术，可以将非电信息转换为电信号，为信息传送奠定基础。

2. 任务发送

在电力自动化系统运行过程中，利用现代通讯技术，可以对电信号进行进一步放大、调制、滤波处理，满足任务发送要求。

3.信道交换

在电力自动化系统运行过程中，利用现代通讯技术，可以沟通输入设备、发送设备，促使双方信道交换，提高发信设备利用率[1]。

二、电力自动化系统中现代通讯技术的应用模式

1. 微波中继通讯

微波中继通讯是一种无线电通讯模式，主要传播频率为300MHz到300GHz的电磁波。微波中继通讯线路包括微波终端站（电路端点）、中间转接站、枢纽站、主站几个部分。其中终端站主要位于发信通道，负责借助微波机将调制后用户信号移动到新的频率，以群路信号的形式完成变频;而中继站则负责接收某一方向发来的信号并进行变频、放大处理，进而向另一个方向发送;枢纽站主要负责进行3个及以上方向站的信号发送、接收以及上部分、下部分话路插入;主站主要负责接收某一方向站发送的微波信号，经微波机进行变频后进入载波机，同时进行频带下迁移后分支话路并插入新话路。

在电力自动化系统中，微波中继通讯的关键在于微波频段的无线电波。在微波中继通信模式中，信号发送端可以将数字终端机输送的中频信号调相为70MHz的中频调频信号。进而放大中频与微波信号发送端本振混合为2GHz的微波调频信号，并利用信号输出单元将2GHz的微波调频信号馈送到天线端，经天线端发送到另一个站点[2]。

在信号接收端，微波中继通讯站可将接收的高频率微波信号转变为中波信号、低频率群路信号，并传送到微波机。整个过程包括高频转接、中频转接、PCM（脉冲编码调制）转接几种形式。高频转接是基于信号接收机微波输入单元的小失真转接;中频转接是基于信号接收中频部分的大失真转接，适用于中继站;PCM转接则是基于信号接收数字终端的大失真转接，适用于主站。

2. 载波通讯

载波通讯是电力自动化系统中应用范围最大的通讯模式，包括明线载波通讯、电缆载波通讯、电力线载波通讯几种模式。载波通讯系统的通讯线路是高压输电线，包括载波交换机、增音机几个部分。其中载波交换机主要负责根据通讯传播质量调制、解调制原始信号，包括双边带电力线载波机、单边带电力线载波机两种类型;增音机主要用于线路传输衰减时信号补偿。

在电力自动化系统载波通讯模式中，调度关系、电网结构、话务量是通讯质量的决定性因素。根据上述因素的编号，又可划分为中央通讯、定频通讯两种模式。中央通讯的中央站是调度所，可以完成一对N定频通讯，各站点独立存在，仅可与中央站进行通讯，且在同一时间内与中央站通讯的站点有且只有1个，使用频率的数量则为2个;定频通讯是载波机的信号发送频率、信号接收频率维持一定的一对一通讯方式，各站点之间可以进行一对一定频式通讯，根据通道衰减损耗可以进行信号接收电平调整，确保电力自动化系统载波通讯状态处于最佳。由于该通讯模式接通用户耗时长、占有頻率多，多用于110kV及以上电力自动化系统中。

3. 光纤通讯

光纤通讯是近几年电力自动化系统通讯的主流，载波为光波，传输媒介是光纤，可以满足远距离单一方向信息传递需求。光纤通讯系统包括发射端、接收端、广义信道几个部分。广义信道可以将源于用户端的信息转换为原始电信号（基带信号），经发射端将原始电信号向满足信号传输要求的信号转换。对于电力自动化系统中数字电话传输来说，需要经电话机将话音向频带信号转换，进而经发射机PCM模块将模拟频带信号向数字信号转换并通过数字复接器进行多路数字信号集成[3]。一般一路话音转换为数字信号的传输速率为64kb/s，多路数字信号集成的数字系列传输速率则为2048Mb/s（30路）。

在电力自动化系统光纤通讯模式中，到达光发射机前端信号处理、光接收机接收信号后处理与电缆通讯模式类似，但通讯线路存在差异。光纤可同时传输数字信号与模拟信号的能力，为电力自动化通讯局域网络、广域网络以及其他数据传输系统构建提供了充足支持。对于接入电力自动化通讯局域网的设备来说，可以经CANBUS、LONWORKS等现场总线模式配合微机整合数据，进而以TCP/IP（传输控制协议/网际协议）方式接入电力自动化系统内局域网，或者以RS232网络方式接入通讯装置，配合全部工作站点挂接于局域网（或ATM网），实现数据共享。

总结：

综上所述，在电力自动化系统运行过程中，需要在电站二次设备、相关智能设备之间开展信息共享、信息交换，而当前信息传输的多元性、复杂性对通讯技术提出了更高的要求，传统封闭式专用电力通讯技术已无法满足当前电力自动化系统通讯的需要。因此，电力自动化系统构建者应合理利用载波通讯、微波中继通讯以及光纤通讯技术，构建广域网/局域网/现场总线并存的网络结构，打造多层次、多局部交错的形信息传输形态，为不同智能设备与远程控制、保护装置、工作站接入电力自动化系统提供支持，助力电力自动化多方互联系统的构建。

参考文献：

[1]赵卫东.电力系统中的通讯自动化设备研究与工作模式分析[J].智能城市，2018（04）：62-62.

[2]李方亮.电力和信息通讯系统混合仿真方法的研究[J].电子测试，2018（13）：120-121.

[3]张同伟.电力通讯网络的优化[J].电子技术与软件工程，2020（21）：7-8.