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電力百科：電網通信技術重點分析

發布日期：2022-10-21 點擊率：68

DQZHAN技術訊:電力百科：電網通信技術重點分析
1. 現階段我國電網發展的重點：大區電網互聯和城市電網、農村電網的改造。
2. 電力通信網以光纖、微波以及衛星電路組成主干網，以數字程控交換機組成國內聯網的電話交換網。電力通信網發展方向：大力建設光纖網絡，大力發展Internet技術，發展PLC，發展IP電話作為業務應用，急需注意的是優化網絡結構，建設完善數據通信網絡，逐步向綜合業務的多媒體網絡演進。
3. 我國電力專用通信網包括：微波通信、載波通信、衛星通信、光纖通信和移動通信在內的覆蓋國內電網的多種類、功能齊全的通信網絡。在地方電網，電力通信網目前已基本建成了光纖通信、微波通信為主，電力線載波通信等其他通信方式為輔的通信傳遞網絡結構。 4. 國家電力數據網分為三級：國調到各大區網調及直屬省調的數據網絡為**級網絡;網調到各所屬省調及直屬地調的網絡為**級網絡;省內數據網絡為第三級網絡。
5. 電力系統通信的目標：建立一個語音、數據、圖象、多媒體合一的電力系統通信網絡和將業務數據化、智能化、個人化、寬帶化的綜合業務網絡。電力系統通信的特點：較高的可靠性和靈活性;傳輸信息量少但種類復雜、實時性強;具有很大的“耐沖擊”性;網絡結構復雜;通信范圍點多面廣;無人值守機房居多。電力系統通信網*重要特點：高度的可靠性和實時性。
6. 電力通信系統應形成以光纖為媒質的寬帶、高速通信主網架，以微波為媒質的基礎備份通信網架，初步形成以SDH、ATM和IP技術相結合的交換傳輸通信網絡結構。
7. 電力系統光纖通信的特點：大力使用電力特種光纜。電力特種光纜優點：經濟可靠;指標要求。ADSS：全介質自承式光纜;優點：良好經濟性，建設靈活性，維護方便性，較強抗沖擊性。OPGW：架空地線復合光纜，將通信光纜和高壓輸電線上的架空地線結合成一個整體，成為多功能架空地線，適用于新建線路。電力系統中，新建220KV及以上電壓等級輸電線路使用OPGW光纜;35KV及110KV輸電線路選用ADSS光纜，ADSS還適用于已建輸電線路;10KV輸電線路選用普通架空光纜。
8. 電網**穩定運行的三大支柱：電力通信，電力系統自動化，電網**穩定控制系統。電力通信又是電網**穩定控制系統、調度自動化的基礎。
9. 通信按傳統的理解就是信息的傳輸與交換。通信傳輸的消息分為兩類：離散消息(數字消息)和連續消息(模擬信號)。為傳遞消息，須將消息轉換成電信號，二者件必須建立單一的對應關系。信號：數字信號(電信號的參量離散取值)，模擬信號(參量連續取值)。通信系統可由之分為：數字通信系統，模擬通信系統。
10. 將原始電信號變換成其頻帶適合信道傳輸的信號，并在接收端進行反變換，這種變換和反變換成為調制或解調。經過調制后的信號稱為已調信號，其基本特征：攜帶有信息;適應在信道中傳輸。原始電信號又稱基帶信號，已調信號又稱頻帶信號。
11. 通信系統按信號復用方式分為：頻分復用，時分復用，碼分復用。復用：一種將若干個彼此獨立的信號合并為一個可以在同一行道上傳輸的復合信號的方法。頻分多路復用：在物理信道能提供比單路原始信號寬得多的帶寬時，將總帶寬分割成若干個和傳輸單路信號貸款相同的子信道，每個子信道傳輸一路信號。頻分復用優點：信道復用率高，容許復用的路數多，分路方便;缺點：設備生產復雜，易產生路間干擾。時分復用：借助“把時間幀劃分成若干時隙和各路信號占有各自時隙”的方式來實現在同一信道上傳輸多路信號。
12. 點對點通信，按消息傳送的方向與時間關系，通信方式分為：單工通信(消息只能單方向傳輸)，半雙工通信(雙方都能收發，但不能同時收發)，全雙工通信(雙方都能同時收發)。
13. 數字通信中，按數字信號碼元排列方式不同，有串序傳輸(碼元序列按時間順序依次在信道中傳輸)和并序傳輸(碼元序列分割為兩路或以上路的數字信號碼無序列同時在信道中傳輸)。
14. 信道是信號的傳輸媒質，分為：有線信道與無線信道。有線信道包括：明線(平行而互相絕緣的架空裸線線路，優點為傳輸損耗低，但易受氣候影響，對噪聲干擾敏感)、對稱電纜(在同一保護套內有許多相對互相絕緣的雙導線的傳輸媒質，特點為傳輸損耗較大，但傳輸特性穩定)、同軸電纜及光纜。無線信道包括：地波傳播、短波電離層反射、超短波或微波視距中繼、人造衛星中繼及各種散射信道。光纖信道：以光導纖維為傳輸媒質，光波為載波;優點：損耗低、頻帶寬、線徑細、重量輕、可彎曲半徑小、不怕腐蝕、節省有色金屬、不受電磁干擾。
15. 傳輸速率：以碼元傳輸速率來衡量;碼元傳輸速率：又稱碼元速率或傳碼率，定義為每秒鐘傳送碼元的數目，單位為“波特”，符號為“B”。
16. 差錯率：衡量系統正常工作時，傳輸信息可靠程度的重要指標，有兩種表述方式：誤碼率和誤信率。誤碼率：錯誤接受的碼元數在傳送總碼元數中所占比例，或碼元在傳輸系統中被傳錯的概率。誤信率：又稱誤比特率，錯誤接受的信息量在傳送信息總量中所占比例，或碼元的信息量在傳輸系統中被丟失的概率。通常，誤信率 < 誤碼率。
17. 調制：按調制信號(基帶信號)的變化規律去改變載波某些參數的過程。調制分為：模擬調制和數字調制。調制的載波分為：正弦型信號載波，脈沖串或一組數字信號載波。常見的模—數變換可以看成是一種脈沖串作為載波的數字調制，又稱脈沖編碼調制(PCM，將模擬信號的抽樣量化值變換成代碼)。
18. 模擬調制：調幅(AM)，調頻(FM)，調相(PM)。后兩者統稱角度調制。
19. 正弦載波數字調制：**移相方式：以載波的不同相位直接去表示相應數字信息的相位鍵控。相對移相方式(2DPSK)：利用前后相鄰碼元的相對載波相位值去表示數字信息的方式。
20. 抽樣定理：一個頻帶限制在(0，fH)赫內的時間連續信號m(t)，如果以T≤1/2fHs的間隔對它進行等間隔抽樣，則m(t)將被所得到的抽樣值完全確定。
21. 編碼：把量化后的信號變換成代碼;譯碼：編碼的相反過程。
22. 多址通信：在同一通信網內各個通信臺、站共用同一指定射頻信道，進行互相的多邊通信的通信系統。多路復用通信：一個站內的多路低頻信號，在群頻信道上的復用，在接收端用低通濾波器分開，以實現兩個臺、站之間，雙邊點對點的多用戶通信。 23. 碼分多址(CDMA)：將不同的波形信號，以同一頻率發射出去，各站的接收是根據相應的信號波形分離出自己需要的信號。擴展頻譜技術：碼分多址中*常用技術，所用帶寬遠大于發送信息所需要的帶寬。
24. 交換技術分為：電路交換和分組交換。電路交換優點：透明性;缺點：低效性。分組交換優點：線路效率高;可執行數據速率轉換;交通負載很重時，分組仍然被接受，但投遞延遲增加;可使用優先級;提高交換速度。
25. 載波通信原理：為避免各路信號互相混淆，應將相同頻率范圍的各個話音信號進行頻率變換，把他們搬移到各個不同的頻率位置，然后再用同一對線路傳輸。由于各路信號的傳輸頻率不同，在同一線路上傳輸就互不干擾，在接收端可以用濾波器將不同頻率位置的信號區分出來再進行頻率變換，還原出原始的各個語音信號。
26. 變頻后的輸出信號中產生了上邊帶和下邊帶。單邊帶傳輸制：任選一個邊帶傳輸而將另一個邊帶去除的方式;雙邊帶傳輸制：把載頻和上下邊帶都傳輸的方式。
27. 復合式載波設備：或稱多功能載波機，具有同時傳輸話音、遠動和保護信號的電力線載波設備。
28. 微波：頻率在300MHz——300GHz范圍內的電磁波。只能在大氣對流層中傳播，繞射能力很弱。微波通信：利用微波頻段的無線電波傳遞信息的無線通信方式。微波通信方式：微波中繼通信，微波散射通信，衛星通信，激光通信。微波中繼通信特點：微波頻段占有頻帶很寬，可容納更多無線電設備工作;微波收發信機的通頻帶很寬，可容納更多的話路工作;在微波頻段，受外部干擾影響小，提高傳輸質量;受惡劣氣象影響小，提高微波通信穩定性;采用高增益定向天線，降低發信機的輸出功率，簡化結構;微波射束在視距范圍內直線定向傳播，保密性高。
29. 移動通信：通信的一方或雙方是在移動中實現通信的通信方式。
30. 光纖通信優點：光波頻率高，可供利用的頻帶很寬;損耗低，可增加通信距離;抗電磁干擾能力強;光纖內傳播的光能不會向外輻射，防**，防串擾;對每一頻率成分的損耗幾乎一樣，簡化均衡措施;光纖是絕緣體，沒有電位差和接地問題，抗核輻射;材料是石英，來源豐富;重量輕，便于敷設和架設。
31. 光纜基本結構：光線芯線(經過涂覆的光纖)，護套(對已形成纜的光線芯線進行保護)，加強部件。
32. 光纖通信系統光源：半導體激光器，半導體發光二極管。長距離光纖通信系統光源要用較強光功率的半導體激光器，高速率的系統也是用此類激光器。發光二極管特點：發出的光是熒光;線性好，適合模擬調制;受溫度影響小，可靠性高;發出的光譜較寬;制造方便，價格便宜;功率小，方向性差，主要用于短距離光纖通信。
33. 光電檢測器：PIN光電二極管，APD光電二極管，PIN-FET集成組件。
34. 光接收機作用：將經光纖傳輸后幅度被衰減、波形被展寬的微弱光信號轉變為電信號，并進行放大處理，和恢復為原來的信號。
35. 光的調制：把隨話音變化的電信號加到光上，使光隨話音變化而以一定規律變化的過程。調制后的光束就是光信號。光的調制有兩種方法：直接調制(把電信號直接加到光源上，光源就可以發出隨信號強弱變化的光信號)，外調制(也叫間接調制，當光從光源射出后，在其傳輸通道上被一只調制器調制)。目前的光纖通信系統都是直接強度調制系統。
36. 準同步數字系列(PDH)缺點：a 北美、西歐和亞洲采用的數字系列互不兼容，使國際電信網的建立及網絡的運營、管理和維護變得復雜和困難;b 各種復用系列都有其相應的幀結構，沒有足夠的開銷比特，是網絡設計缺乏靈活性，不能適應電信網絡不斷擴大，技術不斷更新的要求;c 由于低速率信號插入到高速率信號，或從高速率信號分出，都必須逐級進行，不能直接分插，因而復接/分接設備結構復雜，上下話路價格昂貴。
37. 同步數字系列(SDH)特點：a 采用世界統一的標準傳輸速率等級;b 各網絡單元的光接口有嚴格的標準規范;c 在PDH幀結構中，豐富的開銷比特用于網絡的運行、維護和管理，便于實現性能檢測、故障檢測和定位、故障報告等管理功能;d 采用數字同步復用技術，簡化了復接分接的實現設備，復接分出不必逐級進行;e 采用數字交叉連接設備DXC，提高了資源利用率，增強了網絡的抗毀性和可靠性。
38. SDH自愈網：網絡的某些局部區段失效時，無需人為干預，就能自動選擇替代路由，而重新配置業務并建立通信的網絡。
39. 電力調度自動化系統組成模式：遠方采集處理數據子站+傳輸+系統主站。遠方采集處理數據子站分為：傳統RTU和綜合自動化設備。
40. SCADA系統：全名為數據采集與監視控制系統，是電能量管理系統EMS的一個*重要的子系統，有著信息完整、提高效率、正確掌握系統運行狀態、加快決策、能幫助快速診斷出系統故障狀態等優勢;對提高電網運行可靠性、**性和經濟效益，減輕調度員負擔，實現電力調度自動化與現代化，提高調度效率和水平等方面有重大作用。SCADA結構上分為：前置通信子系統，SCADA應用子系統;前者主要由前置機(通信處理機)、通道調制解調器等組成;后者主要由后臺處理機(SCADA節點機)、服務器、各工作站等組成。通信前置處理機：專為處理大量遠程數據通訊而設計的設備，主要作為遠動數據通道接口，擴大遠程I/O容量，完成數據的發送、接收及數據的預處理。后臺處理主機：是整個監控系統核心，運行著實時數據庫，擔負著數據處理、警報發布等功能，大部分調度監控系統對其采用雙重配置，冗余結構，互為備用。
41. EMS：電能量管理系統，是一套為電力系統控制中心提供數據采集、監視、控制和優化，以及為電力市場提供交易計劃**分析服務的計算機軟硬件系統的總稱，也可以說是現代電網調度自動化系統的總稱，是SCADA系統的擴充。
42. 遠動終端RTU：一種遠端測控單元裝置，負責對現場信號、工業設備的檢測和控制。在電力系統是指調度自動化主站系統監控的子站，按規定完成數據采集、處理、發送、接受以及輸出、執行等功能的設備。
43. 電量變送器：主要用于測量交流信號，所測量的輸出信號用直流電流、直流電壓或數字信號來表示的一種測量裝置。其將電力網絡中的交流電壓或電流轉換成與負載無關的直流電流信號或電壓信號輸出。

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