近距離通訊技術(shù)在變電站自動化管理系統(tǒng)中應(yīng)用分析

　　摘要：近距離通訊技術(shù)在變電站全自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用已成為一種趨勢，這對于變電站的通訊系統(tǒng)的分析及研究越來越重要。

　　王磊; 唐磊; 黃力; 朱皓， 電工材料 發(fā)表時間：2021-10-20

　　關(guān)鍵詞：近場通訊技術(shù);變電站;自動化管理系統(tǒng)

　　引言

　　隨著我國通訊科技和計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，對于近距離無線通訊技術(shù)的研究也取得了一定的成果。相比于傳統(tǒng)的有線傳輸，無線接入的方式在傳輸數(shù)據(jù)時有更強(qiáng)的靈活性，并且不受地形與時間的影響[1] 。雖然目前短距離無線通訊技術(shù)在機(jī)動性和可靠性等方面都比傳統(tǒng)通訊技術(shù)更高，但是其本身依然存在一定的缺點，比如在傳輸過程中更容易受到干擾和攔截，會導(dǎo)致信息在傳輸過程中損壞或丟失，因此其安全性和保密性能不如傳統(tǒng)有線傳輸。需要從多個方面進(jìn)行分析和研究，選擇合適的解決方式提高無線傳輸?shù)陌踩院陀行裕拍軌驅(qū)⒔嚯x無線通訊系統(tǒng)合理地運用在變電站的自動化管理系統(tǒng)中，以此提高變電站的工作效率。

　　1 近距離通訊技術(shù)的基本概念

　　目前在生產(chǎn)生活中應(yīng)用最多的近距離無線通訊技術(shù)是藍(lán)牙(Bluetooth),RFID和紅外數(shù)據(jù)傳輸(Ir‐ DA) [2] 。它們都有獨特的優(yōu)勢，或可以滿足對于帶寬、傳輸速率、傳輸距離等獨特的要求，或有著優(yōu)秀的拓展性和豐富的功能，或可以滿足特定情況下特別的要求，但是因為它們之間具有差異性，沒有一種技術(shù)可以滿足所有的實際需求，所以對其合理利用才能使它們自身的特點最大化[3] 。

　　2 近距離通訊技術(shù)在變電站自動化管理系統(tǒng)中的重要性

　　目前有線傳輸被廣泛運用在變電站的通訊與自動化控制系統(tǒng)中，比如RS232傳輸以及CAN總線等都采用有線傳輸。雖然有線傳輸可以幫助變電站各個系統(tǒng)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，但是在解決數(shù)據(jù)傳輸問題的同時也給變電站的設(shè)備管理和維護(hù)造成麻煩，有線傳輸?shù)木€材會導(dǎo)致變電站的電力設(shè)備內(nèi)部的電路和絕緣設(shè)計難度提高，以及在特定的高溫環(huán)境下和地震等特殊場合無法工作等問題，其本身的設(shè)備線材及工程成本也比較高。其次有線傳輸?shù)木€材在日常使用過程中也容易損壞，如果通訊線路中的節(jié)點變動，變電站內(nèi)的線材的排布也要隨之改變，而因為變電站內(nèi)往往線路眾多，其本身的布線和改線已經(jīng)成為一個十分嚴(yán)重的問題。如果采用近距離無線傳輸技術(shù)將會使變電站數(shù)據(jù)傳輸?shù)某杀敬蟠蠼档停瑫r也能極大地提高工作效率。

　　與有線傳輸相比，如果能夠在變電站的各種電力系統(tǒng)的檢測和控制設(shè)備之間采用近距離無線傳輸技術(shù)，實現(xiàn)檢測和控制設(shè)備相互間或者與總控制臺之間的無線通訊，那么將會從根本上解決線路的排線布線所造成的經(jīng)濟(jì)和人力成本的問題。而且如果相關(guān)電力設(shè)備進(jìn)行檢測或者維修時需要暫時或者永久的線路改動，對于整個近距離無線傳輸系統(tǒng)幾乎沒有影響，各個設(shè)備以及通訊系統(tǒng)不需要做出大的變動就可以正常運行[4] 。

　　3 實際近距離通訊技術(shù)在自動化管理系統(tǒng)中的應(yīng)用

　　RFID是一種具有遠(yuǎn)距離讀取、儲存量較高等特點的近距離通訊技術(shù)[5] 。在變電站的巡檢系統(tǒng)中 RFID有著重要的作用，可以幫助巡檢系統(tǒng)實現(xiàn)通過對設(shè)備條碼的掃描和錯誤記錄，實現(xiàn)各個設(shè)備的控制管理。RFID因為有著較高的儲存容量，可以實現(xiàn)實時的查詢功能，并且可通過遠(yuǎn)距離總控系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的控制操作，還可以靈活地控制巡查系統(tǒng)的巡查線路。RFID 本身所具有的性能特點眾多，包括：(1)可以進(jìn)行快速掃描，同時掃描并處理多個標(biāo)簽信息;(2)設(shè)備體型較小，種類豐富;(3)壽命長和抗污染能力強(qiáng);(4)RFID的標(biāo)簽條碼可以重復(fù)利用，可反復(fù)修改和讀取標(biāo)簽內(nèi)的信息，方便后續(xù)工作的內(nèi)容更新;(5)識別能力具有優(yōu)秀的穿透性，可以做到無障礙閱讀;(6)儲存內(nèi)容可以設(shè)置密碼保護(hù)，不容易被更改或丟失，安全性較高。所以 RFID 在巡檢系統(tǒng)中的應(yīng)用，是變電站基本安全和運行的保障，對整個供電系統(tǒng)的良好工作都起到了重要的作用。在變電站自動化控制系統(tǒng)的建設(shè)過程中，RFID在監(jiān)管系統(tǒng)中的應(yīng)用是其自動化信息化建設(shè)的重要組成部分，相較于傳統(tǒng)的人工巡檢有著不可忽視的優(yōu)勢。盡管如此，但是其依然有著寬廣的發(fā)展空間，所以要進(jìn)一步加強(qiáng)對于近距離傳輸技術(shù)的應(yīng)用研究，以利用全新的技術(shù)推動變電站的全自動化控制系統(tǒng)的建設(shè)。

　　藍(lán)牙是應(yīng)用范圍最廣的近距離無線傳輸技術(shù)之一。藍(lán)牙技術(shù)相對成熟，整體設(shè)備體積小，功耗小，具有一定的抗干擾能力，做為近距離無線通訊技術(shù)有著廣闊的發(fā)展前景。如果將藍(lán)牙技術(shù)運用在變電站的自動化管理系統(tǒng)上，能夠更好地提高自動化管理系統(tǒng)在實際生產(chǎn)生活中的應(yīng)用能力[6] 。但是變電站設(shè)備的內(nèi)部環(huán)境十分殘酷，除了隨時可能發(fā)生的震動現(xiàn)象以及濕度和溫度的改變，還有十分嚴(yán)重的電磁干擾。為了保證藍(lán)牙設(shè)備的正常運行，必須使設(shè)備具有一定的抗沖擊能力和防潮性能，同時也要具備一定的抗電磁干擾性。因為藍(lán)牙設(shè)備的工作電壓較低，信號較弱，如果不能有效地解決這些問題，很可能會使無線藍(lán)牙設(shè)備產(chǎn)生故障甚至失靈，對變電站的具體工作造成損失。所以對于藍(lán)牙設(shè)備在變電站的實地使用測試及相關(guān)的研究和記錄是十分重要的，這也是投入使用前的必要流程。如果藍(lán)牙設(shè)備能夠在變電站的設(shè)備中長時間地運行，并且通訊情況良好，藍(lán)牙設(shè)備經(jīng)得住實際環(huán)境的考驗，那么藍(lán)牙設(shè)備具有符合實際要求的 EMC能力。除此之外，更好的硬件設(shè)備和軟件協(xié)議的完善，也能夠幫助增加藍(lán)牙設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性，有利于藍(lán)牙設(shè)備在變電站中的實際應(yīng)用。

　　總之，藍(lán)牙設(shè)備還需要進(jìn)行一定的改進(jìn)才能完全適應(yīng)變電廠的實際環(huán)境，或是滿足實際設(shè)備的使用需求。近距離無線傳輸技術(shù)相比于有線傳輸技術(shù)更加靈活方便，其集成度也比較高，因此在大量數(shù)據(jù)的傳遞過程中，相比傳統(tǒng)有線傳輸，無線傳輸?shù)某杀靖鸵约熬哂懈叩目煽刂菩裕钪匾氖强梢詳[脫有線介質(zhì)，使得變電站設(shè)備的維護(hù)和安裝成本減少。所以近距離傳輸技術(shù)在變電站自動化控制系統(tǒng)中具有樂觀的應(yīng)用前景。