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    配电自动化无线公网通信可用性分析与保障


    发表时间 2015-12-22 09:08   浏览次数(2377)


    转载自:北极星智能电网在线  原标题:配电自动化无线公网通信可用性分析与保障


    北极星智能电网在线讯:本文从配电自动化无线公网建设模式、应用环境、技术特点上对其可用性进行分析,提出了一种综合分析方法及相应评估指标;结合影响可用性的主要因素,提出了一些保障措施来提高无线公网通信的可用性。


    目前,无线公网通信技术在配电自动化中应用范围较广,其具有投入成本低、覆盖范围广、实施方便等特点,能较好的应用于对通信可靠性要求不高、非“三遥”设备和光纤难以铺设的场合。目前衡量无线公网的通信可用性一般使用终端在线率指标,但其具有一定的局限性,因为终端在线率受系统、终端、通信模块和运营商网络等诸多方面影响。


    一、无线公网通信技术特点概述


    配电通信网是配电自动化系统的重要组成部分,配电网运行状态的监视、控制和故障处理都依赖通信网来实现,目前,采用以太网无源光网络(EPON)技术无疑是一个比较好的选择,但是由于城市建设和电力线路规划的原因,存在光缆施工困难等因素,因此考虑采用无线通信方案来实现配电自动化数据采集。


    另外,随着灾难应急、移动抢修等需求的提出,无线公网通信因其部署迅速、覆盖率高、不受地域限制等特点,在配电自动化中的应用越来越多,无线专网由于建设复杂、投入成本大等原因,有一些试点应用但还没有大范围建设。


    虽然无线公网通信方案优势明显,但同样存在一些缺点:通信延迟较大、通信稳定性差,因此在采用无线公网通信时,一方面不能仅仅以配电终端在线率衡量无线通信的可用性,而应该看无线通信是否满足配电自动化功能实现对通信的要求;另外一方面需合理制定方案,采取相应保障措施,提高无线公网通信的可用性。


    二、无线公网通信在配电网中的应用


    无线公网分为公用方式和虚拟专用网络(VPN)方式。利用公用网络传输的安全性较差,容易受到外网的攻击,一般采用VPN方式。VPN方式是移动运营商在内部网络中为电力公司构建一个虚拟的专网,该专网拥有自己私有的网络名称,以区别公网的CMNET接入点。同样,不是该网络的SIM卡终端,即非注册用户,登录运营商网络后,是无法穿过虚拟通道访问VPN专网的。在电力公司设立一套无线公网通信的中心端,通过路由器、防火墙等设备,经IP专线连接到移动运营商的网络,通过移动运营商内部数据隧道,无线终端就可以与数据中心端建立网络通信。其中GPRS通信数据流见图1。

         


       

    图1无线公网GPRS通信数据流


    在GPRS网络模型中,配电自动化系统的远方智能终端(DTU、FTU等)通过GPRS无线通信连接到移动运营商内部GPRS网络,使用专用的接入点建立连接,通过身份认证后获得无线DDN网络的私有IP地址,与主站系统构成了一个广域的虚

    拟专用TCP/IP网络,从而提供了远方监控单元与主站系统的双向通信链路,实现通信功能。图2所示为配电通信GPRS网络模型。

    图2配电通信GPRS网络模型


    三、无线公网通信可用性分析


    无线通信常见问题分析


    无线公网通信虽然具有很突出的优势,在配电自动化系统中得到很好的应用,绝大部分终端通信功能运行可靠,在线率和可用性很高,满足配电自动化应用要求,但在运行过程中,个别站点还是存在一些问题,主要有如下几方面:


    (1)网络延时不稳定性问题。


    由于无线公网通信自身的特点,存在高延迟、延迟离散现象,对采用无线公网通信的配电终端数据采集,主站和终端的规约设置必须很好的匹配。现在一般采用国标101规约,通信双方在判断链路异常、帧超时、发送间隔等参数方面,需要考虑到信息延迟造成的影响,否则容易造成链路错位、答非所问的现象,影响到数据采集功能。


    (2)无线信号覆盖问题。


    无线公网是由移动运营商建立的商用网络,兼具语音、数据等业务,不是为电力行业等客户特定建设,信号覆盖存在盲区,特别是城市高楼林立也会对信号产生影响,地下室等特定场合很难覆盖,而配电自动化终端的安装位置往往处于无线信号覆盖较差的区域,造成无线通信链路建立不成功,影响了数据采集功能。


    (3)故障定位问题。


    由于无线公网通信涉及的环节较多,包括SIM卡、无线模块、移动无线网络、运营商内部链路及配置、供电公司接入网络及设备、安全设备、无线数采计算机等,在出现通信故障时,涉及到移动运营商部分的问题,难以定位,在应用中存在移动运营商内部出现问题的现象,如分配的IP地址重复、SIM卡未开通等问题。


    (4)通信可靠性问题。


    由于通信的环节涉及无线空中传输环节,信号受到影响或延迟时间过长,会造成信息丢包问题,具体表现为网络断开无线数采或终端检测不到、包的重复等,影响到通信数据正常传输。


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