近距離通訊技術在變電站自動化管理系統中應用分析

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

　　王磊; 唐磊; 黃力; 朱皓， 電工材料 發表時間：2021-10-20

　　關鍵詞：近場通訊技術;變電站;自動化管理系統

　　引言

　　隨著我國通訊科技和計算機技術的不斷發展，對于近距離無線通訊技術的研究也取得了一定的成果。相比于傳統的有線傳輸，無線接入的方式在傳輸數據時有更強的靈活性，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在機動性和可靠性等方面都比傳統通訊技術更高，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有線傳輸。需要從多個方面進行分析和研究，選擇合適的解決方式提高無線傳輸的安全性和有效性，才能夠將近距離無線通訊系統合理地運用在變電站的自動化管理系統中，以此提高變電站的工作效率。

　　1 近距離通訊技術的基本概念

　　目前在生產生活中應用最多的近距離無線通訊技術是藍牙(Bluetooth),RFID和紅外數據傳輸(Ir‐ DA) [2] 。它們都有獨特的優勢，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 近距離通訊技術在變電站自動化管理系統中的重要性

　　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之間進行數據傳輸，但是在解決數據傳輸問題的同時也給變電站的設備管理和維護造成麻煩，有線傳輸的線材會導致變電站的電力設備內部的電路和絕緣設計難度提高，以及在特定的高溫環境下和地震等特殊場合無法工作等問題，其本身的設備線材及工程成本也比較高。其次有線傳輸的線材在日常使用過程中也容易損壞，如果通訊線路中的節點變動，變電站內的線材的排布也要隨之改變，而因為變電站內往往線路眾多，其本身的布線和改線已經成為一個十分嚴重的問題。如果采用近距離無線傳輸技術將會使變電站數據傳輸的成本大大降低，同時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的檢測和控制設備之間采用近距離無線傳輸技術，實現檢測和控制設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濟和人力成本的問題。而且如果相關電力設備進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幾乎沒有影響，各個設備以及通訊系統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在自動化管理系統中的應用

　　RFID是一種具有遠距離讀取、儲存量較高等特點的近距離通訊技術[5] 。在變電站的巡檢系統中 RFID有著重要的作用，可以幫助巡檢系統實現通過對設備條碼的掃描和錯誤記錄，實現各個設備的控制管理。RFID因為有著較高的儲存容量，可以實現實時的查詢功能，并且可通過遠距離總控系統進行詳細的控制操作，還可以靈活地控制巡查系統的巡查線路。RFID 本身所具有的性能特點眾多，包括：(1)可以進行快速掃描，同時掃描并處理多個標簽信息;(2)設備體型較小，種類豐富;(3)壽命長和抗污染能力強;(4)RFID的標簽條碼可以重復利用，可反復修改和讀取標簽內的信息，方便后續工作的內容更新;(5)識別能力具有優秀的穿透性，可以做到無障礙閱讀;(6)儲存內容可以設置密碼保護，不容易被更改或丟失，安全性較高。所以 RFID 在巡檢系統中的應用，是變電站基本安全和運行的保障，對整個供電系統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的建設過程中，RFID在監管系統中的應用是其自動化信息化建設的重要組成部分，相較于傳統的人工巡檢有著不可忽視的優勢。盡管如此，但是其依然有著寬廣的發展空間，所以要進一步加強對于近距離傳輸技術的應用研究，以利用全新的技術推動變電站的全自動化控制系統的建設。

　　藍牙是應用范圍最廣的近距離無線傳輸技術之一。藍牙技術相對成熟，整體設備體積小，功耗小，具有一定的抗干擾能力，做為近距離無線通訊技術有著廣闊的發展前景。如果將藍牙技術運用在變電站的自動化管理系統上，能夠更好地提高自動化管理系統在實際生產生活中的應用能力[6] 。但是變電站設備的內部環境十分殘酷，除了隨時可能發生的震動現象以及濕度和溫度的改變，還有十分嚴重的電磁干擾。為了保證藍牙設備的正常運行，必須使設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。因為藍牙設備的工作電壓較低，信號較弱，如果不能有效地解決這些問題，很可能會使無線藍牙設備產生故障甚至失靈，對變電站的具體工作造成損失。所以對于藍牙設備在變電站的實地使用測試及相關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。如果藍牙設備能夠在變電站的設備中長時間地運行，并且通訊情況良好，藍牙設備經得住實際環境的考驗，那么藍牙設備具有符合實際要求的 EMC能力。除此之外，更好的硬件設備和軟件協議的完善，也能夠幫助增加藍牙設備的穩定性和可靠性，有利于藍牙設備在變電站中的實際應用。

　　總之，藍牙設備還需要進行一定的改進才能完全適應變電廠的實際環境，或是滿足實際設備的使用需求。近距離無線傳輸技術相比于有線傳輸技術更加靈活方便，其集成度也比較高，因此在大量數據的傳遞過程中，相比傳統有線傳輸，無線傳輸的成本更低以及具有更高的可控制性，最重要的是可以擺脫有線介質，使得變電站設備的維護和安裝成本減少。所以近距離傳輸技術在變電站自動化控制系統中具有樂觀的應用前景。