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通信技術(shù)對電力系統(tǒng)智能化發(fā)展的研究論文
導語：未來智能化電力系統(tǒng)，將成為世界前沿技術(shù)，所有的電力配電元件，包括家用電器都會囊括在這個系統(tǒng)中。供電部門包括客戶通過互聯(lián)網(wǎng)能夠隨時隨地對用電情況進行檢測和控制。
1 電力系統(tǒng)智能化發(fā)展的社會需求
智能電力系統(tǒng)包含電源端、輸電端、配電端、用戶端的智能化、數(shù)據(jù)化和網(wǎng)絡(luò)化。它是在傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，由智能化的電力終端元件、通訊單元、互聯(lián)網(wǎng)單元構(gòu)成，實現(xiàn)具有不同權(quán)限的人在世界的任何地方，對用電情況進行監(jiān)控以及電力能源的合理調(diào)配，保證從供電端到終端用戶這個過程中所有監(jiān)控節(jié)點之間的信息和電能的雙向流動。
2 通信技術(shù)對電力系統(tǒng)智能化發(fā)展的影響
當前國內(nèi)配電終端設(shè)備取得了很大的進步，能夠?qū)崟r采集電壓、電流、電度、頻率、諧波、頻率、開關(guān)量、故障錄波等電力系統(tǒng)參數(shù)，并能夠支持多種通訊方式，滿足多種組網(wǎng)方式。比如，紅外通信接口、GPRS通信接口、WIFI通訊接口、RS232串口通信接口、RS485通信接口、以太網(wǎng)通信接口、電力線載波通信接口、CAN通信接口。
通信技術(shù)的發(fā)展及分析：電力系統(tǒng)的智能化關(guān)鍵一環(huán)是通信技術(shù)。通信技術(shù)的發(fā)展將制約電力系統(tǒng)的智能化。下面列舉一下目前較為成熟的通信接口技術(shù)。
2.1 RS485通信接口
RS485，工業(yè)上通常采用兩線制組成半雙工網(wǎng)絡(luò)，最高傳輸速率10Mbps，最長通訊距離2公里以內(nèi)，考慮電力現(xiàn)場復(fù)雜環(huán)境以及通訊可靠性，本文推薦使用距離不超過300米。因此這種通信接口在電力系統(tǒng)中只能用于站內(nèi)組網(wǎng)。事實上這種通信接口是目前電力系統(tǒng)終端設(shè)備站內(nèi)組網(wǎng)使用最為普遍的通信物理接口。
2.2 以太網(wǎng)通信接口
以太網(wǎng)目前電力行業(yè)內(nèi)上使用最成熟 的是快速以太網(wǎng)（100Mbit/s）。設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)交換機之間的連線不超過100米。當然若實現(xiàn)站內(nèi)與供電局之間的長距離通信目前一般鋪設(shè)專用光纖或者電力專用電纜。這種通信接口連接到站內(nèi)交換機上進而可實現(xiàn)站內(nèi)組網(wǎng)以及遠距離通信，目前以太網(wǎng)的通信速率可達到10Gbits，但是我們的終端設(shè)備核心處理器大多是1GB以內(nèi)單片機，也就是說以太網(wǎng)速度完全滿足終端設(shè)備的通訊需求。
2.3 GRPS通信接口
GPRS通信依賴于網(wǎng)絡(luò)運營商的信號基站，目前4G速度可以100M以上。這種通信方式主要用于長距離通信。可實現(xiàn)世界任何地方對終端設(shè)備的實時監(jiān)測，監(jiān)控。
2.4 電力線載波通信技術(shù)
電力線載波通訊是利用現(xiàn)有電力線，通過載波方式將模擬信號或者數(shù)字信號進行高速傳輸?shù)募夹g(shù)。由于配變變壓器對電力載波信號具有阻隔作用，因此電力線載波信號只能在一個配變變壓器臺區(qū)范圍內(nèi)進行使用。在電力線空載時，點對點信號可傳輸幾公里，但當電力線上負荷很重時只能傳輸幾十米。所以本文認為在電力系統(tǒng)中不推薦使用電力線載波，當然電力線載波可應(yīng)用于智能家居或者站內(nèi)短距離組網(wǎng)通信。
2.5 WIFI通信接口
WIFI無線通信接口通信速率最高可達11Mbps，通信距離受WIFI發(fā)射接收設(shè)備功率以及使用現(xiàn)場環(huán)境影響，由于站內(nèi)設(shè)備一般為鋼鐵結(jié)構(gòu)，因此WIFI無線在站內(nèi)組網(wǎng)使用會受到限制，但是在終端用戶使用將非常方便，比如用戶可以在WIFI環(huán)境下通過計算機或者手機組態(tài)監(jiān)控用電使用情況，并控制相關(guān)電力設(shè)備動作。
2.6 Can通信接口
Can通信接口與RS485通信接口類似，但速度比RS485通信接口要高，可達到1Mbps，通信距離可達10Km，并且支持全雙工通信。目前can總線大多應(yīng)用于汽車電子中，但在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用還不是那么廣泛。相信不久的將來can總線會越來越多地應(yīng)用于電力系統(tǒng)中。
2.7 其他通信接口
限于篇幅的原因，簡單介紹一下紅外通信、藍牙通信以及RS232串口通信接口。紅外通信在電力系統(tǒng)中，目前應(yīng)用主要是手持設(shè)備與終端設(shè)備的通信，這種通信方式通信距離較短，不能應(yīng)用于站內(nèi)組網(wǎng)。RS232串口通信接口通信距離也在幾十米之內(nèi)，主要應(yīng)用于對設(shè)備的維護，不能應(yīng)用于站內(nèi)組網(wǎng)。藍牙通信在電力系統(tǒng)中應(yīng)用較少，它與WIFI通信一樣，是短距離無線通信。
3 電力系統(tǒng)智能化可行性研究
通信媒介的多樣化，以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高速發(fā)展，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的智能化在硬件技術(shù)上已經(jīng)完全沒有問題。在輸配電終端我們可以通過以上介紹的通信物理接口組成站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)，通過光纖或者通信電纜將信息分享到通用網(wǎng)絡(luò)上，我們就可以通過電腦或者手機在任何地方實現(xiàn)對用電情況的實時監(jiān)測。
4 結(jié)語
通信技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，會將使我們可以聯(lián)網(wǎng)式的控電，供電部門可以根據(jù)用電使用情況通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)合理地調(diào)配用電。終端用戶也可以通過互聯(lián)網(wǎng)實時監(jiān)測自己的用電情況。
[通信技術(shù)對電力系統(tǒng)智能化發(fā)展的研究論文]
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