董浩天
（國網(wǎng)安康供電公司，陜西 安康 725000）
0 引 言
邊遠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)電廠運行數(shù)據(jù)缺失問題。由于偏遠地區(qū)網(wǎng)絡覆蓋較差，導致電力數(shù)據(jù)信息的采集和傳輸十分困難，易出現(xiàn)運行數(shù)據(jù)缺失的問題。在電力通信網(wǎng)絡中應用北斗衛(wèi)星通信技術能夠有效解決該問題，可以擴大電力通信網(wǎng)絡覆蓋面，并保障電力通信的安全性、可靠性，應用效果較為理想。
1 北斗衛(wèi)星通信技術的應用價值
1.1 集成多通信模塊
借助北斗衛(wèi)星通信技術可以集成多通信模塊并構建集公網(wǎng)、通信、集群對講為一體的電力通信網(wǎng)絡系統(tǒng)。該通信網(wǎng)絡集成系統(tǒng)，構造簡單、操作方便，且具備多功能應用，僅通過一個終端設備，便能滿足多種通信需求，能夠任意切換公網(wǎng)、衛(wèi)星通信、集群對講等不同模式，廣泛應用于電力企業(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，即通過公網(wǎng)或衛(wèi)星無法傳輸集群消息[1]。未來，隨著北斗衛(wèi)星通信技術應用的不斷深入，該問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)過程中，受作業(yè)環(huán)境影響，經(jīng)常出現(xiàn)通信困難的問題。例如，電力搶修作業(yè)時，搶修地點公網(wǎng)信號強度較差，傳統(tǒng)電力通信無法進行有效溝通，且很難界定通信運營商的公網(wǎng)信號強度。而基于北斗衛(wèi)星通信技術的電力通信網(wǎng)絡，能夠自適應性分配信道資源，甄別各通信運營商的網(wǎng)絡，以實現(xiàn)最佳網(wǎng)絡優(yōu)選[2]。同時，該電力通信網(wǎng)絡通過分包數(shù)據(jù)和多通道傳輸?shù)哪Ｊ�，提升戶外作業(yè)的通信效果。
1.3 長報文傳輸
北斗衛(wèi)星通信技術最大的優(yōu)勢在于不受空間和時間限制，能夠在覆蓋范圍內(nèi)實現(xiàn)雙向報文傳輸服務。無論是無線電臺還是移動網(wǎng)絡，在區(qū)域覆蓋方面均具有一定局限性，無法將網(wǎng)絡信號傳輸?shù)狡h地區(qū)。而北斗衛(wèi)星通信則能夠有效解決這一問題，通過北斗衛(wèi)星通信，能夠彌補傳統(tǒng)移動通信傳輸網(wǎng)絡的不足，且接入靈活，成本較低，能夠最大限度地解決傳統(tǒng)網(wǎng)絡傳輸問題[3]�，F(xiàn)階段，北斗衛(wèi)星通信技術已廣泛應用于水利、電力、農(nóng)業(yè)等諸多領域，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)是我國自主研發(fā)的衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)的主要功能分為以下3 個方面：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、速度快的實時定位服務；二是短報文通信，通過北斗衛(wèi)星系統(tǒng)，用戶能夠進行雙向報文通信，可一次傳輸120 個字符的短報文信息；三是精密授時，精密北斗系統(tǒng)可向用戶提供時間同步精度為20 ～100 ns 的精密授時服務[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)星通信技術的電力通信系統(tǒng)構成
基于北斗衛(wèi)星通信技術的電力通信系統(tǒng)主要由綜合服務系統(tǒng)、通信中心、通信終端3 個部分構成，可以滿足電力通信網(wǎng)絡的功能需求和適應電力系統(tǒng)分布特點�；诒倍沸l(wèi)星通信技術的電力通信系統(tǒng)如圖2 所示。
圖2 基于北斗衛(wèi)星通信技術的電力通信系統(tǒng)
2.2.1 綜合服務系統(tǒng)
綜合服務系統(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)和地面綜合服務系統(tǒng)2 個部分。綜合服務系統(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、定位服務，并實現(xiàn)衛(wèi)星之間的數(shù)據(jù)處理。實際運行過程中，綜合服務系統(tǒng)在收到用戶的業(yè)務請求后，經(jīng)過響應為用戶提供通信數(shù)據(jù)交換或定位數(shù)據(jù)處理等服務，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)絡的指揮中心，承擔著電力調(diào)度、應急處理等多方面的通信服務功能[5]。通信中心站的工作模式分為以下2 種：一是對點工作模式，在保證其他站點設備正常運行的情況下，通信中心站能夠與某特定終端設備進行單獨通信；二是通播工作模式，在固定電力通信網(wǎng)絡覆蓋范圍內(nèi)，將通信中心站的設備號寫入通信網(wǎng)絡覆蓋范圍內(nèi)的其他設備終端映像地址，在通信中心站發(fā)送通播信息后，所有網(wǎng)絡覆蓋范圍內(nèi)的測站均能收該消息。
2.2.3 通信終端機
通信終端設備主要用于消息的接收與發(fā)送，具有通信和自動定位功能，廣泛應用于電力系統(tǒng)的應急場所，是電力應急管理的重要設備，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，電網(wǎng)應急指揮部門可以向通信終端設備發(fā)送命令，也可以通過通信終端設備傳輸現(xiàn)場信息。此外，可以借助通信終端設備定位故障設備位置和采集故障設備的信息。
2.3 基于北斗衛(wèi)星通信技術的電力通信系統(tǒng)工作方式
基于北斗衛(wèi)星通信技術的電力通信短報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系統(tǒng)，綜合服務系統(tǒng)處理接收到的信息，并傳回北斗衛(wèi)星；最后，北斗衛(wèi)星將綜合服務系統(tǒng)傳回的信息傳輸?shù)酵ㄐ沤K端設備[6]。電力通信過程中，通信中心站會根據(jù)通信方案向各通信終端設備發(fā)送信息，并根據(jù)實際情況選擇通播發(fā)送或?qū)c發(fā)送。同時，各通信終端設備向通信中心發(fā)送信息，以傳輸現(xiàn)場實際情況。
2.4 基于北斗衛(wèi)星通信技術的電力通信系統(tǒng)功能
基于北斗衛(wèi)星通信技術的電力通信系統(tǒng)功能主要體現(xiàn)在傳遞數(shù)字信息、實時覆蓋境內(nèi)全部站點、做自動化處理調(diào)度信息以及搭建統(tǒng)一信息平臺4 個方面。
2.4.1 傳遞數(shù)字信息
與傳統(tǒng)電力通信網(wǎng)絡相比，基于北斗衛(wèi)星通信技術構建的電力通信系統(tǒng)能夠通過衛(wèi)星電話傳輸語音信號，并借助北斗衛(wèi)星系統(tǒng)的短報文傳輸功能，直接傳遞數(shù)字信息，最大限度地解決電力作業(yè)環(huán)境語音通話質(zhì)量不佳的問題，確保電力調(diào)度信息傳輸?shù)臏蚀_性。另外，電力通信系統(tǒng)可以融入分包技術、編碼技術，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 實時覆蓋境內(nèi)全部站點
基于北斗衛(wèi)星通信技術構建的電力通信系統(tǒng)能夠通過3 顆北斗衛(wèi)星對境內(nèi)所有電網(wǎng)節(jié)點和變電站進行通信網(wǎng)絡覆蓋，在各電網(wǎng)節(jié)點和變電站設置通信終端設備接入電力通信網(wǎng)絡，打破時間、空間等因素的限制，確保所有應急調(diào)度信息均能得到及時傳輸。
2.4.3 自動化處理調(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，由專門人員發(fā)送調(diào)度信息，且無法智能化分析反饋數(shù)據(jù)，自動化程度較低�；诒倍沸l(wèi)星通信技術的電力通信系統(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)信息進行指令操作，無須人工干預，為應急通信系統(tǒng)向智能化、自動化方向發(fā)展提供通信支撐。
2.4.4 搭建統(tǒng)一的信息平臺
基于北斗衛(wèi)星通信技術的電力通信系統(tǒng)劃分通信終端設備權限時，根據(jù)權限的等級區(qū)分調(diào)度機構，并結(jié)合實際需求選擇合理的信息傳播方式，構建由應急指揮中心至各電網(wǎng)節(jié)點的統(tǒng)一信息平臺，集成現(xiàn)場信息采集、調(diào)度命令傳遞、現(xiàn)場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 預期效果
通過北斗衛(wèi)星通信技術將電網(wǎng)指揮中心設為通信中心站，并在各電網(wǎng)節(jié)點和變電站設置通信終端設備，以形成基于北斗衛(wèi)星通信技術的電力通信系統(tǒng)。該系統(tǒng)的預期效果體現(xiàn)在5 個方面。
3.1 提高電力通信可靠性
作為我國獨立研發(fā)、運行的定位導航系統(tǒng)，北斗衛(wèi)星系統(tǒng)不受其他國家限制，有著較高的安全性、可靠性。另外，自北斗衛(wèi)星系統(tǒng)運行以來，有著較為良好的表現(xiàn)，廣泛應用于航空航天、交通運輸、海上運輸?shù)阮I域，且取得較為理想的應用效果。因此，基于北斗衛(wèi)星通信技術的電力通信系統(tǒng)應具有較高的安全性和可靠性。
3.2 提高信息傳輸準確性
基于北斗衛(wèi)星通信技術的電力通信系統(tǒng)能夠通過衛(wèi)星電話傳輸語音信號，并借助短報文傳輸功能直接傳遞數(shù)字信息，實現(xiàn)通信中心站直接向終端通信設備發(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)臏蚀_性。
3.3 便于系統(tǒng)部署及維護
基于北斗衛(wèi)星通信技術的電力通信系統(tǒng)在電網(wǎng)各節(jié)點和各變電站設置通信終端設備，并通過與通信中心站的連接，形成電力通信系統(tǒng)同時，利用北斗衛(wèi)星通信技術保證通信設備的一致性，避免傳統(tǒng)通信系統(tǒng)由于設備種類繁雜導致維護部署困難，提高系統(tǒng)整體的部署效率。
3.4 便于系統(tǒng)集成與功能擴展
基于北斗衛(wèi)星通信技術的電力通信系統(tǒng)借助電力通信網(wǎng)絡，能夠統(tǒng)一應急指揮通信體系，借助北斗衛(wèi)星模擬語音通話和短報文傳輸功能，實現(xiàn)調(diào)度命令的快速發(fā)送與及時響應，同時利用北斗衛(wèi)星的精密授時和定位功能，實現(xiàn)集通信、定位、授時為一體的指揮系統(tǒng)。
3.5 持續(xù)優(yōu)化和升級
北斗衛(wèi)星通信技術在電力通信網(wǎng)絡中的應用，能夠?qū)ΜF(xiàn)有通信網(wǎng)絡進行補充，進一步擴大通信網(wǎng)絡覆蓋面。傳統(tǒng)通信方式受空間環(huán)境限制較大，需通過基站進行信號接收及傳輸，無法有效覆蓋山區(qū)、海域等地域。而北斗衛(wèi)星通信技術的應用有效解決這一問題，實現(xiàn)全范圍、無死角的通信網(wǎng)絡覆蓋，在補充通信網(wǎng)絡覆蓋面的同時，進一步提高電力通信服務質(zhì)量。從長遠發(fā)展角度看，全范圍的電力通信網(wǎng)絡覆蓋在提高電力通信水平的同時，通過高水平信息傳遞方式降低電力通信安全事故發(fā)生率。實際應用過程中，需結(jié)合實際情況定期優(yōu)化和升級北斗衛(wèi)星通信設備，進而保證設備網(wǎng)絡性能能夠充分滿足電力通信需求。根據(jù)實際需求，不斷調(diào)整和改進北斗衛(wèi)星通信網(wǎng)絡的配置和使用方式，充分發(fā)揮北斗衛(wèi)星通信技術在電力通信網(wǎng)絡中應用的實效性。
4 結(jié) 論
北斗衛(wèi)星系統(tǒng)是我國自主研發(fā)的衛(wèi)星系統(tǒng)，因此基于北斗衛(wèi)星通信技術的電力通信系統(tǒng)的安全性、可靠性更高。同時，該系統(tǒng)通過報文通信傳遞電力數(shù)據(jù)信息，避免由于人為因素對信息準確性的影響。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確性方面有明顯提升，具有較好的應用價值。
