无线网络在变电站自动化中应用

无人值守变电站

第)’卷第%期B))$$’年%月

电力自动化设备

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无线网络在变电站自动化中应用

颜

俊"刘

沛"苗世洪

&华中科技大学电气与电子工程学院"湖北武汉%/!!B%’

摘要(*+,-.网络是一种没有控制中心#无需预设网络设施的多跳无线网络!同传统有中心网络相比"*+,-.网络具有安装简单#组网灵活#健壮性等特点"正被广泛应用到许多领域!介绍了*+,-.网络的特点"提出了一种基于*+,-.网络技术的变电站无线网络方案"论述无线*+,-.网络应用于变电站自动化系统的可行性"描述了变电站*+,-.无线网络的网络结构及其路由协议的使用!该设计可作为现有变电站通信网络的补充"扩展现有通信网络的功能"提高变电站自动化通信水平!关键词(*+,-.网络)无线通信)变电站自动化中图分类号("5BA

文献标识码(C

文章编号(#$$%&%$’(&)$$’’$%&$$B)&!/无线网络!在*+,-.网络中"节点具有报文转发能力"节点间的通信可以通过多个中间节点转发!

!引言

变电站通信网络是变电站自动化得以实现的关键!随着智能型一次设备在电力系统中的使用"变电站自动化水平有了很大提高"但这也对变电站自动化通信网络提出了更高要求"有必要对现有变电站自动化网络通信系统进行扩展!目前"变电站自动化数据通信网大多采用"#$%&’串口传输#现场总线或以太网"它们的通信介质都是有线的"都要受到布线的限制!线路的布置和更改都不容易"网络的升级#扩展不方便"安装维护也很复杂$(")%!此外"现有站内通信网络的覆盖范围有限"对一些室外设备&如遥视装置’的通信还没有很好的方法!随着无线通信技术的发展和无线设备的成熟"可以采用无线网络扩展现有的变电站自动化通信网络!

无线网络按网络结构可分为有中心无线网络和*+,-.网络!有中心的无线网络需要预设网络设施才能运行"安装维护复杂"运行成本较高!*+,-.网络是一种无中心的无线网络"它不需要预设的网络设施就可以自动组网运行!关于*+,-.网络技术的研究源于军事通信的需要"前身是分组无线网!研究的目的是提供一种在战场环境下可以快速自动组网的无线网络!与有中心无线网络相比"*+,-.网络具有很大的灵活性"可以提高网络服务质量$/0’%!本文详细介绍了*+,-.网络"结合变电站自动化系统通信的特点"提出了将*+,-.网络应用到变电站自动化中的方案"并进行了变电站*+,-.网络应用的相关问题讨论!

*+,-.网络既可以单独运行"也可以通过网关接入到有线网络!*+,-.网络具有%个特点$’%!

!"无中心(网络没有固定#严格的控制中心"所

有节点在网络中的地位是平等的"节点可以自由的加入和退出!

#"自组织(节点通过分布式算法和分层协议协

调自己的行为"无需预设控制中心就可以自动组成一个独立网络!

$"多跳路由(节点具有报文转发能力"两个不

能直接通信的节点可以通过多个中间节点的转发通信"多跳的实现无需专门的路由器!

%"动态拓扑(网络中的节点可以移动#加入和

退出网络"这使得网络的拓扑结构随时发生变化!

图(给出了*+,-.网络和传统单跳网络的模型!

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&*’传统单跳网络源节点

目的节点

&@’*+,-.网络路由节点

其他节点

图(*+,-.网络及传统单跳网络模型

1234(5-+678-9*+,-.:6;<-=>*:+

;=*+2;2-:*782:376!,-?:6;<-=>

(无线*+,-.网络介绍

*+,-.网络是由独立节点组成"没有固定的中

为了更好地比较两者的差别"*+,-.网络模型和单跳网络模型中节点数量#位置#源节点和目的节点以及使用的信道资源都相同!在*+,-.网络中节点(发出的报文通过路由节点)"/的转发到达目的节点%!在单跳网络中"节点(直接将报文发送到节!央管理节点"所有节点地位相等"分布式运行的多跳

()$$%

无人值守变电站

第"期颜俊!等%无线网络在变电站自动化中应用

I3

在使用同一个通信频率的情况下!当节点!向节点"发送分组时!单跳网络内的其他节点通信会受到影响!而#$%&’网络内的节点!只要在信号覆盖范围外!通信不受影响"所以#$%&’网络可以减少信道冲突!提高信道的时间空间利用率"

如果节点!是单跳网络中的中心节点!那么当节点!出现故障时!整个网络的通信将瘫痪"而在#$%&’网络中!没有中心节点!且存在多条数据传输路径"当节点(出现故障时!节点!可以选择路径!!)!*!"将数据传送到节点""可见#$%&’网络具有健壮性"

#$%&’网络采用多跳方式传输数据!因此同单跳网络相比!每个节点的信号发射功率都低的多"文献#)$指出!对于相同的距离!通过!段较小的链路转发数据所耗费的传输功率近似为通过一段较长的链路传输所需功率的+!!"由此可见!#$%&’网络与普通无线网络相比!还可以降低无线信号发射功率"

输数据!避免了有中心网络中由于控制中心故障导致的网络整体瘫痪!大大提高了网络的可靠性"

3

38+

变电站#$%&’网络应用方案

方案设计

根据目前变电站自动化的现状!本文认为可以把#$%&’无线网络作为现有有线网络的扩展和补充!图,为方案示意图"

图,变电站#$%&’网络方案

,应用于变电站自动化的可行性

=0>8(?%@#$%&’A@1B&C.2’%@D@E&C2F/21#10&A

无线通信技术同现有的有线通信技术相比!有以下优点%

!"具有移动性!没有通信线缆的限制!通信终端可以在通信区域内自由移动或随意布置&

#"组网快速灵活!安装无线通信系统避免了安装有线网时挖掘电缆沟!铺设电缆的繁琐工作!减轻了施工量&

$"覆盖面积广!无线通信可以遍及有线通信可以到达的区域!还可以在不方便使用有线网的地方实现数据通信&

%"扩展能力强!无线通信可以组成多种拓扑结构!十分容易扩展节点"

变电站自动化通信网络对数据传输速率有严格的要求"一般设备层与间隔层之间的传输速率为,)-./01!2!间隔层内的传输速率为+3-4/01!2!间隔层与变电站层之间的传输速率为+--./01!2"采用56667-(8++无线传输标准作为数据链路层协议的#$%&’网络可以工作在不需许可的,8"9:;频段!数据传输速率可达到,4/01!2"如果采用56667-,8++的其他后续标准!传输速率将会更高"可见#$%&’网络的传输速率完全能够满足要求"

变电站自动化系统对通信的可靠性要求很高!在强电磁干扰环境下工作的无线通信系统!可靠性问题尤为突出"除了提高无线通信的差错处理能力外!健壮的网络结构对提高数据传输的可靠性也很重要"#$%&’网络通过采用56667-,8++无线传输标准可有效降低传输误码率"更重要的是!#$%&’网络本身具有健壮性"本文前面介绍到#$%&’网

’’!所以当某!变电站#$%&’网络节点可分为3种&qu …… 此处隐藏：6744字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……