高速电力载波通信网络的组建及协议研究

张彦月

【摘要】    在当前经济、政治、文化不断发展变化的新时代下，我国电力网络通信规模不断扩大，其中的复杂性与整体性也在不断提高。在总体电力网络通信上看，日益完善的技术要匹配与之相适应的管理制度和智能化电力通信，可靠的电力载波通信网络的建设是我国未来电力网络高效化发展的基础，它具有的独特运行机制更是为高速电力的网络运行带来新的发展方向，是我国在电力通信中常见的手段与方法。本文通过对电力载波通信网络的当前概括进行阐述，结合在电力网络中的组建作用，得出高速载波通信是我国当前电力行业存在比较成熟的通信技術，再通过高速载波通信的实际应用，结合其中存在的局限性，进一步表明高速载波通信技术尚待提高，为今后的相关技术理论研究提供借鉴意义。

【关键词】    电力载波通信   高速通信网络组建    协议研究

引言

我国的电力发展随着经济的快速发展而不断更新换代，规模不断扩大，复杂性也不断提高，在当前电力网络通信中，高速载波通信是现今比较成熟并且实用性较强的通信技术，能够解决大部分当前网络通信中存在的安全问题，并且能够在高速载波通信的技术支持下，成功协调电网系统中各个区域内的相互联系，能够在当前我国繁杂多样电网系统下建立行之有效的电力措施，为我国电力发展与建设提供有效帮助。

一、高速载波通信技术的概括

电力载波通信通过当前所建设的电力网络，通过载波方式进行信息的相互传递，在传统的电力线中，一般分为配电线、输电线与居民用户线等。电力载波通信是通过电力为连接支点，将通信信道作为载波通信的一种全新通信技术方式，在所有电力系统中较为独特的信息通信交流方式，在此过程中不用再另外加设通信管道，在我国的发电厂与变电所等地区企业的应用广泛。但是，由于大量地区存在电力网络铺设不够理想，在电力载波运行的过程中存在阻碍，从而导致电力载波通信技术大范围推广存在进度缓慢等情况的发生，寻求电力载波的新发展成为当前我国电力网络发展的重要方向。

二、高速电力载波通信网络的组建

高速电力载波通信网络的组建是依据低压电力的通信网络物理结构和通信信息的来源进行进一步分析结合，从中提取出组建的信息网络和电力网络有着高度的相似性。

2.1网络接入方式

在国际化所制定的规则下，对于网络接入方式分为三种局部区域的组建网络标准，以CSMA/CD、令牌总线与令牌环三者为主，从总体来看，三者所应用的技术与理论支撑有着同宗同源的相像之处，此外三者的性能有着异曲同工之妙，但是三者的适用范围各有不同。CSMA/CD是三者中电力网络覆盖范围最大的通信网络，其所蕴含的强大安装量与迅捷的运行速率对电力网络的交流极为重要，并且CSMA/CD的协议简洁明了，但是由于其中存在相互冲突的网络领域，所以常常会造成发送信息具有延时性，滞后性等等，在电力网络运转过快时会导致超负荷运行，造成电力网络通信的不确定性;令牌总线的存在也完美解决了这个问题，具备独特的处理冲突领域的方式，能够在简短的时间内处理电力网络中的短帧信息，并且能够优先筛取其中存在的不同级别的信息加以处理解决，但是令牌总线的协议极为繁杂，并且在电力网络信息缺失的情况下会导致延迟过高，处理信息的速度变慢;令牌环是电力载波通信网络中的各个支点相互联系的关键，面对超负荷电力网络是具有高效的处理分析方法，能够较快程度上解决网络中存在的优先级问题，使得电力网络的运行变得更加高效稳定，但是由于缺乏高度集中的电力监控站，会导致令牌环只适用于单个电力站点之间的联系，在高度集中的管理下会缺乏稳定性，效率低下。

电力载波网络通信技术实质就是采用令牌总线的网络接入方式，使得电力网络通信的协议制定更加简便，具有自身独特的独特的优势。

第一，在采用令牌总线的接入方法，使得电力载波通信对杂音与信息的识别更加准确，根据令牌总线一个网络时段对应一个令牌的方式，使得只有拥有时间段令牌的信息才能进行传递，大大减少了电力载波通信中数据传输错误现象的出现等;

第二，电力网络通信中存在节点不同，节点的性质与作用也不尽相同，所以根据令牌总线的运行机制能够最大程度上克服其中存在的数据传输错误，与电力网络信息的正确传输;

第三，针对在CSMA/CD中存在的节点拥有对总体信息数据的掌握权力，从中就可以知道节点传播的信息过于庞大与复杂会使得电力网络进行高负荷运转，在此基础上采用令牌总线的接入方法，大大降低其中存在的不确定性，能够根据现实电力情况对数据进行逐个传递分析研究，解决电力网络高负荷运转时的产生的问题。

2.2电力通信网络的组建种类

在实际的电力通信网络组建过程中，应用最为广泛的是美国科技信息公司公司的AN1000电力网络，首先可以根据频率时段是否高于400 kHz，低于100kHz，电力网络通信通常是介于两者频率之内，称为增频电力网络，并且该方式传递电力通信网络的速度能够达到110kbps;除了上述列举的相关电力通信网络，AN1000电力网络中还存在针对性的通信创新，例如在实现不同区域内部网络同时传输、能够在不同地区传输时适应当地电力通信网络，有效地解决了电力通信网络环境的恶劣，一定程度上实现了通信信息传递的真实性与稳定性。

电力网络AN1000还根据不同类型的网络接口与元件，重新设计加工了全新模板的EPROM固件，体现出市场需求性的设计方向。首先是将固定零件进行整体串联，保障元件的关联性，还有一种是根据电力通信网络中的常规问题，结合通信性能组成的固件。在上述两种元件的组合下，将电力网络AN1000进行整体串联，结构简便，在按照常规理论与思维方式，赋予该电力通信网络自由性。

在电力网络AN1000的启动生效形态：

①电力主机形态：存在控制整体系统的指令令牌;

②非电力主机形态：可以根据电力主机形态发出的令牌指令进行任务完成，不能通过令牌掌握整体系统;

③辅从电力主机形态：不能对令牌发出的指令进行任务执行，并且对电力通信网络的使用要依据主机形态而定。因此，针对上述三种形态的电力通信网络构建，能够结合成下列形式，

三、高速电力载波通信网络的协议研究

3.1协议研究的概括

在电力通信网络的影响下，对载波协议的设计与研究显得尤为重要，在协议设计中，为了减少协议的繁杂性，使得其更加简便明了，通常采用层级的方式进行组织分析，即在协议设计的每一级别下构建另外一级，使得整体电力网络的层级数量性质各不相同，存在差异性，在每个节点都有自己独特的标识，并且为上层网络进行服务。

3.2串口操作

协议中MAC 子层主要进行串口流数据的发送与收录， 并且按照规定时刻与AN1000相互联系，方便进行数据信息的交换与传输。针对二者相互通信的方式通常是采取直面对象的规划工序进行，能够实现多种类型的MAC工作，包含有RS232设计与Win32Port等系列设计方式进行。前者对相关串口工作进行抽象规划，将电力通信网络中的全部相关接口重新组织，形成行的联系，即Win32Port是根据前者的概念引出，并且解决了通信的下端接口，串联中使用API函数进行计算设计。

进行串口操作时，首先将电力通信的内部系统按照令牌指示进行启动，在启动环节，如果产生两个串口连接线，就可以把这两个线路程序当做该操作内容信息的录入与读取。此外，根据常规原理进行录入读取的程序设计，并通过内部关系网络进行数据启动，也可以进行信息数据的重新规划，防止出现重大事故时直接通过串口进行事件的处理，而是按照串口程序将内部事故的通信信息发出，外界接收信息后提出針对性的解决措施与解决行为，并且将此次事故进行收录。相较于传统处理程序显得更为灵活，将通信信息的传递时间大大缩短，提高处理意外事故的效率。

3.3建立消息循环

电力通信网络存在初次运行的过程中，内部通信指令会将此次消息循环的时段传输到AN1000数据库中，并把其中存在返程消息进行自由录入，加以保存，保存内容有数据信息的时段、运行形态与信息的披露形式。并且在进行电力通信网络的自我程序监查中，根据网络线路的运行状态，当电力通信网络中存在返程信息为0时，可以进行系统内部指令的自我传递，即在指令输出地质重新规划令牌、令牌信息发出机制等，避免数据信息的遗漏。

在消息循环建立之后，要想将信息进行逐级传递，首先要进行级别令牌的设置，即：在电力通信网络运行过程中，出现下级消息不能进行上级消息收录，就将此处保存在案，通过对电力数据信息的时段节点进行标记，并设置相关联系，将其录入网络通信的构件中，在没有初见数据传输失败的情况，就可以进行下一级的数据节点传输。

按照上述情况，令牌在内部执行指令一轮后，除了会将各个节点的通信数据相互录入分析外，还将会进行内部信息的初始化处理，已开展下一周期的运行。整体流程不存在漏洞，一台主机对应相关节点地址与辅从地址，能够形成一个良好的系统循环。

3.4通信实验与分析

上述实验能够适应电力通信网络建设中的外部环境，此外，还能进行电力信息数据之间的快速传递，并且准确性与数量性也会产生质变;再者，由于信息传递的终点端不同会产生数据的错误与缺失，因此要进行通信网络宽带的接入，再用系统令牌与总线路进行规划，将节点中传输量大的作为主节点，全面进行通信网络的掌握。

四、小结

通过对高速载波通信网络的概括了解，结合高速电力载波通信网络在信息数据传递中出现的问题进行分析处理，得出组建载波通信网络应当根据电力信息传递中出现的问题为出发点，以解决其中的出现的高负荷运转及节点处理等问题为准则，着重以令牌总线的接入方式为协议研究，在文中阐述了令牌总线接入方式对日常生活的高效运用，通过对居民宽带节点的利用，最大程度上减少了资源的浪费，提高了信息数据运转的效率，为实现高速电力载波通信的发展打下基础，为后续协议研究工作提供借鉴经验。

参  考  文  献

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