电网通信论文范例6篇

电网通信论文

电网通信论文范文1

我国电力通信已逐步进入数字通信时代,主推移动通信、注重通信软件的发展,由于光纤传输的优势而逐渐替代传统的同轴电缆组成的电力通信网的结构,同时,电网的程控模式使电力通信控制更加便捷。智能电网的开展使发电厂、电力部门和变电所等组成部分之间的通信更加方便。电网结构不断优化、通信技术的加速发展,推进了电力通信网的发展。随着改革开放进程的不断加深,电网在我国已实现了全面覆盖,全国水利发电、火力发电、风力发电及新能源发电等总发电量已基本能满足所有用户的用电需求,电网规模庞大,但是很多地方的电网质量还有待提高。随着电网的大力发展,电力通信技术也随之发展,通信机构不断增多,国家科研投入增加,逐渐形成较为完善的管理模式和技术标准,都有利于电网通信的智能化发展。

2电力通信技术在智能电网中的应用

为了实现智能电网的全面建设,稳健的电力通信技术是基础。智能电网对改善公众用电需求,用电质量和电网安全维护等方面有着重要意义。电力系统质量的好坏直接关系着国家安全,当然智能电网的建设也给电力通信提出了新的要求。首先,要求电力通信平台朝多功能化发展,为智能电网提供通信信道。同时,要求更加开放的电力通信平台,使网络通信趋于标准化,各设备间的通信便捷化。电力通信系统已经遍及变电站、发电站和输电站等电网的末端,全面保护电网信息的获取与保护。电力通信具备高可靠性,较强的抗攻击性和保密性,确保电力网络的安全运行。智能电网的生产运营中,需电力通信系统的自动调度、网络经营、现代化管理等支持以使其安全运行。电力通信主要分为发电、输电、配电、调度和用电等6个部分。智能电网的建设主要包括以下几个部分:

(1)应加大资金投放,使配电网综合化发展。

(2)妥善处理好通讯、电力通道和环境保护间的关系,寻求可持续发展。

(3)增加电力通讯与国外先进通讯的合作力度,加强与国外通讯公司的文化交流,便于技术交流。电网的管理技术也是智能电网成功的关键,可以充分分析用户的用电数据,以更好的实现电网调度、电网构建,并提升管理的自动化水平。智能电网的建设目的是实现电能信息的智能化采集、统计、查询和线路分析,实现双向通信、传输速度快、带宽高的通信网络。智能电网的构建需要完善的通信系统的支持,高效实时、集成性高的特点是大型电网实现实时信息动态交换的基础。对提高我国电网系统运行的安全、经济特性有着积极的影响。今年来无线通信技术、嵌入式技术的发展也未网络传输的智能化发展提供了便利,是数据监控和数据传输更加高效。

3电力通信技术中存在的问题

电网覆盖面和构建规模都不断增大,作为电网信息通道的电力通信系统,是组成智能电网的重要部分。智能电网的建设,应借鉴过往电网建设存在许多企业级标准的经验教训,应制定统一的电网运行标准,进行统一规划。尽管目前电力通信平台开放性不断增强,通信模式的标准化程度不断提高,设备间的通信畅通,网络覆盖面广,并实现各电网末端的全覆盖。这也便利了智能电网在数据采集和数据保护。但仍然存在许多不足之处需要改进,如实时、双工通信和大容量的接入网的缺乏等。首先,在智能电网对调度、决策、控制自动化技术要求不断增加的同时,对技术创新的要求性也增加,也是智能电网能够在未来更好造福于民的前提。同时,在倡导低碳环保、绿色节能、循环利用的今天,对电力系统本身的能源浪费和利用的要求提高不少,对电力发展与周围环境的发展应该引起重视,确保遵循可持续发展的科学发展观。其次,人力资源特别是高端通信人才的缺乏。电力通信持续发展,同时学校教育中知识较为陈旧,且缺少实际应用和实习,因此存在脱节现象。人才的贫乏制约着电力通信的发展,因此,注重通信人才的培养,鼓励学习高端通信技术,加强通信人才的培训对电力事业的发展影响重大。

4结论

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(一)景电通信网于2001年基本改

造实施完成,当时采用国内最先进的通信技术和设备。主干传输线路为光缆敷设,传输设备采用ZXA10155MSDH传输系统,下设27个光网络单元,每个光网络单元分配4个E1资源,可以实现话音、数据、图像信息的传输,但都属于2Mb/s以下速率的窄带综合素质业务。无线接入系统,当时由于为了解决灌区各水管所和各配水点的语音通话而建造,考虑到ZXWLL无线接入系统成本低,特别适合地域广阔、用户密度小、电缆无法敷设及应急备份等场合。2M时隙不够,数据业务传输速率过低现象暴露突显。

(二)无线基站运行业务几乎处于瘫

痪状态,按照业务用户量,原设计七号楼配置8个信道,现能正常业务工作的有5个,十二泵基站配置六信道,现正常工作的只有两个,南一泵基站配置6个,现正常工作的有3个。无法修复故障的原因是该设备生产厂家中兴公司已对该产品停产下线,故障板件无法返修。27个ONU站200AH蓄电池组严重亏损,蓄电能力几乎为零,一旦该站交流市电断电,就会影响该站和整个传输网络的正常运行。专网通信在本部门、本单位从属于其他主业的辅助专业,受重视程度限制,人员素质差,专业水平底,应急能力处置不足。

二、我局通信网今后努力发展方向

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1.1利用通信控制器实现变电站内网络通信

变电站综合自动化系统中网络通信结构对整个自动化系统的安全、快速、可靠性运行有着重要作用。网络通信不仅能够有效提升变电站的运行效率,而且也体现了一个变电站的自动化发展水平。利用通信控制器实现变电站内网络通信在变电站综合自动化系统中根据其逻辑结构可将其分为:过程层、间隔层、通信控制层和站控层四个层次;其中,通信控制层和站控层采用的是高度网络通信;过程层和间隔层之间的通信采用的是现场总线通信。基于该种通信方式在变电站应用过程中通信实时性强,并且建立通信系统成本较低,所以长期以来都深受变电站青睐,直至今天,仍旧有一些低压变电站和220KV以上的高压变电站在使用。当然,该种通信网络结构的通信方式缺点也是存在的。主要体现在:间隔层设备数量及种类多,通信控制器难以承载过多设备的控制任务,使得通信效率下降,相应地通信故障问题也较多。通信控制器出现故障会造成整个变电站的信息难以控制,导致整个变电站综合自动化系统功能性失稳,可靠性大打折扣。即使一些试图采用双通信控制器解决该问题,但收效甚微,难以从根本上解决此类问题。

1.2利用间隔层设备直接上网实现变电站内网络通信

利用间隔层直接上网实现变电站内网络通信是当前变电站综合自动化系统发展趋势。该种通信方式中变电站自动化系统从逻辑结构划分可分为:过程层、间隔层和站控层三个层次。由于该种通信方式没有通信控制层,所以也减少了通信过程中的通信冗余问题,相应地通信效率较高,通信故障率下降。在变电站内,对于没有网络接口的间隔层设备,如保护装置、智能电度表等,可采用现场总线的方式进行连接;然后通过嵌入式以太网接口的通信管理单元将其作为一个间隔层网络节点同以太网连接。该种通信结构通信故障率低,通信实时性强,在高压变电站中应用最为广泛。现阶段,随着直接上网装置的技术更新,间隔层设备直接上网将成为变电站内网络通信发展的主要方向。

2.变电站内网络通信传输协议选择

变电站内网络通信传输协议可供选择的主要有两种:即TCP传输协议和UDP传输协议;该两种传输协议都是OSI传输层协议,都是基于IP协议所开发。该两种传输协议是当前变电站或其他领域应用最为广泛的以太网传输协议。

2.1TCP协议

TCP协议主要为应用程序提供连接定向,保证网络可靠性性通信。在通信过程中,通信发起方需要同通信接受方建立通信连接。TCP从应用层接受数据,并按照特定格式将数据打包为数据包,同时将其中一个带序列号的报头加入数据包之后提交给IP,IP将数据包发送到主机。在IP发送数据包过程中,发送方的TCP会备份数据包,如果数据包在发送时接收方未接受成功,数据包将会重新被发送;不过需要提出的是,数据包在重发的过程中会加重发送主机和网络运行负担。通常而言,在计算机操作系统中TCP默认的重发次数为五次,默认等待ck起始时间为ls。TCP通信只支持单播模式,并且信息目标地址为一个,网络上除了目的地址外的其他节点都无法接收源节点所发送信息。虽然TCP网络通信支持变电站内数据可靠性传送,但是变电站内的网络通信中的绝大部分数据则不需要可靠性传送。比如全遥信、全遥测等,都是通过变化遥信和遥测实时刷新数据;如果变电站内的网络通信全部采用可靠性传送的方式将难以达到变电站数据实时性传输的要求。所以,对于变电站内的数据传输问题,应根据站内网络通信的实际运行情况,结合网络应用层不同选择一般性传送或可靠性传送。这样一来,不仅能够保证变电站数据传输的可靠性,也保证了数据传输的实时性。

2.2UDP协议

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1.1光纤通信技术光纤专网通信方式带宽高、容量大、覆盖范围广,可靠性、实时性、安全性都很高,适用于配用电通信领域的所有业务,和其他通信方式相比优势明显。从技术角度看,配电通信网可以采用工业以太网技术或者无源光网络技术。工业以太网技术比较成熟,可靠性高,电力系统应用多,但成本偏高;以太网无源光网络(EPON)和吉比特无源光网络(GPON)技术发展前景很好,上下行速率为1.25Gb/s(GPON下行速率可达2.5Gb/s),并且组网灵活,拓扑结构可支持树型、星型、总线型、混合型、冗余型等网络拓扑结构。非常适合配电网的网络结构。目前EPON建网成本低于GPON,技术成熟度较高。光纤专网通信方式的缺点在于建设成本较高,部分老线路不具备光缆铺设条件[3-4]。

1.2无线宽带专网技术无线宽带专网方式带宽较高、系统容量较大、扩展性好,实时性较好,为电网公司在智能配电网建立全面覆盖、接入方式便捷的宽带综合业务通信平台提供了一个技术选择。但无线宽带通信网络的安全可靠性比有线通信网络低,目前业界主流的通信技术都有各自的缺点。全球微波互联接入(WiMAX)技术在国外应用较多,国内没有分配频点,存在政策风险;多载波无线信息本地环路(McWiLL)技术标准化程度不高,只有很少部分企业掌握核心技术,存在垄断风险;3GPP长期演进(LTE)技术尚未大规模商用,成熟度有待进一步验证[5]。230MHzLTE系统利用电力行业已有的230MHz负控频率资源(电力专用频率带宽1MHz,40个频点),通过扩充频点可实现上行15Mb/s和下行6Mb/s传输速率,采用多种解决高吞吐量和高可靠性传输的LTE关键技术,如自适应调制与编码(AdaptiveModulationandCoding,AMC)技术、混合自动重传请求(HybridAutomaticRepeat-Request,HARQ)技术、动态调度技术、干扰协调技术等,具备成本低、广覆盖和较大带宽的特点,并且组网灵活,便于施工。目前已有厂商研发出电力专用230MHzLTE产品。

1.3中压电力线载波技术中压电力线载波技术为电力系统特有的通信方式,利用10kV配电线路为媒质进行通信,无需布线,具有成本低、安全性好等优点。根据调制频带和带宽的不同可分为宽带技术和窄带技术。目前中压窄带电力线载波技术在配电通信领域使用较多,但由于频带限制,其传输带宽和实时性较低,同时中压电力线路情况复杂,开关众多,电力线载波通信容易受到配电网运行状况的影响[6]。以往因技术成熟度所限,中压电力线载波技术的大规模应用还比较少,仅仅作为对光纤和无线通信方式的补充手段,近年随着OFDM(正交频分复用)自适应调制解调、卷积编码、信道估计等技术的采用,中压宽带电力线载波技术也趋于成熟,视线路条件和环境情况,传输速率可达2~10Mb/s。目前中压宽带电力线载波技术在国外应用相对较多,在国内也开始试点应用。

1.4无线公网通信技术无线公网通信是指配用电终端设备通过无线通讯模块接入到无线公网,再经由专用光纤网络接入到主站系统的通信方式,目前无线公网通信主要包括GPRS、CDMA、3G等。无线公网通信方式具有系统容量较大,建设成本较低,运行维护简便等优点,但采用无线公网通信方式安全性、实时性不能得到保证。另外,无线公网通信方式每年需要向运营商支付的使用费用也很大。电力专网与无线公网通信技术见表2和表3。

2智能配电通信网建设原则

综合考虑智能配电网规划建设情况和业务需求,并通过配电网通信技术的综合比较,建议智能配电通信网建设原则如下:a.因地制宜,综合采用多种通信技术相结合的方式建设智能配电通信网络。宜以专网为主,公网为辅。b.应根据实施智能配电区域的具体情况选择合适的通信方式。配电网主干线路宜采用光纤通信方式,分支线路可采用光纤与无线及中压载波相结合的通信方式。c.实现“三遥”功能的站点、依赖通信实现故障自动隔离的馈线自动化区域、分布式电源等宜采用通信专网,优先采用光纤通信方式;实现“两遥”、“一遥”功能的站点可采用光纤通信、中压载波及无线通信等多种方式,但采用无线公网时需采取相应的安全防护策略。d.采用光纤通信方式的配电通信网可根据情况采用无源光网络(EPON/GPON)、工业以太网等通信技术。e.应充分考虑配网改造工程多、网架频繁变动的特点,智能配电通信网系统规划设计时要有预留和备份资源。f.光缆建设应充分考虑智能配电通信网建设需求,以及用电通信网和其它增值业务的接入需求,新建配电网电缆线路或架空线路宜同步建设通信光缆或预留光缆架设通道。g.进行LTE、中压宽带电力线载波等通信新技术试点建设,技术成熟时可进一步推广。

3结束语

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无线通信网络和有线网络由于具有一定的共性,所以也无可避免的会面临不少相同的安全问题,比如病毒攻击、黑客入侵等。不过由于无线网络本身开放性、移动性、传输信道的不稳定性等特点,所以会具有一些有线通信网络不一样的问题:首先,与有线网络的私密性不同,无线网络相对比较开源开放。如有线网络具有明确的实体边界,电力自动化无线通信网络却没有确定的物理边界,比如WLAN,它的接入点的信号由于发向天空,在没有控制措施的情况下,无线覆盖范围之内具有一样接收频率的使用者就可以获取发送的信息,甚至可以经由接入点访问上一级的网络。所以无线通信网络的开放性,可能会引起非法信息接收和违法信息服务等相关的安全问题。第二,无线通信网络的传输信道比有线网络不稳定,容易变化。电力自动化无线网络由于传输环境是不确定的,随着用户的移动而产生变化,会受到多种外界因素的干扰影响,引起信号质量的起伏不定,以致通信中断的情况出现。所以,无线网络由于传输信道的不稳定会造成通信质量的不稳定,进而影响其安全性。由于以上无线通信网络的固有性特点,决定了它的安全问题主要体现在如下五个方面:

(1)监听攻击:空中的通信信号被截取,信息被非法获取并被计算机系统分析。

(2)插入攻击:利用监听获得用户身份信息等,伪装成合法用户,借助无线通信的信道进入系统,再控制系统。

(3)无线网络干扰:指发射较大功率的相同频率信号干扰无线信道的运作。

(4)未授权信息服务:部分用户在未经授权的前提下使用系统信息资源。

(5)移动IP安全:终端用户在一定区域内漫游的情况下,管理信息以及用户信息可能存在安全泄露威胁。

二、无线通信网络安全问题的解决策略

对于以上五个方面的问题,我们一一进行分析,并提出一定的对策。

1反监听攻击

为了预防以及遏制监听攻击的问题,首先要避免空中信号被拦截情况的发生。可以采用不易被侦测到的信号加密技术,如直接序列扩频调制或跳频扩频调制的方式。在该技术的前提下,加强对重要信息的保密处理,也就是万一空中信号被非法截取后,必须要一定的分析计算工具才能破解相应信息,比如用户系统的ID等。

2放插入入侵

如果非法用户采取窃听获取了用户的信息,他也就可以伪装成正规用户,借助无线信道传输信息系统、进而掌握系统的指挥权。为了预防这种情况的出现,应采取接入控制技术。身份认证是接入控制技术的关键,用户想进入系统必须通过身份编码识别系统的认证才行。目前,与无线网络的身份认证有关的协议主要有RADIUS协议、IEEE802.1x协议、扩展认证协议(extensibleauthenticationprotocol,EAP,包括EAP-TLS、EAP-SIM、EAP-MD5、EAP-OTP)等。申请者、认证者、和认证服务器三个部分组成了一个典型的接入控制系统。图1主要体现了WALN的接入和控制结构。申请者表示为用户站点(STA),认证者是接入控制器部分(AC),包括认证服务器(authenticationserver,AS)。

3预防未授权信息服务

虽然用户可以获得合法的授权,并享受相应的信息资源的服务,并不代表就能查阅任意资源的,系统将分权限管理。如果用户想要获得访问权限,必须要提交身份认证,并在系统的检查通过的情况下,才能获得访问权限,该方法可以充分阻止未授权信息服务。但是结合无线通信网络开放性的特点,仅仅通过检查用户权限,并不能全面预防未授权信息服务,必须有条件的接收用户。接入点发射出来的无线信号会被加密,接收机没有正确的密码将无法正确的打开信息。

4移动IP安全

移动IP用户可能会受到多种攻击和干扰,但最主要的便是拒绝服务(DOS)、窃听等。某个破坏者尝试阻止一个用户的正常无线网络通信,让该用户的信息无法传递,既可以成为拒绝服务。DOS主要分两种情况:第一种是破坏者破坏用户传输到节点的数据包;第二种是破坏者用大量垃圾信息包干扰用户主机。DOS攻击经常发生在破坏者利用假注册对特定移动节点的破坏上,这种情况会引起合法用户的移动节点无法传输,甚至合法用户传向移动节点的数据包被破坏者截取。破坏者窃移动节点与家乡之间的信息交换称为被动监听。破坏者可能通过物理终端接口进入网络。在这个共用的网络环境下,合法用户的信息都可能暴露在破坏者的监听下。窃听者同无线信号设备接收信息,因此将变得无迹可寻。所以这种窃听防不胜防,最合理的办法便是采用点对点加密技术。破坏者的主动行为主要变现为插入攻击,通过窃听移动节点与家乡之间的信息交流经过,阻止以及中断移动节点的通信并且插入和家乡的传输过程。端到端信息加密是解决这个问题的最好方法,一般会采取虚拟专用网(VPN)的方法来实现,这样就算信息被截取,破坏者只会得到虚假的资料。

5无线干扰

根据相关的数据显示,无线干扰问题不仅发生次数较多,而且可以造成很大的破坏。一旦破坏者采用发射较大功率的相近信号破坏无线信道的正常运行,这种攻击一般是故意而为的。对于此问题的应对方法,不仅可以通过无线电管理及时查找干扰源、排除干扰源的方法,来解决无线干扰以外,还可以采取应用载波检测—跳频通信技术。通过发射机对信道载波使用情况进行实时的监测与判定,一旦出现频道被非法占用的情况,立即变换通信所用的频道。跳频通信不仅可以通过随机的方式更换频道,也可以改变图形运行,结合纠错编码,能够阻止一定条件下的恶意破坏。

三、结语

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目前人们已经越来越认识到教育在这个以知识为基础的全球化市场中的重要性,全球化教育将不断成长并趋于成熟。网络为随时随地自主学习创造了优越条件,为教育终身化、大众化开辟了广阔的前景,因而显示出强劲的发展态势。随着经济的迅速发展和电力体制改革的深入,电网的安全、经济运行不但是国民经济正常运行的命脉,而且直接关系到公司的效益和发展。运行人员的素质和管理水平高低将直接决定电网的安全、经济运行。鉴于此,对电力通信员工的培训要求显得尤为迫切。一个可扩展的、易部署、易管理的、培训内容可更新的网络培训系统不仅是需要的而且是必要的。

二、网络培训系统的发展

随着网络技术的发展,由网络和PC机结合的网络培训系统就应运而生,其传送信息,发送材料、多媒体等信息都是通过WEB来完成的。在国外,网络培训开发得比较早,在90年代就已纷纷投入使用。国外多数大的考试机构(如ETS)都在世界各地建立自己的考试网点,提供一整套的咨询、报名、举办、评分和结果处理等服务。据统计,在美国通过网络进行学习的人数正以每年300%以上的速度增长。在国内,教育部己批准67所高校参加“现代远程教育工程”试点,全国以远程方式接受高等教育的学生己超过80万人。现阶段基于电力系统通信的网络培训系统还比较少,并且很不完善。在网络培训系统中,努力营造一个虚拟的网上教室环境,以多媒体形式再现教师授课的真实情景,创造一种全新的网上教学模式,使远在不同地点的教师和学生打破地域和时间的界限,师生如同面对面位于同一个多媒体化课堂,实现情景教育要求显得尤为迫切。为提高员工素质,加强企业核心竞争力,建立知识成长,十分有必要构建一个平将员工的个人成长计划与企业的发展战略有机结合的平台,为员工营造知识共享的空间,使得广大员工能够随时随地的方便地进行学习和交流。

三、电力通信网络培训的效果分析

1、直接经济效益分析

以500人的规模为例,每人每年40%人员培训一次(2周30天),每次培训费2000元计算,每年可节省40余万元。电力通信培训硬件只须配置一台网络服务器、软件方面以培训网站为平台,通过系统附带的多媒体课件进行培训,只需少量的预算即可解决。同时培训人员还可以实现不离岗、不请假照常工作,不影响正常的电力生产。

2、间接经济效益和社会效益

电力通信网络承载着电网企业绝大部分的生产和管理业务,电力通信调度人员自身的素质的提高对于提高电网安全性和供电可靠性以及提高企业的运行管理效率,起到重要作用,产生巨大的间接经济效益。对社会来说,增发电量,提高供电可靠性对提高工农业生产质量和人民的生活水平,产生更大的社会效益。

3、便于员工使用

电力通信培训仿真系统,以远程教育网站为平台,开发针对电力通信工作人员的在线培训和仿真课件,完成不同层次人员的培训任务,使广大工作人员不必请假离岗,而利用闲暇时间进行理论和实际操作的模拟仿真操作,为提高自身的理论水平和工作技能提供一种良好的培训模式。

四、电力通信网络培训考试需要关注的几个重点

1、准确性。

这是衡量系统性能的重要指标。在考试、计时、评分等方面应保证准确无误,否则会影响评分客观公正性。

2、安全性

要保证考试系统信息传输的安全性,防止考题泄漏,以及客户端和服务器端的安全性等。此外,当用户进行不当操作时,能进行相应的错误处理,给予提示或警示,不能影响系统的正常运行。因此保障系统安全,是任何系统成果的基本要素。

3、及时性

当考试过程中出现停电、意外死机、网络故障等问题,在重新登录系统后,应能恢复考试现场,而不是重新进行考试。这就要求系统在运行过程中,需及时一记录已经生成的试卷、考生已经完成的考试以及考试剩余时间,以免在出现故障时丢失数据。

4、可扩展性

系统需要有良好的可扩展性,以满足考试系统不断发展的需要。可扩展性是指系统能保证可持续增长以满足用户需求和业务复杂性要求。WEB系统为动态变化的模型,它们通常一开始很小,但随着需求的增长而呈指数级增长。这种增长非常迅速,不仅表现在支持的用户的数量上,而且表现在提供的用户服务的复杂性和集成性方面。对于考试系统而言,这种扩展性就显得尤为重要,因为考试系统的功能完善是一个渐进的过程,所以可扩展性是非常重要的。

5、可管理性和可维护性

可管理性是指可以很方便地对系统进行管理,确保系统的正常运作。管理和运作涉及以下几个因素:维护系统服务及其服务正常所需的基础结构、工具以及管理员和技术人员。可维护性是指采取日常备份,恢复工作与\veb模式是一致的,数据库采取每天备份。