董浩天
（國(guó)網(wǎng)安康供電公司，陜西 安康 725000）
0 引 言
邊遠(yuǎn)小電源電力信息的采集和傳輸，可以解決小電源、自備電廠等非統(tǒng)調(diào)電廠運(yùn)行數(shù)據(jù)缺失問(wèn)題。由于偏遠(yuǎn)地區(qū)網(wǎng)絡(luò)覆蓋較差，導(dǎo)致電力數(shù)據(jù)信息的采集和傳輸十分困難，易出現(xiàn)運(yùn)行數(shù)據(jù)缺失的問(wèn)題。在電力通信網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用北斗衛(wèi)星通信技術(shù)能夠有效解決該問(wèn)題，可以擴(kuò)大電力通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋面，并保障電力通信的安全性、可靠性，應(yīng)用效果較為理想。
1 北斗衛(wèi)星通信技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值
1.1 集成多通信模塊
借助北斗衛(wèi)星通信技術(shù)可以集成多通信模塊并構(gòu)建集公網(wǎng)、通信、集群對(duì)講為一體的電力通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。該通信網(wǎng)絡(luò)集成系統(tǒng)，構(gòu)造簡(jiǎn)單、操作方便，且具備多功能應(yīng)用，僅通過(guò)一個(gè)終端設(shè)備，便能滿足多種通信需求，能夠任意切換公網(wǎng)、衛(wèi)星通信、集群對(duì)講等不同模式，廣泛應(yīng)用于電力企業(yè)。由于不同通信模塊在通信協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)制式方面存在較大差異，該系統(tǒng)存在一定的局限性，即通過(guò)公網(wǎng)或衛(wèi)星無(wú)法傳輸集群消息[1]。未來(lái)，隨著北斗衛(wèi)星通信技術(shù)應(yīng)用的不斷深入，該問(wèn)題能夠得到有效解決。
1.2 提高電力作業(yè)通信效果
電力作業(yè)過(guò)程中，受作業(yè)環(huán)境影響，經(jīng)常出現(xiàn)通信困難的問(wèn)題。例如，電力搶修作業(yè)時(shí)，搶修地點(diǎn)公網(wǎng)信號(hào)強(qiáng)度較差，傳統(tǒng)電力通信無(wú)法進(jìn)行有效溝通，且很難界定通信運(yùn)營(yíng)商的公網(wǎng)信號(hào)強(qiáng)度。而基于北斗衛(wèi)星通信技術(shù)的電力通信網(wǎng)絡(luò)，能夠自適應(yīng)性分配信道資源，甄別各通信運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)最佳網(wǎng)絡(luò)優(yōu)選[2]。同時(shí)，該電力通信網(wǎng)絡(luò)通過(guò)分包數(shù)據(jù)和多通道傳輸?shù)哪Ｊ剑嵘龖敉庾鳂I(yè)的通信效果。
1.3 長(zhǎng)報(bào)文傳輸
北斗衛(wèi)星通信技術(shù)最大的優(yōu)勢(shì)在于不受空間和時(shí)間限制，能夠在覆蓋范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)雙向報(bào)文傳輸服務(wù)。無(wú)論是無(wú)線電臺(tái)還是移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，在區(qū)域覆蓋方面均具有一定局限性，無(wú)法將網(wǎng)絡(luò)信號(hào)傳輸?shù)狡h(yuǎn)地區(qū)。而北斗衛(wèi)星通信則能夠有效解決這一問(wèn)題，通過(guò)北斗衛(wèi)星通信，能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)移動(dòng)通信傳輸網(wǎng)絡(luò)的不足，且接入靈活，成本較低，能夠最大限度地解決傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)傳輸問(wèn)題[3]。現(xiàn)階段，北斗衛(wèi)星通信技術(shù)已廣泛應(yīng)用于水利、電力、農(nóng)業(yè)等諸多領(lǐng)域，以提高數(shù)據(jù)采集、傳輸效率。
2 基于北斗衛(wèi)星通信技術(shù)的電力通信系統(tǒng)
2.1 北斗衛(wèi)星系統(tǒng)的功能
北斗衛(wèi)星系統(tǒng)是我國(guó)自主研發(fā)的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)的主要功能分為以下3 個(gè)方面：一是衛(wèi)星定位，能夠?qū)Ω采w范圍內(nèi)的用戶提供精度高、速度快的實(shí)時(shí)定位服務(wù)；二是短報(bào)文通信，通過(guò)北斗衛(wèi)星系統(tǒng)，用戶能夠進(jìn)行雙向報(bào)文通信，可一次傳輸120 個(gè)字符的短報(bào)文信息；三是精密授時(shí)，精密北斗系統(tǒng)可向用戶提供時(shí)間同步精度為20 ～100 ns 的精密授時(shí)服務(wù)[4]。北斗衛(wèi)星系統(tǒng)工作流程如圖1 所示。
圖1 北斗衛(wèi)星系統(tǒng)工作流程
2.2 基于北斗衛(wèi)星通信技術(shù)的電力通信系統(tǒng)構(gòu)成
基于北斗衛(wèi)星通信技術(shù)的電力通信系統(tǒng)主要由綜合服務(wù)系統(tǒng)、通信中心、通信終端3 個(gè)部分構(gòu)成，可以滿足電力通信網(wǎng)絡(luò)的功能需求和適應(yīng)電力系統(tǒng)分布特點(diǎn)。基于北斗衛(wèi)星通信技術(shù)的電力通信系統(tǒng)如圖2 所示。
圖2 基于北斗衛(wèi)星通信技術(shù)的電力通信系統(tǒng)
2.2.1 綜合服務(wù)系統(tǒng)
綜合服務(wù)系統(tǒng)主要發(fā)揮北斗衛(wèi)星系統(tǒng)的功能，主要包括空間衛(wèi)星系統(tǒng)和地面綜合服務(wù)系統(tǒng)2 個(gè)部分。綜合服務(wù)系統(tǒng)是空間與地面通信連接的樞紐，主要為用戶提供通信服務(wù)、定位服務(wù)，并實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星之間的數(shù)據(jù)處理。實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，綜合服務(wù)系統(tǒng)在收到用戶的業(yè)務(wù)請(qǐng)求后，經(jīng)過(guò)響應(yīng)為用戶提供通信數(shù)據(jù)交換或定位數(shù)據(jù)處理等服務(wù)，并將得到的數(shù)據(jù)信息傳遞給用戶。
2.2.2 通信中心站
通信中心站是電力通信網(wǎng)絡(luò)的指揮中心，承擔(dān)著電力調(diào)度、應(yīng)急處理等多方面的通信服務(wù)功能[5]。通信中心站的工作模式分為以下2 種：一是對(duì)點(diǎn)工作模式，在保證其他站點(diǎn)設(shè)備正常運(yùn)行的情況下，通信中心站能夠與某特定終端設(shè)備進(jìn)行單獨(dú)通信；二是通播工作模式，在固定電力通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)，將通信中心站的設(shè)備號(hào)寫(xiě)入通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)的其他設(shè)備終端映像地址，在通信中心站發(fā)送通播信息后，所有網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)的測(cè)站均能收該消息。
2.2.3 通信終端機(jī)
通信終端設(shè)備主要用于消息的接收與發(fā)送，具有通信和自動(dòng)定位功能，廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)的應(yīng)急場(chǎng)所，是電力應(yīng)急管理的重要設(shè)備，也是電力通信系統(tǒng)中的重要組成部分。在發(fā)生電力安全事故時(shí)，電網(wǎng)應(yīng)急指揮部門(mén)可以向通信終端設(shè)備發(fā)送命令，也可以通過(guò)通信終端設(shè)備傳輸現(xiàn)場(chǎng)信息。此外，可以借助通信終端設(shè)備定位故障設(shè)備位置和采集故障設(shè)備的信息。
2.3 基于北斗衛(wèi)星通信技術(shù)的電力通信系統(tǒng)工作方式
基于北斗衛(wèi)星通信技術(shù)的電力通信短報(bào)文傳輸流程主要分為3 步。首先，通信中心站將信息發(fā)送到北斗衛(wèi)星；其次，北斗衛(wèi)星將信息傳輸至地面綜合服務(wù)系統(tǒng)，綜合服務(wù)系統(tǒng)處理接收到的信息，并傳回北斗衛(wèi)星；最后，北斗衛(wèi)星將綜合服務(wù)系統(tǒng)傳回的信息傳輸?shù)酵ㄐ沤K端設(shè)備[6]。電力通信過(guò)程中，通信中心站會(huì)根據(jù)通信方案向各通信終端設(shè)備發(fā)送信息，并根據(jù)實(shí)際情況選擇通播發(fā)送或?qū)c(diǎn)發(fā)送。同時(shí)，各通信終端設(shè)備向通信中心發(fā)送信息，以傳輸現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況。
2.4 基于北斗衛(wèi)星通信技術(shù)的電力通信系統(tǒng)功能
基于北斗衛(wèi)星通信技術(shù)的電力通信系統(tǒng)功能主要體現(xiàn)在傳遞數(shù)字信息、實(shí)時(shí)覆蓋境內(nèi)全部站點(diǎn)、做自動(dòng)化處理調(diào)度信息以及搭建統(tǒng)一信息平臺(tái)4 個(gè)方面。
2.4.1 傳遞數(shù)字信息
與傳統(tǒng)電力通信網(wǎng)絡(luò)相比，基于北斗衛(wèi)星通信技術(shù)構(gòu)建的電力通信系統(tǒng)能夠通過(guò)衛(wèi)星電話傳輸語(yǔ)音信號(hào)，并借助北斗衛(wèi)星系統(tǒng)的短報(bào)文傳輸功能，直接傳遞數(shù)字信息，最大限度地解決電力作業(yè)環(huán)境語(yǔ)音通話質(zhì)量不佳的問(wèn)題，確保電力調(diào)度信息傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。另外，電力通信系統(tǒng)可以融入分包技術(shù)、編碼技術(shù)，以傳遞連續(xù)且數(shù)據(jù)量較大的電力調(diào)度信息。
2.4.2 實(shí)時(shí)覆蓋境內(nèi)全部站點(diǎn)
基于北斗衛(wèi)星通信技術(shù)構(gòu)建的電力通信系統(tǒng)能夠通過(guò)3 顆北斗衛(wèi)星對(duì)境內(nèi)所有電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)和變電站進(jìn)行通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋，在各電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)和變電站設(shè)置通信終端設(shè)備接入電力通信網(wǎng)絡(luò)，打破時(shí)間、空間等因素的限制，確保所有應(yīng)急調(diào)度信息均能得到及時(shí)傳輸。
2.4.3 自動(dòng)化處理調(diào)度信息
現(xiàn)階段，大多數(shù)電力通信系統(tǒng)仍需人工操作，由專(zhuān)門(mén)人員發(fā)送調(diào)度信息，且無(wú)法智能化分析反饋數(shù)據(jù)，自動(dòng)化程度較低。基于北斗衛(wèi)星通信技術(shù)的電力通信系統(tǒng)集成編碼、譯碼功能，能夠直接解析通信中心站發(fā)出的各種數(shù)據(jù)信息，并根據(jù)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行指令操作，無(wú)須人工干預(yù)，為應(yīng)急通信系統(tǒng)向智能化、自動(dòng)化方向發(fā)展提供通信支撐。
2.4.4 搭建統(tǒng)一的信息平臺(tái)
基于北斗衛(wèi)星通信技術(shù)的電力通信系統(tǒng)劃分通信終端設(shè)備權(quán)限時(shí)，根據(jù)權(quán)限的等級(jí)區(qū)分調(diào)度機(jī)構(gòu)，并結(jié)合實(shí)際需求選擇合理的信息傳播方式，構(gòu)建由應(yīng)急指揮中心至各電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的統(tǒng)一信息平臺(tái)，集成現(xiàn)場(chǎng)信息采集、調(diào)度命令傳遞、現(xiàn)場(chǎng)搶修定位通信等功能，為電力通信的發(fā)展提供創(chuàng)新型的研究方向。
3 預(yù)期效果
通過(guò)北斗衛(wèi)星通信技術(shù)將電網(wǎng)指揮中心設(shè)為通信中心站，并在各電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)和變電站設(shè)置通信終端設(shè)備，以形成基于北斗衛(wèi)星通信技術(shù)的電力通信系統(tǒng)。該系統(tǒng)的預(yù)期效果體現(xiàn)在5 個(gè)方面。
3.1 提高電力通信可靠性
作為我國(guó)獨(dú)立研發(fā)、運(yùn)行的定位導(dǎo)航系統(tǒng)，北斗衛(wèi)星系統(tǒng)不受其他國(guó)家限制，有著較高的安全性、可靠性。另外，自北斗衛(wèi)星系統(tǒng)運(yùn)行以來(lái)，有著較為良好的表現(xiàn)，廣泛應(yīng)用于航空航天、交通運(yùn)輸、海上運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域，且取得較為理想的應(yīng)用效果。因此，基于北斗衛(wèi)星通信技術(shù)的電力通信系統(tǒng)應(yīng)具有較高的安全性和可靠性。
3.2 提高信息傳輸準(zhǔn)確性
基于北斗衛(wèi)星通信技術(shù)的電力通信系統(tǒng)能夠通過(guò)衛(wèi)星電話傳輸語(yǔ)音信號(hào)，并借助短報(bào)文傳輸功能直接傳遞數(shù)字信息，實(shí)現(xiàn)通信中心站直接向終端通信設(shè)備發(fā)送信息，避免人為操作可能出現(xiàn)的失誤，提升信息傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。
3.3 便于系統(tǒng)部署及維護(hù)
基于北斗衛(wèi)星通信技術(shù)的電力通信系統(tǒng)在電網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)和各變電站設(shè)置通信終端設(shè)備，并通過(guò)與通信中心站的連接，形成電力通信系統(tǒng)同時(shí)，利用北斗衛(wèi)星通信技術(shù)保證通信設(shè)備的一致性，避免傳統(tǒng)通信系統(tǒng)由于設(shè)備種類(lèi)繁雜導(dǎo)致維護(hù)部署困難，提高系統(tǒng)整體的部署效率。
3.4 便于系統(tǒng)集成與功能擴(kuò)展
基于北斗衛(wèi)星通信技術(shù)的電力通信系統(tǒng)借助電力通信網(wǎng)絡(luò)，能夠統(tǒng)一應(yīng)急指揮通信體系，借助北斗衛(wèi)星模擬語(yǔ)音通話和短報(bào)文傳輸功能，實(shí)現(xiàn)調(diào)度命令的快速發(fā)送與及時(shí)響應(yīng)，同時(shí)利用北斗衛(wèi)星的精密授時(shí)和定位功能，實(shí)現(xiàn)集通信、定位、授時(shí)為一體的指揮系統(tǒng)。
3.5 持續(xù)優(yōu)化和升級(jí)
北斗衛(wèi)星通信技術(shù)在電力通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用，能夠?qū)ΜF(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行補(bǔ)充，進(jìn)一步擴(kuò)大通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋面。傳統(tǒng)通信方式受空間環(huán)境限制較大，需通過(guò)基站進(jìn)行信號(hào)接收及傳輸，無(wú)法有效覆蓋山區(qū)、海域等地域。而北斗衛(wèi)星通信技術(shù)的應(yīng)用有效解決這一問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)全范圍、無(wú)死角的通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋，在補(bǔ)充通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋面的同時(shí)，進(jìn)一步提高電力通信服務(wù)質(zhì)量。從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展角度看，全范圍的電力通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋在提高電力通信水平的同時(shí)，通過(guò)高水平信息傳遞方式降低電力通信安全事故發(fā)生率。實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，需結(jié)合實(shí)際情況定期優(yōu)化和升級(jí)北斗衛(wèi)星通信設(shè)備，進(jìn)而保證設(shè)備網(wǎng)絡(luò)性能能夠充分滿足電力通信需求。根據(jù)實(shí)際需求，不斷調(diào)整和改進(jìn)北斗衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的配置和使用方式，充分發(fā)揮北斗衛(wèi)星通信技術(shù)在電力通信網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用的實(shí)效性。
4 結(jié) 論
北斗衛(wèi)星系統(tǒng)是我國(guó)自主研發(fā)的衛(wèi)星系統(tǒng)，因此基于北斗衛(wèi)星通信技術(shù)的電力通信系統(tǒng)的安全性、可靠性更高。同時(shí)，該系統(tǒng)通過(guò)報(bào)文通信傳遞電力數(shù)據(jù)信息，避免由于人為因素對(duì)信息準(zhǔn)確性的影響。相比于傳統(tǒng)通信方式，該系統(tǒng)在安全可靠性和信息傳遞準(zhǔn)確性方面有明顯提升，具有較好的應(yīng)用價(jià)值。
