通信技术在变电站自动化管理系统中的应用

董峰屹

（山东黄金电力有限公司，山东 莱州 261400）

0 引 言

近年来，随着通信技术的不断发展，我国通信产业已经经历了跨越式发展[1]。和传统的有线传输不同，无线传输技术具有数据传输灵活性的特点，对于时间和地域的要求不高，不受环境和地势的影响，并且其开发成本相对较低[2]。虽然无线传输在近距离通信传输过程中有非常明显的优势，但是和传统传输技术相比仍然存在一些缺陷[3]。例如，在传输过程中非常容易受到其他信息的干扰，这使得传输信息在传输过程中容易出现损坏或丢失的问题，其保密性和数据传输的安全性比有线传输要差一些[4]。

基于以上分析，从不同的方面对无线传输开展研究，从安全性和保密性两个角度提升无线传输的水平，使近距离无线传输系统能够被安全使用在变电站中，提升变电站内部的自动化水平，从而提升变电站的内部工作效率，节省维修人员的维修时间[5]。

1 近距离通信技术及其在变电站中的应用

通信技术一般分为近距离和远距离两类。近距离通信技术一般指红外技术和蓝牙传输技术，这两项传输技术均具有比较特殊的优势，能够满足传输过程中对于传输数据和带宽的基本要求，具有较强的兼容性和可扩展性[6]。

在变电站通信自动化控制系统中应用最普遍的是有线通信技术，例如RS232和CAN总线两类[7-9]。有线传输会使变电站的内部设计难度提升，在特殊环境或遭遇不可抗力的情况下，变电站有线传输设备无法开展相关工作[10-12]。同时有线传输设备和施工的成本相对较高，采购成本也比较高，在传输过程中容易出现线材损坏和设备损坏等问题。一旦重新施工，变电站内部的网络布局就要重新配置，这样便会使得变电站内部的改线和布线工作十分复杂。如果采取近距离无线传输的方式搭建通信链路，上述问题便会迎刃而解，通信效率也会得到大幅提升。采取无线传输的方式可以实现对上述设备的控制和数据采集，实现设备之间的互联互通，从而解决线路的排线和布局问题[13]。

2 相关通信技术在自动化管理系统中的运用

2.1 RFID技术

射频识别（Radio Frequency IDentification，RFID）技术的基本原理是在阅读器和读取标签之间建立无线传输通信，实现对目标物中相关信息的读取工作[14]。目前RFID技术主要应用在停车场管理、自动化产线物料识别以及门禁管理等场景中，均取得了很好的应用效果。此外，RFID技术在变电站日常管理过程中也得到了广泛应用，可以帮助日常巡检人员实现快速扫描和记录，进而实现对全部设备的识别和管理[15]。RFID具有高存储量的特点，能够支撑信息的快速识别和查询，并且能够通过远距离传输实现对系统数据的控制，灵活控制巡检线路。

RFID支持快速扫描，并且在相同时间内能实现对多个标签的同时扫描，避免了一码一扫描。RFID条码可以被重复利用，并且标签能够被重复读写，后续内容可以逐步更新，这样便使得RFID的成本投入不会太高。大多数RFID设备的寿命周期均比较长，对于环境的抗干扰能力较强。RFID具有很强的穿透能力，能够在障碍物隔开的状态下实现对标签的快速读取，应用场景更加广泛。RFID中所存储的内容安全级别高，一般不会被篡改，不易丢失。

在变电站的自动化控制系统建设过程中，RFID能够起到很好的边端数据采集作用，为变电站实时的数据感知提供强大的硬件和软件支撑。基于RFID的自动巡检技术将会替代人工巡检，有效降低管理成本。

2.2 蓝牙技术

蓝牙传输技术主要解决数据和语音层面的传输问题，不需要网线便可以进行，并且支持无线互联网的接入。目前，蓝牙技术最主要的应用场景为汽车领域，例如汽车的免提和娱乐系统。相较于其他无线传输技术，蓝牙技术在使用中的功率损耗较小，同时其抗外界干扰的能力较强。变电站设备的内部环境变化较大，除了随时可能发生的震动、湿度以及温度的改变外，还有十分严重的电磁干扰现象。为了提升蓝牙设备运行过程中的稳定性，在搭建蓝牙装备过程中，要增加抗干扰和防潮的辅助设备。由于蓝牙设备的工作电压水平相对较低，如果不能很好地解决蓝牙运行过程中对外界的干扰问题，将会对变电站造成很大的影响。在对蓝牙设备进行安装和调试的过程中，要充分注意由环境问题造成的蓝牙失灵现象。

2.3 通信安全

通常情况下，通信网络安全是信息化建设的基础条件。目前，我国变电站之间主要是使用IEC61850体系和TCP/IP协议来进行数据传输，在开展信息化和网络化建设过程中会存在数据传输方面的安全风险。在开展无线传输建设过程中，还要充分做好通信安全措施的防护工作。我国很多变电站中使用的是TCP/IP体系基础上的加强版本，在信息传输过程中实现了信息的安全加密处理，可以保证信息通信系统的安全性与完整性。

3 结 论

综上所述，RFID技术和蓝牙技术在传输上均具备自身独有的优势。蓝牙设备需要经过额外的改进才能满足变电站对于数据传输方面的要求，尤其是要适应变电站变化多端的环境因素的干扰。和传统的有线传输技术相比，近距离无线传输技术更加方便灵活、兼容性更高，在未来有着非常广阔的前景。其成本更低，具有更高的可控制性，最重要的是能够摆脱实体介质的干扰，从而实现对于变电站设备的安全维护。对于通信技术在变电站自动化管理方面的研究，未来应该聚焦于无线传输方面。