高速電力載波通信網(wǎng)絡(luò )組建種類(lèi)分析

【摘要】在當前經(jīng)濟、政治、文化不斷發(fā)展變化的新時(shí)代下，我國電力網(wǎng)絡(luò )通信規模不斷擴大，其中的復雜性與整體性也在不斷提高。在總體電力網(wǎng)絡(luò )通信上看，日益完善的技術(shù)要匹配與之相適應的管理制度和智能化電力通信，可靠的電力載波通信網(wǎng)絡(luò )的建設是我國未來(lái)電力網(wǎng)絡(luò )高效化發(fā)展的基礎，它具有的獨特運行機制更是為高速電力的網(wǎng)絡(luò )運行帶來(lái)新的發(fā)展方向，是我國在電力通信中常見(jiàn)的手段與方法。本文通過(guò)對電力載波通信網(wǎng)絡(luò )的當前概括進(jìn)行闡述，結合在電力網(wǎng)絡(luò )中的組建作用，得出高速載波通信是我國當前電力行業(yè)存在比較成熟的通信技術(shù)，再通過(guò)高速載波通信的實(shí)際應用，結合其中存在的局限性，進(jìn)一步表明高速載波通信技術(shù)尚待提高，為今后的相關(guān)技術(shù)理論研究提供借鑒意義。

【關(guān)鍵詞】電力載波通信；高速通信網(wǎng)絡(luò )組建

協(xié)議研究我國的電力發(fā)展隨著(zhù)經(jīng)濟的快速發(fā)展而不斷更新?lián)Q代，規模不斷擴大，復雜性也不斷提高，在當前電力網(wǎng)絡(luò )通信中，高速載波通信是現今比較成熟并且實(shí)用性較強的通信技術(shù)，能夠解決大部分當前網(wǎng)絡(luò )通信中存在的安全問(wèn)題，并且能夠在高速載波通信的技術(shù)支持下，成功協(xié)調電網(wǎng)系統中各個(gè)區域內的相互聯(lián)系，能夠在當前我國繁雜多樣電網(wǎng)系統下建立行之有效的電力措施，為我國電力發(fā)展與建設提供有效幫助。

一、高速載波通信技術(shù)的概括

電力載波通信通過(guò)當前所建設的電力網(wǎng)絡(luò )，通過(guò)載波方式進(jìn)行信息的相互傳遞，在傳統的電力線(xiàn)中，一般分為配電線(xiàn)、輸電線(xiàn)與居民用戶(hù)線(xiàn)等。電力載波通信是通過(guò)電力為連接支點(diǎn)，將通信信道作為載波通信的一種全新通信技術(shù)方式，在所有電力系統中較為獨特的信息通信交流方式，在此過(guò)程中不用再另外加設通信管道，在我國的發(fā)電廠(chǎng)與變電所等地區企業(yè)的應用廣泛。但是，由于大量地區存在電力網(wǎng)絡(luò )鋪設不夠理想，在電力載波運行的過(guò)程中存在阻礙，從而導致電力載波通信技術(shù)大范圍推廣存在進(jìn)度緩慢等情況的發(fā)生，尋求電力載波的新發(fā)展成為當前我國電力網(wǎng)絡(luò )發(fā)展的重要方向。

二、高速電力載波通信網(wǎng)絡(luò )的組建

高速電力載波通信網(wǎng)絡(luò )的組建是依據低壓電力的通信網(wǎng)絡(luò )物理結構和通信信息的來(lái)源進(jìn)行進(jìn)一步分析結合，從中提取出組建的信息網(wǎng)絡(luò )和電力網(wǎng)絡(luò )有著(zhù)高度的相似性。

2.1 網(wǎng)絡(luò )接入方式

在國際化所制定的規則下，對于網(wǎng)絡(luò )接入方式分為三種局部區域的組建網(wǎng)絡(luò )標準，以CSMA/CD、令牌總線(xiàn)與令牌環(huán)三者為主，從總體來(lái)看，三者所應用的技術(shù)與理論支撐有著(zhù)同宗同源的相像之處，此外三者的性能有著(zhù)異曲同工之妙，但是三者的適用范圍各有不同。CSMA/CD是三者中電力網(wǎng)絡(luò )覆蓋范圍最大的通信網(wǎng)絡(luò )，其所蘊含的強大安裝量與迅捷的運行速率對電力網(wǎng)絡(luò )的交流極為重要，并且CSMA/CD的協(xié)議簡(jiǎn)潔明了，但是由于其中存在相互沖突的網(wǎng)絡(luò )領(lǐng)域，所以常常會(huì )造成發(fā)送信息具有延時(shí)性，滯后性等等，在電力網(wǎng)絡(luò )運轉過(guò)快時(shí)會(huì )導致超負荷運行，造成電力網(wǎng)絡(luò )通信的不確定性；令牌總線(xiàn)的存在也完美解決了這個(gè)問(wèn)題，具備獨特的處理沖突領(lǐng)域的方式，能夠在簡(jiǎn)短的時(shí)間內處理電力網(wǎng)絡(luò )中的短幀信息，并且能夠優(yōu)先篩取其中存在的不同級別的信息加以處理解決，但是令牌總線(xiàn)的協(xié)議極為繁雜，并且在電力網(wǎng)絡(luò )信息缺失的情況下會(huì )導致延遲過(guò)高，處理信息的速度變慢；令牌環(huán)是電力載波通信網(wǎng)絡(luò )中的各個(gè)支點(diǎn)相互聯(lián)系的關(guān)鍵，面對超負荷電力網(wǎng)絡(luò )是具有高效的處理分析方法，能夠較快程度上解決網(wǎng)絡(luò )中存在的優(yōu)先級問(wèn)題，使得電力網(wǎng)絡(luò )的運行變得更加高效穩定，但是由于缺乏高度集中的電力監控站，會(huì )導致令牌環(huán)只適用于單個(gè)電力站點(diǎn)之間的聯(lián)系，在高度集中的管理下會(huì )缺乏穩定性，效率低下。電力載波網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)實(shí)質(zhì)就是采用令牌總線(xiàn)的網(wǎng)絡(luò )接入方式，使得電力網(wǎng)絡(luò )通信的協(xié)議制定更加簡(jiǎn)便，具有自身獨特的獨特的優(yōu)勢。第一，在采用令牌總線(xiàn)的接入方法，使得電力載波通信對雜音與信息的識別更加準確，根據令牌總線(xiàn)一個(gè)網(wǎng)絡(luò )時(shí)段對應一個(gè)令牌的方式，使得只有擁有時(shí)間段令牌的信息才能進(jìn)行傳遞，大大減少了電力載波通信中數據傳輸錯誤現象的出現等；第二，電力網(wǎng)絡(luò )通信中存在節點(diǎn)不同，節點(diǎn)的性質(zhì)與作用也不盡相同，所以根據令牌總線(xiàn)的運行機制能夠最大程度上克服其中存在的數據傳輸錯誤，與電力網(wǎng)絡(luò )信息的正確傳輸；第三，針對在CSMA/CD中存在的節點(diǎn)擁有對總體信息數據的掌握權力，從中就可以知道節點(diǎn)傳播的信息過(guò)于龐大與復雜會(huì )使得電力網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行高負荷運轉，在此基礎上采用令牌總線(xiàn)的接入方法，大大降低其中存在的不確定性，能夠根據現實(shí)電力情況對數據進(jìn)行逐個(gè)傳遞分析研究，解決電力網(wǎng)絡(luò )高負荷運轉時(shí)的產(chǎn)生的問(wèn)題。

2.2 電力通信網(wǎng)絡(luò )的組建種類(lèi)

在實(shí)際的電力通信網(wǎng)絡(luò )組建過(guò)程中，應用最為廣泛的是美國科技信息公司公司的AN1000 電力網(wǎng)絡(luò )，首先可以根據頻率時(shí)段是否高于400kHz，低于100kHz，電力網(wǎng)絡(luò )通信通常是介于兩者頻率之內，稱(chēng)為增頻電力網(wǎng)絡(luò )，并且該方式傳遞電力通信網(wǎng)絡(luò )的速度能夠達到110kbps；除了上述列舉的相關(guān)電力通信網(wǎng)絡(luò )，AN1000 電力網(wǎng)絡(luò )中還存在針對性的通信創(chuàng )新，例如在實(shí)現不同區域內部網(wǎng)絡(luò )同時(shí)傳輸、能夠在不同地區傳輸時(shí)適應當地電力通信網(wǎng)絡(luò )，有效地解決了電力通信網(wǎng)絡(luò )環(huán)境的惡劣，一定程度上實(shí)現了通信信息傳遞的真實(shí)性與穩定性。電力網(wǎng)絡(luò )AN1000 還根據不同類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò )接口與元件，重新設計加工了全新模板的EPROM固件，體現出市場(chǎng)需求性的設計方向。首先是將固定零件進(jìn)行整體串聯(lián)，保障元件的關(guān)聯(lián)性，還有一種是根據電力通信網(wǎng)絡(luò )中的常規問(wèn)題，結合通信性能組成的固件。在上述兩種元件的組合下，將電力網(wǎng)絡(luò )AN1000 進(jìn)行整體串聯(lián)，結構簡(jiǎn)便，在按照常規理論與思維方式，賦予該電力通信網(wǎng)絡(luò )自由性。在電力網(wǎng)絡(luò )AN1000 的啟動(dòng)生效形態(tài)：① 電力主機形態(tài)：存在控制整體系統的指令令牌；② 非電力主機形態(tài)：可以根據電力主機形態(tài)發(fā)出的令牌指令進(jìn)行任務(wù)完成，不能通過(guò)令牌掌握整體系統；③ 輔從電力主機形態(tài)：不能對令牌發(fā)出的指令進(jìn)行任務(wù)執行，并且對電力通信網(wǎng)絡(luò )的使用要依據主機形態(tài)而定。因此，針對上述三種形態(tài)的電力通信網(wǎng)絡(luò )構建，能夠結合成下列形式。

三、高速電力載波通信網(wǎng)絡(luò )的協(xié)議研究

3.1 協(xié)議研究的概括

在電力通信網(wǎng)絡(luò )的影響下，對載波協(xié)議的設計與研究顯得尤為重要，在協(xié)議設計中，為了減少協(xié)議的繁雜性，使得其更加簡(jiǎn)便明了，通常采用層級的方式進(jìn)行組織分析，即在協(xié)議設計的每一級別下構建另外一級，使得整體電力網(wǎng)絡(luò )的層級數量性質(zhì)各不相同，存在差異性，在每個(gè)節點(diǎn)都有自己獨特的標識，并且為上層網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行服務(wù)。

3.2 串口操作

協(xié)議中MAC子層主要進(jìn)行串口流數據的發(fā)送與收錄，并且按照規定時(shí)刻與AN1000 相互聯(lián)系，方便進(jìn)行數據信息的交換與傳輸。針對二者相互通信的方式通常是采取直面對象的規劃工序進(jìn)行，能夠實(shí)現多種類(lèi)型的MAC工作，包含有RS232 設計與Win32Port等系列設計方式進(jìn)行。前者對相關(guān)串口工作進(jìn)行抽象規劃，將電力通信網(wǎng)絡(luò )中的全部相關(guān)接口重新組織，形成行的聯(lián)系，即Win32Port是根據前者的概念引出，并且解決了通信的下端接口，串聯(lián)中使用API函數進(jìn)行計算設計。進(jìn)行串口操作時(shí)，首先將電力通信的內部系統按照令牌指示進(jìn)行啟動(dòng)，在啟動(dòng)環(huán)節，如果產(chǎn)生兩個(gè)串口連接線(xiàn)，就可以把這兩個(gè)線(xiàn)路程序當做該操作內容信息的錄入與讀取。此外，根據常規原理進(jìn)行錄入讀取的程序設計，并通過(guò)內部關(guān)系網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行數據啟動(dòng)，也可以進(jìn)行信息數據的重新規劃，防止出現重大事故時(shí)直接通過(guò)串口進(jìn)行事件的處理，而是按照串口程序將內部事故的通信信息發(fā)出，外界接收信息后提出針對性的解決措施與解決行為，并且將此次事故進(jìn)行收錄。相較于傳統處理程序顯得更為靈活，將通信信息的傳遞時(shí)間大大縮短，提高處理意外事故的效率。

3.3 建立消息循環(huán)

電力通信網(wǎng)絡(luò )存在初次運行的過(guò)程中，內部通信指令會(huì )將此次消息循環(huán)的時(shí)段傳輸到AN1000 數據庫中，并把其中存在返程消息進(jìn)行自由錄入，加以保存，保存內容有數據信息的時(shí)段、運行形態(tài)與信息的披露形式。并且在進(jìn)行電力通信網(wǎng)絡(luò )的自我程序監查中，根據網(wǎng)絡(luò )線(xiàn)路的運行狀態(tài)，當電力通信網(wǎng)絡(luò )中存在返程信息為0 時(shí)，可以進(jìn)行系統內部指令的自我傳遞，即在指令輸出地質(zhì)重新規劃令牌、令牌信息發(fā)出機制等，避免數據信息的遺漏。在消息循環(huán)建立之后，要想將信息進(jìn)行逐級傳遞，首先要進(jìn)行級別令牌的設置，即：在電力通信網(wǎng)絡(luò )運行過(guò)程中，出現下級消息不能進(jìn)行上級消息收錄，就將此處保存在案，通過(guò)對電力數據信息的時(shí)段節點(diǎn)進(jìn)行標記，并設置相關(guān)聯(lián)系，將其錄入網(wǎng)絡(luò )通信的構件中，在沒(méi)有初見(jiàn)數據傳輸失敗的情況，就可以進(jìn)行下一級的數據節點(diǎn)傳輸。按照上述情況，令牌在內部執行指令一輪后，除了會(huì )將各個(gè)節點(diǎn)的通信數據相互錄入分析外，還將會(huì )進(jìn)行內部信息的初始化處理，已開(kāi)展下一周期的運行。整體流程不存在漏洞，一臺主機對應相關(guān)節點(diǎn)地址與輔從地址，能夠形成一個(gè)良好的系統循環(huán)。

3.4 通信實(shí)驗與分析

上述實(shí)驗能夠適應電力通信網(wǎng)絡(luò )建設中的外部環(huán)境，此外，還能進(jìn)行電力信息數據之間的快速傳遞，并且準確性與數量性也會(huì )產(chǎn)生質(zhì)變；再者，由于信息傳遞的終點(diǎn)端不同會(huì )產(chǎn)生數據的錯誤與缺失，因此要進(jìn)行通信網(wǎng)絡(luò )寬帶的接入，再用系統令牌與總線(xiàn)路進(jìn)行規劃，將節點(diǎn)中傳輸量大的作為主節點(diǎn)，全面進(jìn)行通信網(wǎng)絡(luò )的掌握。

四、小結

通過(guò)對高速載波通信網(wǎng)絡(luò )的概括了解，結合高速電力載波通信網(wǎng)絡(luò )在信息數據傳遞中出現的問(wèn)題進(jìn)行分析處理，得出組建載波通信網(wǎng)絡(luò )應當根據電力信息傳遞中出現的問(wèn)題為出發(fā)點(diǎn)，以解決其中的出現的高負荷運轉及節點(diǎn)處理等問(wèn)題為準則，著(zhù)重以令牌總線(xiàn)的接入方式為協(xié)議研究，在文中闡述了令牌總線(xiàn)接入方式對日常生活的高效運用，通過(guò)對居民寬帶節點(diǎn)的利用，最大程度上減少了資源的浪費，提高了信息數據運轉的效率，為實(shí)現高速電力載波通信的發(fā)展打下基礎，為后續協(xié)議研究工作提供借鑒經(jīng)驗。

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