利用卫星通信实现电力调度自动化传输

王连贵　北京供电局(100031)

　　摘要：本文介绍一种实现电力远程调度自动化的新通讯方案——卫星通信，着重阐述了卫星通信的特点、优势及选型，并以成功案例推荐一种经济适用的农网自动化通道产品——超小型SSA卫星系统。

　　

　　1、卫星通信的特点、优势及选型

　　在一些地方，变电所分散，地形复杂，高山河流较多。选择适当的技术，做到高效可靠、节省投资，是摆在电力部门面前的一个重要问题。我们在昆明市电力局通信网的建设中，采用组建卫星通信网的方式，取得良好的效果。

　　电力系统的传统通信方式一般是以电力线载波、超微波和模拟微波系统为主。在这些技术中，电力线载波由于传输距离短、不能跨越变压器、传输速率低和可靠性差等诸多不利因素，目前在电力系统中的应用已逐渐减少。超微波数据传输方式由于电磁环境日趋恶劣和申请频道方面的困难，从而难以推广。模拟微波也存在费用高、通信质量差、受气候影响较大等问题。

　　近年来，数字微波和光纤通信也逐步应用于电力系统，但是，由于采用上述技术的设备成本较大，所以比较适合电力通信网的骨干网，而对于大量分散、数据通信业务量较小的变电所就不合适了。此外，还有一种微波一点多址系统技术，它具有组网灵活、通过中继可实现超视距离通信、设备初期投资较少等特点。但是目前微波一点多址设备工作在2.4GHz的频段，地面干扰比较严重，当通信距离超过视距或存在阻挡时，需要一次或多次中继，中继设备的成本较高，这样不适合处于山区或比较分散的用户。

　　VSAT(Very Small Aperture Terminal，甚小口径卫星终端)是一种先进的卫星通信技术，和其他通信技术相比，不但具有不受距离和地理环境限制、通信容量大和可提供多种综合业务传输等特点，而且投资少，建设周期短，成为边远地区通信的首选方式之一。

　　实践证明，采用超小型卫星站组建远动通信链路或者双通道中的无线链路是比较好的选择，对旧网点通信链路进行改进及完善也是可行的。

　　

　　2、电力调度的需求分析

　　2.1用户数据业务分析

　　双向数据业务为供电局中调卫星专用网的主要任务，其特点如下：

　　(1)中低速率。按照用户的需求为300～1200bps。

　　(2)连续传输。电调中心卫星专用网的交互数据需每天24小时不间断传输。

　　(3)以地区或县调为中心呈星型拓朴结构，中心控制要求多条实时链路共享，中心卫星站应具备可接入多路双向实时链路的能力。远端站的遥测数据向电调中心传输，电调中心可对远端变电所进行实时指令控制。

　　(4)远动指令传送及返叫的时延应满足厂家及规约要求。

　　2.2话音业务分析

　　话音业务是供电局调度卫星专用网的一个辅助业务。由于生产方面需要，远端变电所与地区电调中心需进行话音联系，卫星通信终端在提供数据通道的同时，应为用户提供1～2路话音服务，可满足远端变电所直接与中心调度所间的通话。话音业务要求可接入用户交换机，今后具有根据用户需求可扩容的能力。

　　

　　3、实用方案设计

　　各个调度部门可根据自身要求做网络大小配置，但总体框架及单元站配置是一样的，中心调度部门做地区卫星数据中心站，连接辖区内各远端监控点(变电所)的卫星站，构成星状网络，中心卫星站设备一次建设，初期远端可是一个点或少数点与中心进行通信；将来进一步扩容时，只需增加远端站的个数，无须改造中心站。

　　3.1卫星网络设备配置

　　(1)供电局调度中心架设一套SSA超小型卫星地面站，并配置多端口接入设备一个，端口数由远端站的个数而定(可为8～32个)；

　　(2)在远端每个变电所架设一套SSA超小型卫星地面站，并配置两端口通道接入设备(通道控制器)；

　　(3)每套标准SSA超小型卫星站含：1.2m天线一副，室外功放一套，室内单元(IDU)一台(包括数据接口，以太网接口及话音接口);

　　3.2卫星网络配置说明

　　按上述方案配置组建卫星网络，电调中心SSA卫星地面站的链路可支持多个远端变电所(至多达30路以上)。电调中心接入设备的各端口与远端变电所的通道控制器端口做一对一的通信。

　　通道控制器是根据电力远动要求及超小型卫星设备特点，专门针对电力远动自动化设备接口开发的产品，可将传统卫星链路在传送远动控制指令时出现的较大时延大幅减少(可减少50%以上)，同时不影响卫星链路效率。

　　如使用第二代SSA超小型卫星站在接口配置上更加灵活，可根据用户需求在每一小站上插入一到两块话音卡，以实现多路话音通讯。

　　3.3 SSA卫星链路实现的功能

　　(1)由超小型SSA卫星链路将变电所与电调中心的监控系统连接起来，实现变电所与电调中心站的实时性数据通信。

　　(2)SSA卫星链路可实现全双工通信，电调中心对变电所直接进行指令控制，电调中心站端可同时支持多个端口。

　　(3)超小型SSA卫星地面站提供1～2路话音服务，可实现变电所与电调中心站间的直接通话。

　　3.4 网络配置结构如图1。

　　

　　4、SSA卫星系统的特性

　　第二代SSA超小型卫星站是专门为经济型用户普及使用卫星通讯开发的综合业务用户系统，完全改变了传统卫星通讯价格昂贵技术复杂的特点，可为非专业用户便利地实现专业级卫星通信，尤其对电力调度通道的使用，更以目前最新科技提供多项技术优势：

　　(1)用户中心多信道控制能力，用户中心可实现一套卫星站同时联结30个以上远动控制点的卫星站，真正实现多点实时双向卫星信道服务，接续能力比同等价值其它卫星设备提高10倍以上。

　　(2)用户中心吞吐能力大为提高，可为用户提供高达64K的通讯链路，真正解决了电力用户中调卫星站的瓶颈问题。

　　(3)具有更灵活的接口及扩容能力，具有3个插槽式硬件扩展接口可灵活扩充数据和话音接口及软件升级速率(可升级到2M速率)。

　　(4)可联接通道控制器，将传统卫星链路在传送远动控制指令时出现的较大时延大幅减少(可减少50%以上)，并使卫星通道实现自动控制及复位(无需人工网管干予)，可完全满足无人值守变电所的要求。

　　(5)可节省空间资源，使用户通讯费降至最低。

　　目前，SSA卫星系统已在全国数十个电力调度部门的无人值守变电所上做为主通道或备用通道为电调自动化服务。

　　

　　5、结论

　　综上所述，卫星通讯作为不受地域环境限制的新型通信手段，在电力调度通道选择上具有其独特的优势，尤其是经济型系统SSA卫星站，将在实现综合自动化方面发挥重要作用。

　　(收稿日期：2008-02-22)