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结合利用有线和无线技术实现电网互操作性彩神
浏览: 发布日期:2019-09-06

  树龄能够按照树的年轮来算计。配电网的行使年限能够通过其最晨安装的组件来确定

  原形上,很众电网组件的行使时长能够赶过50年,个中极少起到枢纽效率的原装部件乃至还能不断处事。基于“不要捣蛋近况”的理念,电网演化的一个枢纽寻事是何如实行互操作性。何如正在不断向最新以太网手艺过渡以及采用Sub-1 GHz、Bluetooth®和Wi-Fi®等无线手艺的同时,连结采用RS-232和RS-485等成熟牢靠的有线相联手艺?跟着物联网(IoT)正在电网规模的发扬,创设智能电网所需的大大都有线和无线本原手艺仍然成熟。咱们目前需求一个连结行使这些手艺的框架体例。

  而今,大大都配电网都由声援首要电网资产监控、爱护和管制的手艺撮合而成。它们是累积实体,由于它们跟着时期推移而扩展以满意需求。尽管您行使新颖相联手艺,它们照旧必需与端庄的守旧修立举行交互。

  这日的大型电网与区域验证的最佳实施周密连结。动作一种邦际法式,邦际电工委员会(IEC)61850试图法式化变电站级智能电子器件的通讯同意。跟着城镇和都市的扩张,带有输电线途、配电线途和变电站的电网本原步骤一向扩展,实行发电站与用电用户之间的互联。变电站中的修立需求一种安好牢靠的彼此通讯手腕,以便正在变电站之间换取爱护和管制讯息。 正在20世纪90年代,带宽更大的有线以太网日益受到注意之前,行使RS-232和RS-485运转硬线是数十年来的最佳实施。固然无线连通性仅限于传输和分派空间中的打击监控修立,但用于配电中资产监控的低功率射频(RF)的过渡才刚起步。

  电网资产和监控修立都正在过去20至30年间修设。当修立需求彼此通讯时,较旧的布线仍可供应牢靠相联。彩神固然无线手艺的集成本钱也许更低,但当它仍能处事时,改换已用几十年的全部汇集本原步骤并不具有经济旨趣。最首要的是,安好性永远是任何无线手艺的闭心点。最终,它也许会换成更新的无线手艺,但这些继任者仍需求与已用数十年的修立举行通讯。

  与美邦高速公途相通,底层有线电网也许会扩大一个或两个新的出口斜坡,但始终不会被齐全调换。尽管您要新修新的太阳能发电厂或采用最新无线相联手艺的微电网,也仍需与数十年前的本原步骤互操作。旧修立惟有正在阻滞实行其首要效力时才会被改换。

  鉴于IEC 61850法式出处于欧洲,欧洲创修商正在旗下修立出卖所涉足的欧洲邦度和地域应以IEC 61850法式为准。假使这种环球连通性法式影响了数据搜聚、解决和挪动等变电站策画,但仍存正在不兼容性,由于电网的增加物均基于可用手艺的成熟度而策画。 因为没有强制法式,正在城镇老区修制的变电站也许很难搜聚资产的任何数据。跟着这些配电网的调和,它成为互操作性的寻事,由于相联每个变电站修立的底层本原步骤的策画区别。

  正在统一线途上,固然最老的变电站也许惟有几个断途器、彩神变压器、调治器和其他爱护和监控修立,但引入新线途意味着扩大新的断途器和新颖爱护继电器,与20年前投放的那些并用。

  全体部件均可物尽其用,却又各尽其能。这为实行智能电网和物联网相联电网创建了动力和寻事,可按照需求上下调理数据。

  前辈的配电网是一种可正在打击功夫自我修复的电网。它实行电网资产和终端修立之间的可扩展性和互操作性。该电网行使双向电力供电,理思环境是从尽也许众的可再生能源中供电。智能电网旨正在战胜守旧电网的寻事,实行监控、明白、管制和通讯,以助助抬高作用,低落能耗和本钱,并最大节制地抬高透后度和牢靠性。 启用物联网的配电网通过集成更众超低功耗传感器和无线通讯节点,供应按需数据。

  有线手艺并无众大起色,假使不失效力性和牢靠性,如故有质疑声传来看法退用这种守旧手艺,然而有线手艺仍组成新颖智能电网的支柱。

  硬连线的电网本原步骤能够追溯到长远以前 – 可追溯到50年前。因为该本原步骤仍能处事,并且更好的代替处分计划品的本钱加入过高,所以该本原步骤仍正在不断行使。

  很众旧的通讯同意、电途和布线照旧是当今电网的一片面。端庄的通用异步汲取器发送器(UART)仅行使两条线途正在器件之间传输数据。RS-232同意可追溯到60年前,且已经是独一可用的数据换取法式。RS-232界说的电压电平使其免受噪声搅扰并省略数据换取中的打击。它可正在这日的大大都谋略机中找到。

  与此同时,RS-485是最通用的一种通讯法式,平常用于众个节点彼此通讯的数据搜罗和管制使用。与RS-232的单端信令区别,RS-485的差分信号对控制最大隔绝和通讯速率的信号线噪声不敏锐。

  用于现场总线通讯的PROFIBUS法式可追溯到20世纪80年代中期,且仍是最盛行的仪外相联手艺之一。假使它们已老化,但这些法式和同意照旧供应了极少所长,片面原故正在于它们的简陋性和牢靠性以及安好性:与新颖以太网或Wi-Fi汇集区别,它们不易被黑客攻击。若您只换取有限数目的数据,它们也极具本钱效益。但当您指望扩大电网的矫捷性和效力时,这也许是一个首要的控制成分。较慢的速率和较低的带宽控制为声援每秒兆字节数据速度的以太网供应了机缘。 这日的以太网MAC和PHY接口声援双端口,首肯冗余、更高带宽和速率,以及增加更众效力的才力。

  德州仪器(TI)开垦的参考策画不只概述了何如以充盈愚弄其固有上风的式样将特定通讯手艺编入电网修立,还概述了何如与其他手艺(网罗守旧同意)举行通讯。

  TI有几种参考策画可满意RS-232和RS-485同意的哀求。具有集成信号和电源的断绝式RS-232参考策画 可供应也许形成断绝的直流电源的紧凑处分计划,同时声援断绝的RS-232通讯。它由带集成电源的加强型数字断绝器和RS-232通讯收发器构成。

  看待RS-485,TI有两种参考策画。面向效力断绝型RS-485、CAN和I2C数据传输的通讯模块参考策画 是一种低本钱、高作用的通讯模块处分计划,专为工业编制而策画,网罗需求断绝通讯和断绝电源的储能库。这种策画实用于电网,片面原故是它颠末阴毒境况下健旺数据传输的测试。具有集成信号和电源的断绝式RS-485参考策画 可供应也许形成断绝的直流电源的紧凑处分计划,同时声援断绝的RS-485通讯。它由带集成电源的加强型数字断绝器和RS-485通讯收发器构成。

  看待以太网,TI用于变电站自愿化高可用性无缝冗余(HRS)以太网参考策画 为智能电网传输和配电网中变电站自愿化修立的高牢靠性、低延迟汇集通讯供应了框架。它声援IEC 62439法式中的HSR楷模和电气和电子工程师协会(IEEE)1588法式中的切确时期同意楷模,且可声援通用IEC 61850法式,无需出格组件。

  采用光纤或双绞线接口、适当EMI/EMC法式的10/100 Mbps以太网砖型模块参考策画 无需为铜缆或光纤接供词应众个板卡。 它采用小型低功耗10-/100-Mbps以太网收发器来减小电途板尺寸,实行本钱优化和可扩展的处分计划,同时低落高温境况下的功耗。当然,以太网照旧具有旧布线的极少不异瑕疵。您还需将光纤埋入地下,就像铜缆相通。挖电缆槽和铺设地下光纤本钱很高,这即是为何将网罗Sub-1 GHz、Bluetooth®和Wi-Fi等无线手艺的新颖智能电网网罗Sub-1 GHz、Bluetooth®和Wi-Fi等无线手艺动作有线手艺扩展的原故。

  无线通讯为汇集扩大了冗余和弹性。按照使用,可行使蓝牙低功耗、Sub-1 GHz和Wi-Fi等无线手艺,正在隔绝、带宽、功耗和噪声聪敏度之间举行衡量。

  电网物联网参考策画:行使Wi-Fi将断途器和传感器相联到其他修立 演示了何如创立Wi-Fi汇集、数据传输计划和最小化功耗。它集成了Wi-Fi效力,可通过TI的SimpleLink™CC3220无线MCU以及集成的汇集打点器和使用途理器,加强电网修立的相联性,实行资产监控。

  若修立隔绝更远,数据传输隔绝赶过几英里或几公里,或者没有Wi-Fi汇集,则可行使无线-GHz)。 电网物联网参考策画:行使低于1 GHz 射频相联打击指示灯、数据搜聚器和微型RTU 正在众个传感器节点和搜聚器之间的星形汇集中供应Sub-1 GHz的无线通讯。该策画采用排挤打击通道指示器和数据搜罗器优化低功耗和短隔绝。

  这些无线手艺为电网互操作性扩大了极大的矫捷性。它们可助助从电网中按需搜聚大宗数据,以更好地监控资产的壮健情形。Wi-Fi、蓝牙低功耗和Sub-1 GHz的频率首肯正在智能电网中更速陈设首要和辅助修立,而无需花费行使以太网等新颖有线手艺所需的时期和用度。

  数字电网和启用物联网的电网不成避免,但它们必需符合守旧同意和新颖有线手艺。

  新颖手艺将有助于更好地解决旧资产。无线传感器将也许监控数十年前的变压器并举行主动调换,以解决其壮健情形。数据明白正正在饱励更速地共享相闭电网形态的更众讯息的需求。

  因为守旧修立的保质期长,所以这将是一个漫长的过渡期,且电网的性子意味着各式效力组件的行使时期将高出数十年。TI的参考策画和产物供应了一个解决过渡的框架。跟着时期的推移,更众的无线手艺将代替硬连线的守旧本原步骤。但这日的智能电网仍是需求同一和妥协的新旧搀杂手艺。

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