电力通信（共12篇）
电力通信 篇1
0 引言
近20年来,量子通信作为一门新型交叉学科逐渐发展起来,目前已成为国际量子物理和信息科学的研究热点之一。量子通信是一种新型的利用量子纠缠效应进行信息传递的通信方式,具有高效、无条件安全等特点,是结合了量子论和信息论的重要科学研究领域。其中,潘建伟教授领导下的中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室、安徽量子通信技术有限公司、中科大上海研究院量子工程中心、光与冷原子量子信息研究中心和量子信息与量子科技前沿协同创新中心等,取得了国际先进成果,开发了量子通信相关设备,如量子网关、量子VPN、高速加密机、量子交换机、单光子探测器等[1]。
1 量子通信研究及其产业化进展
量子通信具有无条件安全特性,即在目前技术条件下可以提供绝对安全,可以通过一次一密保障信息安全,同时可以通过量子状态侦测安全攻击,这是传统通信方式所不具备的。该特性为国家安全、基础设施、网络通信、金融等领域提供强有力的技术支撑,显现出广阔的前景和应用价值。
量子通信融合了现代物理学和光通信技术相关研究的成果,其基本思想主要由Bennett等人于20世纪80~90年代起相继提出。量子通信按照信道分为2类:一类是量子隐形传送(quantum teleportation);另一类是量子密码通信(Quantum Key Distribution,QKD)。量子密码通信通过一次一密的加密方式可以实现点对点方式的安全经典通信,由物理学基本原理来保证密钥分配过程的无条件安全性,从而建立安全的通信密码。量子通信基于量子力学基本原理,不依赖于计算的复杂性来保证通信安全,其安全性不会受到计算能力和数学水平的不断提高的威胁[2,3,4]。量子通信的分类如图1所示。
量子通信的安全性已经获得严格的数学证明,迄今为止在经典通信上是做不到的,2种通信方式[4,5]的安全性示意如图2所示。
1.1 量子通信研究进展
近年来,量子通信已成为欧盟、美国和日本等发达国家重点关注的前沿科技热点,国际竞争非常激烈。这场竞争从美国国防高级研究计划署建设第1个量子通信试验网络开始算起,到目前为止已经持续了10年以上。近10年来,国外已经建造了一系列的小规模QKD技术验证网络,包括:2008年欧洲联合建立的SECOQC网络、2009年美国国防高级研究计划署(Defense Advanced Research Projects Agency,DARPA)建立的“国防部感兴趣”的城域QKD网络以及2010年日本通过与欧洲合作建立的Tokyo QKD Network。
欧盟相关机构于2010年4月更新的量子通信技术发展路线图——《量子信息处理和通信:欧洲研究现状、愿景与目标战略报告》中指出,欧洲未来10年的量子通信目标将实现基于自由空间的卫星—地面量子通信和千公里级别的光纤量子通信。日本国家信息通信研究院在其网站上公布了至2040年的量子信息通信技术发展路线图,按计划将在2020年实现量子中继,到2040年将建成无条件安全、极限容量和超高精度的广域光纤与自由空间量子通信网络。根据DARPA的预算书,从2012年起,美国军方已经筹划并安排了针对空间尺度达到5 000 km量级的广域量子通信网络技术的预先研究。英国财政部发布了总投资额2.7亿英镑的5年专项计划,面向市场需求,将量子保密通信、量子测度、量子传感器、量子模拟和量子计算等5个方面作为重点发展的量子技术。
1.2 量子通信产业化情况
欧洲已经把量子通信应用于电子政务和金融领域,欧洲的电信运营商也开始引进量子通信技术,不断研究量子通信特性及应用领域,同时开展商业和运营模式探索。欧洲发布了量子通信技术和商业白皮书,启动了技术标准化进程,包括AT&T、Bell实验室、IBM、Hewlett-Packard、Siemens、Hitachi在内的世界著名公司对量子通信技术投入了大量研发资本,并介入了产业化开发。瑞士Id Quantique、美国Magi Q Technologies、法国Sequrenet公司以及澳大利亚Quintessence Labs等已有量子密码的相关产品。
1.3 中国量子通信技术
我国政府高度重视包括量子通信在内的量子技术的发展。量子通信已经被列入《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)》,而其中的量子通信,属于国家重点发展的具有引领新兴产业发展潜力的前沿技术,已被列入国家“十二五”科技发展规划纲要中。国家“十二五”科技发展规划纲要指出,在信息技术领域要突破“光子信息处理、量子通信、量子计算等核心关键技术”;2013年6月20日,中国科学院研究报告即《科技发展新态势与面向2020年的战略选择》指出,中国在2020年左右可能产生的19项科技突破里,量子通信(及量子计算)排在首位。
我国的量子通信技术布局早,成果卓著。中国科学院从20世纪90年代就开始布局量子通信技术。2001年在合肥成立了中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室量子物理与量子信息研究部,2011年5月在济南成立了中国科学院量子技术与应用研究中心,2014年1月15日在合肥成立了中国科学院量子信息与量子科技前沿卓越创新中心,这3个研究部、研究中心和卓越创新中心都由潘建伟院士担任主任。以中国科学院、中国科学技术大学在量子信息与量子科技前沿领域已取得的领先优势为基础,创新机制体制,瞄准前沿研究热点和国家重大需求,着力突破推动量子科技革命的前沿科学问题和战略性高技术问题[6]。
2 量子通信应用情况
2.1 国内应用案例
2012年2月“金融信息量子通信验证网”建成投运,该验证网是在中科院量子技术与应用研究中心的主导下,由其产业化公司——山东量子科学技术研究院有限公司、安徽量子通信技术有限公司等合作利用已有的量子通信网络技术,针对新华社的金融信息系统通信的需求和特点,结合其信息处理和传输系统的特点开发的量子通信验证网络,目标在于将量子通信技术和特定的经典通信应用系统相结合,拓展量子通信技术的应用领域[2,7]。该网在实时文字交互、视频语音通信和高速数据传输等方面实现了高保密性。此外,采用量子密码进行仿真股权和债券交易系统,这在国内外开展利用量子通信技术保障金融信息安全的研究中尚属首次。
2012年3月,“合肥城域量子通信试验示范网”正式投入使用[8]。该网络具有46个节点,部署高速光纤约1 700 km,建立包括6个接入交换和集控站链接,同时接入16组“量子视频”用户和40组“量子电话”用户,覆盖了合肥市主城区,是当时世界上第1个规模化的量子通信网络。
2013年12月,“济南量子保密通信试验网”在济南市建设成功并全网运行,该网络以承载实用业务为目标,拥有56个节点,90多个服务用户,涵盖对信息安全要求较高的政府机关和企事业单位等50个终端用户单位,是当时世界规模最大的量子通信城域网络[8],网络由山东联通提供光纤线路资源。作为量子通信试验床,该工程的建设将为量子通信提供完整的仿真环境,对大规模应用中可能遇到的关键问题进行攻关,从而为实用化的量子通信大型城域网在国内的推广以及量子通信技术的产业化奠定基础。
2013年7月22日,国家发改委批准建设“量子保密通信京沪干线技术验证及应用示范项目”,总投资为5.6亿元,项目于2016年6月投运。京沪干线项目以服务国家信息安全重大需求为战略目标,设目标是建成连接北京、上海,贯穿济南、合肥等地的量子保密通信骨干线路,线路总长2 000余千米,连接各地城域接入网络,打造广域光纤量子通信网络,并建成大尺度量子通信应用研究、技术验证和应用示范平台[8]。以金融、政务和商务应用示范为抓手,兼顾军民融合,探索量子保密通信业务的商业模式。
2.2 国际国内电网应用
2012年,美国洛斯阿拉莫斯国家实验室(LOS Alamos National Laboratory)团队研究和展示了量子保密通信系统用于加密电网数据和控制指令,已开发出应用于电力网络的量子保密通信系统,该系统运行于伊利诺斯大学厄尔本香槟分校的一个可信网络基础设施的电网(TCIPG)。2012年在加州成立的Grid COM公司,开始把量子保密通信技术应用到电力系统中,可实现不间断机器到机器的服务(M2M),M2M是广泛应用于电力系统的最新安全通信与性能标准,提供“Quantum Data Locking service”的保密通信服务。近年来,包括AT&T、Bell实验室、IBM、Hewlett-Packard、Siemens、Hitachi、Toshiba在内的世界著名公司对量子通信技术投入了大量研发资本,介入了其产业化开发。还有瑞士Id Quantique、美国Battelle以及澳大利亚Quintessence Labs等公司,以及美国Oak Ridge实验室联合GE公司、IDQ公司开展量子通信在电网中的应用项目[1,2,3,9]。
在我国电力通信方面,也进行了相应的应用研究。如中国电科院与中科大研究团队开展了电力量子保密通信方面的科研项目,包括“电力应用环境QKD设备系统稳定性实现技术和测试方法”项目,其研究重点是QKD电力通信网络,主要考虑远距离通信[10,11]。研究内容包括:强磁大电流环境下的QKD设备测试;密钥传输接口协议的制定和标准化;量子通信设备的准入规范制定。
开展在电力系统应用环境下QKD设备的安全性评估研究,主要针对将QKD设备应用于电力领域进行阐述和分析,通过对具备QKD功能的安全通信系统与传统加密系统的安全性进行比较,提出QKD对传统加密设备的安全性增强策略。从传统电力加密设备和系统的安全性现状出发,结合QKD系统本身的安全性特点,提出具备QKD功能的电力通信设备(系统)的安全性设计要求。
另外还有对电力量子安全通信产品方案和电力量子通信组网的研究,针对QKD设备在电力领域的应用进行阐述和分析,从现有电力通信网络的安全性特点出发,给出了电力系统多用户应用场景下的量子密钥分配、存储和管理机制实现方案[11],并且研究了QKD装置与电力二次防护设备相结合的有效方法。
目前,量子通信在国家电网系统已经从研究走向试点应用。2015年6月,中国电科院与中科大合作开展“电力工业量子通信网”研发,搭建首个电力工业量子通信网,初步规划为点对点网络,在电网实用数据传输网络环境下部署量子通信设备,承载语音、视频等业务。将采用最新的量子密钥分发技术和应用接入技术,提供量子安全下的数据传输等基本功能,实现全硬件的量子密钥分发过程,利用生成的量子安全密钥对原有电力通信网传输的数据进行加密保护[10]。同时开展量子保密通信电力应用示范网建设,搭建4节点(1个集控站、3个用户)的星状量子通信应用示范网,同样承载语音、视频等业务,也可作为与现有经典安全设备(如二次防护设备)的融合和接入试验平台。技术验证完成后,尝试在搭建的网络中承载实际业务(如计量类营销数据和办公网络数据)和调度业务(如生产数据)的信息传输,为后续量子通信在电力行业中的实际应用奠定基础。在应用示范网基础上,对量子通信产品进入电力系统制定检测标准,分析QKD设备在高压、强磁、风激、舞动等电力光缆传输中的错误率和成码率。
3 量子通信应用参考
在传输能力方面,主要包括经典通信传输能力和量子密钥应用传输能力2个方面。
1)经典通信传输能力。量子安全通信不会对经典通信传输能力产生任何影响,只是利用量子密钥将经典传输数据加密后(一次一密)进行传输,因此经典通信传输能力取决于业务终端的数据传输带宽[12]。目前公司的量子昆腾VPN数据吞吐率有500 Mbps、1 000 Mbps等(根据客户需求可进行定制)。
2)量子密钥应用传输能力。量子密钥的生成速率≥2 kbps(50 km@13 d B),量子密钥的更新频率可达到300次/min。
在工程成本方面,由于量子通信属于新技术,其设备成本较高,大概是经典设备的4~5倍。在电网量子通信专用设备、标准都成功以后,成本可以下降。量子通信系统与传统通信系统造价比较见表1所列。
以4节点(1个集控站节点、3个用户节点)为例:关于量子通信安全方面,量子安全通信的优势在于解决经典传输链路的安全性,通过量子不可测量、不可复制原理进行相位编码产生绝对安全的量子密钥,并对原有的传输数据进行安全加密。而对于机房、集控站中的物理安全性则仍然需要通过经典安全的方式进行防护。
总之,量子通信与现有通信技术是一个取长补短、相互融合的过程,量子通信不会从根本上替代现有的通信技术,而是在现有技术的基础上,在物理层、网络层和应用层将两者有机融合。随着量子通信技术的成熟,未来将进一步向规模商用阶段迈进,在国防、军事、金融和电力等领域的应用前景广阔。
4 结语
电力系统通信网络及其信息安全问题关系着电力企业的安全生产与经济效益。目前,电力行业在网络与信息安全的基础支撑技术方面还存在一定的局限性,未来所面临的安全风险不可预知。探索量子保密通信技术在电力系统通信安全方面的应用是一项非常有意义的前瞻性工作,对形成高安全性、高效率、稳定可靠的电力信息通信系统,促进管理一体化、简单化大尺度的新一代电力信息通信体系意义重大。
建议根据电力通信特征开展如下工作。
1)深入调研电力信息通信业务,建立信息系统安全生态表。调研目前在运各个业务应用系统的信息安全生态,按安全级别及紧要程度等量化安全优先级,明确安全需求。考虑到实际应用业务运维,业务系统数据量大、架构复杂、关联耦合度高,因此可以按照信息安全等级及系统的定位进行评价,建立系统安全对照表,明确各级系统运行条件及安全要求,尤其是对信道的安全要求。
2)根据业务应用需求及支撑条件,开展业务应用示范验证。调研表明我国的量子通信研发成果具有世界先进水平,且完全拥有核心技术及知识产权。同时,已成功研发了一系列具有国际领先水平的关键器件,可以根据业务梳理结果,对一些重要且独立的信息通信系统采用量子技术进行保护,开展示范性应用,对电力通信中引入量子技术进行验证。在研发过程中,与先进的队伍合作,大力培养电力量子通信方面的人才,提高和完善量子通信技术在电力系统中的应用。
3)凝练应用示范验证成果,建立量子通信设备入网标准、规范,推广应用范围,建立电力量子通信运维管理体系。根据应用示范验证的成果,对必要的应用系统采用量子通信技术进行安全保护。研发符合电力通信要求,满足电力环境下进行正常通信的相关设备;提出电力量子通信入网标准、规范;建立运维管理体系;推广量子通信应用范围。
张翼英
参考文献
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电力通信 篇2
但是随着电力通信光缆使用时间的增加，通信光缆难免会发生一些故障。
在日常的维护过程中很难预测通信光缆的故障点，当于通信光缆发生故障时，对故障点准确定位也是判断的难点。
本文主要介绍了基于GIS的故障定位算法，该算法可对通信光缆故障点进行准确定位。
电力通信中通信光缆故障定位研究 篇3
【关键词】电力通信；通信光缆；故障定位
0.引言
随着我国科技水平的提高，电力通信行业也得到了长足的进步，在我国现阶段各行业的发展，起到了举足轻重的地位。随着通信光缆的广泛应用，通信光缆在电力通信行业的作用越来越明显，但是通信光缆中的故障维修效率跟不上电力通信行业的发展，因此我们必须采用相应的手段来改善这种状况。本文拟采用GIS的故障定位算法，对通信光缆故障的准确定位，并通过光时域反射仪的运行原理，在通信光缆的区域内建了一个GIS系统，监测光缆的故障点，并予以及时维护。
GIS系统（地理信息系统）主要是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层空间中的有关地理分布数据进行综合采集与分析技术系统。
光时域反射仪利用光线在光纤中传输时的瑞利散射和菲涅尔反射所产生的背向散射而制成的精密的光电一体化仪表，对于故障定位有显著的作用。
1.电力通信网络和通信光缆故障监测
1.1电力通信网络的基本特点
对于电力通信网络来说，其是由光纤、基本的微波和所需的卫星电路构成的，对于电力通信的主要的通信方式主要有电力线载波通信和光纤通信。
电力通信网络在传输过程中具有以下几个基本要求：首先必须保证电力通信网络具有一定的安全性，在此基础上要同时具有可扩展性和高效性。对于现行的电力通信网络必须包含有一定的效益性和环境保护能力。
1.2电力通信网络的光缆故障监测
在电力通信网络的光缆故障监测关键设备是光时域反射仪，该仪器主要是针对光纤线路损耗、光纤的基本长度、光纤的故障点进行监测的。它的基本原理主要是利用光线在光纤中传输时的瑞利散射和菲涅尔反射所产生的背向散射情况进行故障定位。
光时域反射仪从发射信号到返回信号所用的时间，再确定光在玻璃物质中的速度，就可以计算出距离。这种方式可以判断电力通信网络的光缆故障中光缆的长度和光缆故障的位置。它的基本表达式为：
d=（c×t）2（n）
式中，c是光在真空中的速度，这个速度是已知的而且是个定量， t表示在传输过程中发射信号到返回信号所用的时间，这个时间是通信时间的两倍， n表示折射率，对于不同的介质折射率有着明显的不同。光时域反射仪原理图如图1：
图1 光时域反射仪原理图
光时域反射仪必须设置相应参数：距离一般选被测纤长的1.5倍，使曲线占满屏的2/3为宜，光纤的折射率一般与光纤实际的折射率一致，SM一般为1.45～1.48；对于光时域反射仪后向散射曲线（测试曲线）如下图2：
图2 光时域反射仪散射曲线（测试曲线）
对于这个曲线来说，竖轴表示背向散射光的强度（dB），而横轴表示瑞丽散射形成的背向散射光。
2.电力通信中通信光缆故障定位
基于GIS的故障定位算法可对通信光缆故障进行准确定位，此时需要通过光时域反射仪的运行原理，在通信光缆的区域内建了一个GIS系统。对于GIS系统能对地理分布数据进行综合采集与分析。
把GIS与光时域反射仪相结合，必须保证在GIS系统中有一个与光时域反射仪相结合的接口。基于GIS系统通信光缆的分层结构如下表1所示（仅列取主要的层次）：
表1 基于GIS系统通信光缆图层结构
2.1对光缆进行距离测量
为了测量光缆两点间的光学距离，我们采用光时域反射仪发射信号到光纤中，然后对光纤中的反射情况进行必要的测量。基于光时域反射仪原理，对以下两个数据分析。光时域反射仪光接收器的瑞利后向散射光功率，公式如下：
P=PsaK（10）
光时域反射仪光接收器的菲涅尔反射光功率遵循以下公式：
P=PKF（10）
式中，P为注入光纤的光脉冲峰值功率，a为光纤散射损耗系数， s为光纤后向散射系数，K为光纤近端到检测器的光路耦合系数；F为菲涅尔反射系数，a为光纤衰减系数。
2.2 GIS故障定位算法 （下转第146页）
（上接第111页）故障定位算法需要预先测出故障坐标，经纬度与坐标之间的换算公式如下：
X
=
（X
-X
）+X
Y=
（Y
-Y
）+Y
式中，X，Y为故障点坐标，D为OTDR测量距离，X，Y，X，Y分别为记录点A和记录点B的对应杆点的坐标，D，D为A点和S点对应杆点至中心机房的距离。
GIS故障定位算法的基本流程如下：首先测得光时域反射仪的故障距离D，然后打开光缆节点对应的属性表，接着使用查找法，确定对应的光缆节点A和节点B，依次得到其对应的距离（XA，Y）和（X，Y），计算出故障点的经纬度坐标（X，Y）。
维修工人可以根据光时域反射仪测量出来的光缆线路故障点到测量点的距离，再利用GIS的相应原理可以得到光缆线路故障点基本信息，从而实现对光缆线路故障点的定位。
3.结束语
在日常的电力通信中通信光缆故障维护过程中，以前很难预测通信光缆的故障点进行确切定位。基于GIS的故障定位算法，对实现通信光缆故障点的准确定位，并且根据GIS系统的相应原理而实现光缆的快速的故障定位和故障维护。维修人员可以尽快的找到错误地点，从而加快了维修效率，尽可能的缩短了故障的维修时间，在一定程度上减少了故障带来的损失，同时为以后的电力通信中通信光缆故障准确定位提出了新的解决途径。 [科]
【参考文献】
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电力通信 篇4
量子通信技术是力学和经典通信的相合产物, 可以有效的提高我国科学技术水平, 促进电子行业快速发展。量子通信技术在电力通信系统中建立了通信专网, 只有这样才能保证电子通信在使用过程中的安全性。由于电力通信数据具有一定的特殊要求, 只有使用量子通信技术才能满足其需求, 从而促进我国电子行业与电力行业的快速发展。
1 量子通信技术的概述
量子通信技术可以有效的将一些量子态进行传递, 同时还能完成量子密集编码、量子隐形传态、量子密钥分发工作。其中的量子密集编码主要通过一些计算机设备进行;量子密钥分发, 量子态在传输过程中可以由光纤和自由空间接收, 等到原有的量子态消失之后可以将其再其他地方重新, 只有这样才能从根本上将量子态的光子本身得到保障[1]。量子通信技术可以有效的将量子密钥分发进行合理分配, 并为其设置对应的保密通信。
量子密钥分发在使用过程中可以有效的负责量子的产生与分发, 并为其设置对应的量子密钥, 从而保证在一些数据传输时以密文的形式进行传输, 在一些必要时还需要将数据信息通过静电的信息道进行传输。在量子隐形传态中, 可以将数据信息同通过经典通信道传递出来, 并将原有的数据信息与量子信息相结合, 只有这样才能从跟不上实现量子隐形传态。量子通信技术在使用过程中不仅仅有在线窃听检测功能还有较高的保密功能[2]。但是量子通信技术并不能打破传统的经典通信速率与干扰性能, 这需要国内外专业技术人员加强对量子通讯技术的研究, 才能为其添加更加多样化的使用功能。
2 量子通信技术现状
量子通信技术在使用过程中具有较高的工作效率与安全性, 在各个领域中得到了广泛的应用。现阶段, 我国已经在量子通信技术中投入了大量的人力、物力、财力, 而国外一些发展国家已经为其技术成立了对应的研究机构, 还有一些大型电子企业也纷纷法投入到了量子通信技术的研究中去。国外企业通过对量子密钥分发的研究体现出一些公司、企业等都在申请专利, 只为了占据量子通信技术在社会中的主要地位, 只有这样才能在这个竞争激烈的市场中站稳脚步, 促进电子行业与电力行业的发展。
3 量子通信技术在电力通信中的应用前景
3.1 构建量子加密异地备份数据传输链路
随着社会不断的发展, 我国电网规模的不断扩大, 电力企业由传统的发展模式转变成全新的信息化发展模式, 但是在实际发展过程中常常会面临着一些安全风险问题, 这对电力企业的发展来说造成了很大的影响。直到量子通信技术的出现才有效的改变了这一现状, 保证了电力系统在使用过程中的安全性, 从而促进我国电力企业快速发展。现阶段, 国网省公司已经开展了全新的调度系统和信息容灾体系的建设, 并相继形成了全新的数据易灾中心, 只有这样才能保证数据信息在传输过程中具有较高的准确性。量子保密通信技术具有较高的安全性和复杂性, 这些都是保密通信方面所具有的优势[3]。使用量子密钥分发可以将电力通信的主、备数据信息进行加密交换, 只有这样才能建立一项高效、安全的异地数据备份传输通道, 从而保证量子通信技术可以在电力通信方面中得到广泛的应用。
3.2 构建核心加密通信网
电力企业在发展过程中, 电脑的数据信息常常会被一些黑客、病毒攻击, 从而导致整个用电行业的瘫痪, 造成社会大面积的混乱。传统的防火墙和信息过滤技术已经跟不上社会发展的脚步, 不能解决一些黑客、病毒等问题, 只有通过量子通信技术建立对应的加密通信网, 并在网络上任意两个用户之间实现量子通信技术的加密通信网, 只有这样才能保证电力企业的营销、市场、办公等业务的安全。
3.3 构建对点对量子加密保护通道
对于电通信方面的保护工作, 需要采用光纤、复用2M的通道方式进行, 只有这样才能保证数据信息在传递过程中的实效性, 但是却不能保证数据具有较高的安全性。随着社会不断的发展, 量子通信技术也发生了巨大的改变, 一些两点之间的量子通信技术慢慢的走向成熟化, 通信距离也在逐渐扩大, 并为光量子进行保护, 从而跟上保障了电力通信相关数据信息的安全性[4]。
3.4 应急量子通信
如果发生自然灾害, 电力通信电等设备受到损害时, 电力通信网络就会进入瘫痪阶段, 如工作人员不能及时进行维修, 从而造成大面积的网络瘫痪。现阶段, 量子隐形传态技术已经得到了快速发展, 并在各个领域中得到了广泛的应用。利用该技术还可以有效的建立一项全新的量子卫星通信系统, 保证电力通信方面的使用安全[5]。
4 总结
现阶段, 电网的安全运营对电力通信系统的发展来说有着直观重要的关系。只有将量子通信技术在电力通信中进行广泛应用, 才能保证电力通信相关数据的使用安全, 从而促进我国电力行业与电子行业的快速发展。本文对量子通信技术在电力通信方面的应用展望进行了简单的分析, 希望我国专业技术人员加强对量子通信技术在电力通信方面的研究。
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电力调度通信答案 篇5
判断题
1.中性点直接接地电网发生接地短路时，接地中性点的零序电压最高，短路故障点的零序电压最低。
2.电力系统通信网为电网生产运行、管理、基本建设等方面服务。其主要功能应满足调度电话、行政电话、电网自动化、继电保护、安全自动装置、计算机联网、传真、图像传输等各种业务的需要。
3.未经核相的合环点不一定要有明显的断开点。
4.遥测就是远方测量，它是将被监视厂站的主要参数变量远距离传送给调度，如厂站端的功率、电压、电流等。
5.EMS能量管理系统是现代电网调度自动化系统（含硬、软件）总称。
6.自动发电控制（AGC）是按电网调度中心的控制目标将指令发送给有关发电厂或机组，通过电厂或机组的自动控制调节装置，实现对发电机功率的自动控制。
7.运用状态估计必须保证系统内部是可观测的，系统的量测要有一定的冗余度。在缺少量测的情况下作出的状态估计是不可用的。8.新线路投产充电前必须将ZCH停用。
9.当系统发生事故时，当班调度员有权更改电网运行方式。10.多个工作班在变压器上检修该单位可以只报一张申请票。
答案：
1.× 中性点直接接地电网发生接地短路时，（短路故障点）的零序电压最高，（接地中性点）的零序电压最低。2.√
3.× 未经核相的合环点必须有明显的断开点 4.√ 5.√ 6.√
7.√
8.× 新线路投产充电前不必停用ZCH。9.√ 10.√ 简答题
1、对调度员培训模拟系统有哪些要求？
2、什么叫状态估计？其用途是什么？
3、最优潮流与传统经济调度的区别是什么？
4、电网调度自动化系统由哪几部分组成？
5、电网调度自动化SCADA系统的作用？
1、答：调度员模拟培训系统应尽量满足以下三点要求：
（1）真实性：电力系统模型与实际电力系统具有相同的动态、静态特性，尽可能为培训真实地再现实际的电力系统。
（2）一致性：学员台的环境与实际电网调度控制中心的环境要尽量一致，使学员在被培训时有临场感。
（3）灵活性：在教员台可以灵活地控制培训的进行，可以灵活地模拟电力系统的各种操作
和故障。
2、答：SCADA系统采集的实时数据经过厂站端电缆、变送器、RTU、远动通道、通信配线架、远动电缆、前置机等诸多环节才到达主站系统，任何一个环节不正常都会影响到数据的正确性，在RTU死机或通信中断的情况下，还会出现死数据或坏数据。直接用这些实测数据进行电网实时分析计算，可信度是不高的。
电力系统状态估计就是利用实时量测系统的冗余性，应用估计算法来检测与剔除坏数据，提高数据精度及保持数据的前后一致性，为网络分析提供可信的实时潮流数据。
3、答：传统经济调度只对有功进行优化，虽然考虑了线损修正，也只考虑了有功功率引起线损的优化。传统经济调度一般不考虑母线电压的约束，对安全约束一般也难以考虑。最优潮流除了对有功及耗量进行优化外，还对无功及网损进行了优化。此外，最优潮流还考虑了母线电压的约束及线路潮流的安全约束。
4、答：电网调度自动化系统，其基本结构包括控制中心、主站系统、厂站端（RTU）和信息通道三大部分。根据所完成功能的不同，可以将此系统划分为信息采集和执行子系统、信息传输子系统、信息处理子系统和人机联系子系统。
5、答：调度中心采集到的电网信息必须经过应用软件的处理，才能最终以各种方式服务于调度生产。在应用软件的支持下，调度员才能监视到电网的运行状况，才能迅速有效地分析电网运行的安全与经济水平，才能迅速完成事故情况下的判断、决策，才能对远方厂、站实施有效的遥控和遥调。
一、单选题
1、智能电网将使人们的生活。
A、更便捷、更低碳、更经济
B、更便捷、更舒适、更经济 C、更舒适、更低碳、更经济
D、更便捷、更舒适、更低碳
2、智能电网是 和 发展的必然选择。
A、电网技术；自然环境
B、科学技术；社会经济 C、电网技术；社会经济
D、科学技术；自然环境
3、指将相对小型的发电/储能装置布置在用户现场或附近的发电/供能方式。
A、分布式发电 B、制定电力技术 C、集中式发电
D、分布式光伏发电
4、电气设备为高压和低压两种，低压为设备对地电压在 A.250V B.250V及以下 C.250V以下
5、三极管的电流与电压之间的关系用 才能全面反映出来。
A.欧姆定律 B.伏安特性曲线 C.公式
6、功率电平与电压电平相等的条件是
A.在300Ω点上测量 B.在600Ω点上测量 C.在1000Ω点上测量
7、在线路上做直流测试要在 进行。A.晴天 B.阴天
8、在架空明线上测量绝缘电阻应用 摇表。A.500伏 B.1000伏
9、以下属于变电站时间同步技术的是。
A、非同步脉冲方式
B、复杂网络时钟协议方式 C、IEC61588精准时间协议 D、以上都是
10、柔性交流输电技术是在传统交流输电的基础上，将 与 相结合。
A、电力电子技术，现代控制技术 B、输电技术，现代控制技术 C、电力电子技术，输电技术 D、输电技术，控制潮流
11、电网按什么调压原则对电网电压进行控制和调整。
A、顺调压
B、逆调压
12、变压器运行电压，一般不得超过其相应分接头电压的。
A、103% B、105% C、110%
13、电网管理部门的主管领导发布有关调度业务的指示，应当是（）转达给值班调度员。
A、直接 B、通过调度机构负责人 C、随时
14、电力生产与电网运行应遵循（）的原则。
A、安全、优质、经济 B、安全、稳定、经济 C、连续、优质、稳定
15、电网调度机构既是生产运行单位，又是电网管理部门的（），代表本级电网管理部门在电网运行中行使调度权。
A、执行机构 B、职能机构 C、指挥机构
16、综合指令是指值班调度员对（）下达的一个综合操作任务的指令。
A、一个单位 B、两个单位 C、多个单位
17、在小接地电流系统的电网中，如果35KV系统的电容电流超过（）时，应装设消弧线圈。
A、15A B、10A C、20A
18、与现有电网相比，智能电网体现出()的显著特点。
A、电力流、信息流和业务流高度融合 B、对用户的服务形式简单、信息单向
C、电源的接入与退出、电能量的传输等更为灵活 D、以上都不是
19.智能用电主要涉及以下哪些技术领域？()A、用电信息采集、需求管理、智能用能服务、电动汽车充放电、智能量测
B、用电信息采集、双向互动服务、智能用能服务、电动汽车充放电、高级量测 C、用电信息采集、双向互动服务、智能用能服务、电动汽车充放电、智能量测 D、智能电表、双向互动服务、智能用能服务、电动汽车充放电、智能量测 20、风能发电中，风能的大小与风速的()成正比，与空气密度成()。
A、平方，反比 B、立方，正比 C、立方，反比 D、平方，正比。
二、多选题
1、电力系统采用的哪几种主要通信方式？（）
A明线通信；B电缆通信；C电力载波通信；D光纤通信；E微波通信；F卫星通信；
2、在电力系统的通信系统中，目前有哪些主要通信业务？（）A调度电话、行政电话 B电话会议通、继电保护通道
C交换机组网通道、保护故障录波通道、计算机互联信息通道、系统监控通道 D图像、电话传真
3、远动装置要完成的基本功能是什么？（）A遥测、B遥信、C遥控、D遥调 E遥感
4、以下属于配电自动化可采用的通信方式的是()。
A、光纤专网通信方式 B、配电线载波通信方式 C、无线宽带通信方式
D、无线公网通信方式
5、以下属于数字仿真技术为智能电网调度提供的功能的是()。
A、电力系统数学模型辨识和校核 B、实时在线安全分析、评估及预警
C、从运行和规划的观点对电网进行分析，并为运行人员推荐方案
D、基于超实时仿真的安全分析，为电网自愈控制提供基础分析计算和支撑手段
6、以下属于智能电网建设给信息安全带来的新挑战的是()。
A、信息系统遭受攻击后危害加大
B、信息系统管理难度增加
C、数据安全重要性进一步提升 D、信息安全防控难度进一步增加
7、目前电网中使用的传感器包括()。
A、传统传感器
B、超导传感器 C、光纤传感器
D、智能传感器
8、以下属于用电信息采集系统主要采集方式的是（）
A.实时采集 B.自动采集 C.随机召测
D.主动上报
9、以下哪些属于调度管理类应用()A.发电计划 B.专业管理
C.综合分析与评估
D.信息展示与发布
10、以下属于配电自动化实现方式适用范围的是()。
A、复杂型 B、实用型 C、标准型
D、智能型
11、为在哪些非常时期，保证提供不间断的电力调度指挥，有条件的电力调度机构应建立备用调度中心。
A、突发事件
B、自然灾害 C、地震 D、战争
12、电力系统调度管理依法履行下列基本职责：
A、整个电网安全运行和连续供电，保证供电可靠性。
B、使电网的电能质量符合国家规定的标准。
C、优化资源利用，合理利用燃料和其它能源，使电网最大限度地处于经济运行方式。D、充分发挥电网内发、输、供电设备能力，最大限度地满足用电需求。E、执行电力市场运营规则，负责电力市场运营。
F、按照有关合同和协议，维护发电、供电、用电等各方的合法权益。
13、省调值班调度员对其调度管辖范围内的联系对象是: A、地调调度员 B、县调调度员
C、发电厂值长(或电气班长、机炉长)D、变电所和监控中心副值及以上值班员
14、重大事件汇报制度中电网事故分为：
A、电网非正常解列 B、系统振荡
C、大面积停电事故 D、重大设备损坏
E、由于电网事故造成重要用户停、限电
F、造成较大社会影响
15、系统中的正常操作，一般在系统低谷或潮流较小时安排，并尽可能避免在下列情况下进行: A、值班人员在交接班时;B、高峰负荷时;C、系统发生故障时;D、有关联络线输送功率达到暂态稳定限额时;E、该地区有重要用电时； F、恶劣天气时；
G、电网有特殊要求时
16、黑启动方案应包括系统全停后组织措施、技术措施、恢复步骤、恢复过程中应注意的问题。主要内容有：
A、“黑启动”电源选择及子系统划分。B、系统恢复路径。
C、发电厂及变电所停电后待受电系统。
D、计算校验报告。
17、线路停电时，应注意: A、正确选择解列点或解环点，并应考虑系统频率、电压、潮流、稳定等要求。B、应防止线路的充电功率引起发电机的自励磁。C、馈电线路电源端必须有变压器中性点接地。
18、电网有下列情况时，应作长过程的动态稳定分析：
A、系统中有大容量水轮发电机和汽轮发电机经弱系统联系并列运行 B、采用快速励磁调节系统及快关气门等自动调节措施 C、有大功率周期性冲击负荷 D、电网经弱联系线路并列运行 E、分析系统事故有必要时
19、电网安全自动装置包括：
A、切机
B、快关
C、减负荷装置 D、解列装置
E、自动励磁调节装置 F、自动电压调整装置 G、功角装置
20、电气设备的状态分：
A、“运行状态” B、“热备用状态” C、“冷备用状态” D、“检修状态”
三、填空
1、电网调度自动化SCADA系统的基本功能包括（1）；（2）；（3）制表打印；（4）特殊运算；（5）事故追忆。
2、遥控就是远方操作，是从 发出命令以实现远方操作和切换。
3、电力系统切除故障时间包括 时间和 时间。
4、调度系统包括 和 的运行值班单位。
5、继电保护四性、、、。
6、电网的倒闸操作，必须根据 执行，未得到 不得擅自进行操作。
7、高压设备发生接地时室内不得接近故障点（）米以内，室外不得接近故障点（）米以内。
8、检修申请票是经 许可在电气设备上工作的 也是 管理的措施之一
9、消弧线圈补偿分：过、欠、全补偿，一般采用。
10、瞬时电流速断保护的保护范围随 和 变化。
单选题答案：
1.A 2.C 3.A 4.B 5.B 6.B 7.A 8.A 9.C 10.A 11.B12.B13.B14.A15.B16.A17.B18.A19.C20.B 多选题答案
1.ABCDEF 2.ABCD 3.ABCD 4.ABD 5.BCD 6.ACD 7.ACD 8.BCD 9.BCD 10.BCD 11.ABD 12.ABCDEF 13.ACD 14.ABCEF15.ABCDEFG16.ABCD17.AB18.ABCDE19.ABCDFG20.ABCD 填空答案
1、（1）数据采集与传输;（2）安全监视、控制与告警；
2、调度或监控中心
3、继电器起动；断路器跳闸
4、各级调度机构；电网内的发电厂、变电站
5、选择性、灵敏性、速动性、可靠性
6、值班调度员的指令；调度指令 7、4；8
8、调度；书面依据；电网调度
9、过补偿
光纤通信技术在电力通信中的应用 篇6
关键词：光纤通信；电力通信系统；可靠性；抗干扰能力
1 概述
电力通信系统是国家电网系统中的重要组成部分，电力通信系统的建立是为智能电网的建设提供必要的技术保障，也是建设安全、稳定现代电网的必经阶段。光纤通信技术是现代科学技术的一种，该技术由于其独特的抗电磁干扰能力、容量大、传输性能高等优点，已经在电信部门取得良好的应用效果，并将在电力通信系统中继续发挥其优势。
2 电力通信系统发展现状
2.1 电力通信系统的网络结构复杂。传统电力通信系统中包括多种通信设备，不同设备之间的连接方式及信息转换方式不同，造成电力通信系统网络结构非常复杂。中继线传输、用户线的延伸、载波设备和微波设备间的转接等均采用不同的通信手段，这就增加了通信系统网络结构的复杂性，为后期的故障检修制造较大的难度。
2.2 电力通信系统传输量小。传统电力通信系统的信息传输量少，失效性差，严重影响了电力通信系统的运行性能。电力通信系统中信息的传输，不仅需要传统的数据信息传输，还需要继电保护信号、话音信号、电力负荷检测信号等，以便提供数字、图像、声音等多种形式的信息传输功能。图像、数字等信息在整个电力通信系统信息传输中所占比例不大，但其时效性较难保障，这就给电力通信技术提出了新的挑战。
2.3 电力通信系统的可靠性及灵活性不足。随着社会的不断发展，电力在生产领域和生活领域中的应用越来越广，人们对电力系统的依赖性也越来越强。电力系统在人们的工作和生活中的应用，已经深刻的改变了人们的需求习惯。为保障人们工作和生活的正常运行，如何提高电力系统的稳定性及灵活性成为当前电力企业面临的主要问题。电力系统在运行过程中出现的间断或突变现象，将对多种生产设备和电气设备产生影响，严重时可能引发重大安全事故，给人们的财产安全和生命安全带来极大的损失。
2.4 电力通信系统抗冲击性能较差。随着科学技术的不断进步，电气设备的功能、结构、连接都有了不同程度的提高，电力系统中各个设备之间的联系性加强，方便对其进行统一管理、控制。在电气设备实现控制自动化的同时，也带来了一定的弊端，若电力系统中某一环节出现故障，则可能对相关的设备产生不利影响，造成部分或者整个电力系统的瘫痪，给社会和企业带来巨大的经济损失。现代社会要求电力系统具有较高的稳定性，这就给电力通信系统的抗冲击性能提出了新的要求，传统电力通信系统抗冲击性能无法满足社会的需求。
3 光纤通信技术在电力通信系统中的应用
光纤通信技术具有强抗干扰能力，传输量大和传输衰耗小的特点，这就决定了该技术在电力通信系统中将具有广泛应用。该技术除普通的光纤外，研发的其他性能的光纤技术也在电力通信系统中得到广泛应用。
3.1 光纤复合地线的应用。光纤复合地线（OPGW）也被称为地线复合光缆或者光纤架空地线，该技术主要功能为保护输电导线，对整个输电线路起到防雷作用，提高系统的抗冲击性能；另一方面复合技术可将架空地线和光缆综合起来，实现多种信息的传输功能。光纤复合地线是在电力传输线路的地线中包含了光纤单元，这就提高了电力通信系统的可靠性和安全性，大大减轻了后续的维护工作。光纤复合地线在带来多种优良性能的同时，也增加了工程的投入成本，极大的限制了该技术的应用范围。一般来说，光纤通信技术多在新建线路或旧线路地线更换工程中使用。光纤复合地线除具备以上优良性能外，还能满足架空地线的机械和电气性能，因此该技术能广泛应用于所有架空地线中，对于我国的电力系统的升级改造具有十分重要的实用价值。
3.2 光纤复合相线。光纤复合相线是将光纤通信技术与传统的相线结构融合而成的一种新型技术，光纤复合相线是在利用原有电力通信系统线路资源的基础上，利用光纤技术协调通信系统中的频率、线路和电磁兼容性，从而起到改善传统电力通信系统的信息传输性能的目的。该技术作为一种新型的通信光缆，最早应用在150kV电力系统中，随着技术的不断成熟，已经广泛应用到更高电压系统中。我国电力系统将光纤复合相线代替三相电力系统中的一相，使其与其他两相组成新的三相电力系统，提高信息传输质量和数量的同时，还避免了另设通信线路的麻烦，节约了成本。光纤复合相线在施工过程时，应利用光纤的接续技术和光电子的分离技术，对相线中的光纤单元进行单独分离，并在施工过程中设立独特的接线盒。
3.3 全介質自承光缆（ADDS）。全介质自承光缆广泛应用于220kV、110kV和35kV的电压输电线路中，该技术主要是对原有线路的改进升级，直接利用高压输电线杆搭建自己的通信网络。全介质自承光缆技术具有较好的环境适应性、抗干扰性能、较高的传输性能和光缆机械性能，施工时可与其他高压电力传输线路一起铺设，而不受任何其他外界电磁信号的干扰，大大提高了电力通信系统的高效性和便捷性。全介质自承光缆组成材料主要为非金属材料，如聚乙烯或耐电痕材料组成了光缆的外套，提高了光缆的抗干扰能力。全介质自承光缆在进行工程设计时，要根据工程的实际需求选择合适的外护套，并根据工作环境的变化，如风速、温度、雨雪等自然因素，制定合适的施工工艺，保障电力通信系统的安全性。
4 结束语
随着科学技术的不断提高，各种先进技术在电力系统中的应用越来越普及，极大的促进了我国电力系统的发展，为我国智能电网系统的改建工程提供了技术保障。光纤通信技术在信息传输方面具有稳定性好、抗干扰能力强、传输量大、信息衰损小等优点，因此广泛应用于电力信息传输系统。其中，光纤复合地线、光纤复合相线和全介质自承光缆技术已经在电力通信系统中得到广泛应用，极大的推动了我国电力行业的发展。
参考文献：
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[2]刘冬明.光纤通信技术在电力通信中的应用[J].电子世界，2014（13）：174-175.
[3]姜瑜.电力通信中光纤通信技术的应用与影响[J].中国新技术新产品，2012（20）：75-76.
电力通信 篇7
实现低压电力线通信的技术难点之一是解决噪声干扰问题,由于低压电力网上的负载千变万化,同时由于用户用电的随机性,导致网络负载处在不停的变化之中,具有较大的时变性,而且它们还会因地点的变化而变化,因此网络干扰严重。另外电力线信道还具有复杂的噪声,包括背景噪声、突发性噪声、非同步噪声、同步噪声等。另一方面是电力线上存在固有的工频噪声,即100 Hz噪声干扰,而且其幅值比背景噪声大许多。所以低压电力线载波通信的主要问题是如何解决电力线信道的噪声对信号传输的干扰,因此该系统采用扩频通信芯片SSC P485利用Chirp扩频通信技术实现信号的收发,针对高频噪声,设计了一个带通滤波器滤除带外噪声。另外,还设计了一个电容耦合与电感耦合相结合的耦合电路,用以从工频噪声中分离出扩频信号。在实验室用1 200 m的电力线实现了数据的成功传输,试验结果较为理想,证明了扩频通信能有效解决电力线上的噪声和干扰问题。
1 SSC 技术
1.1 CEBus简介
CEBus(Consumer Electrics Bus,消费电子总线)是EIA位消费电子产品制定的一种通信和产品互操作性的标准,该标准定义了在家用电器之间通信所使用的通信介质和协议,使得遵循同样标准的家用电器设备可以即插即用,并能共同工作,实现家庭自动化,CEBus采用了简化的OSI模型,分为物理层、数据链路层、网络层和应用层。CEBus的物理层使用了5种不同的媒介:电力线、双绞线、同轴电缆、射频广播和红外线。CEBus是一个完全面向报文分组的对等网络,使用载波侦听多重访问和冲突检测与冲突分辨协议。目前,电力线是CEBus中使用最广泛的介质。CEBus定义了一种“公共应用语言”(Common Application Language,CAL)来实现网络设备的通讯。
1.2 CEBus的物理层通讯
电力线最初设计是用作提供电力,而不是用作进行数据通信。因而要用电力线进行通信就要面临高噪声、高衰减和可变阻抗等造成的信号失真。鉴于家庭中电力线载波通讯的特殊性,CEBus在以电力线作为物理层的传输介质时,采用扩频载波(Spectrum Spread Carrier)通讯来实现控制流。扩频载波通信就是用带宽远大于发送信息所需最小频带宽度的信号传输数据。依据是信息论和抗干扰性理论,即香农公式。香农关于噪声信道的主要结论是:任何带宽为WHz,信噪比为S/N的信道,其最大传输速率
C=W*log2(1+S/N) (1)
式(1)中,C为最大传输速率;N为噪声功率;W为带宽;S为信号功率。公式表明,在高斯通道中当传输系统的信号噪声功率比S/N下降时,可用增加系统传输带宽W保持信道容量C不变。对于任意给定的信号噪声功率比,可用增大传输带宽获得较低的信息差错率。扩频通信技术正是利用这一理论,用高速的扩频码扩展要传输的数字信息的带宽。扩频通信系统的带宽比常规的通信体制大几百至几千倍。所以在相同的信噪比条件下,扩频通信具有较强的抗噪声干扰能力。CEBus在电力线上有4种编码,分别是:“0”、“1”、“EOF”和“EOP”如表1所示。
1.3 SSC PL信号
SSC PL信号利用一系列短促、可自同步的扫频Chirps信号作为载体,它代表了最基本的通信符号时间(UST)。它们都是扩频扫描范围为100～400 kHz的线性扫频Chirp信号:总是以200～400 kHz的频率开始,继而以100～200 kHz的频率结束。从203 kHz经过19个周期线性地变为400 kHz,再在1个周期内变为100 kHz,然后在5个周期中变为203 kHz,整个时间长度为100 μs,也就是1个UST(Unit Symble Time),其波形如图1所示。由于Chirps信号的线性扫描带宽比信号带宽要大得多,其线性加速度是较高的,而等幅振荡波干扰的频率加速度一般较稳定,所以,只要将滤波器设计成只能通过具有特定角加速度的信号,就可以将等幅干扰排除在外。另外,此种Chirps波形还具有很强的自相关特性,这种模糊逻辑的相关性决定了所有连接在网络上的设备,可以同时识别从网上任意设备发出的这种独特波形,并且不需要在发送和接收设备间进行同步,从而避免了使用复杂的同步设备,降低了系统成本。
2 系统总体设计
该系统由井下模块和井上模块组成。井下和井上模块都包含通信单元和数据采集处理单元等,其总体框图如图2所示。
MCU负责管理整个模块的工作,其功能之一是接收收发芯片输出的数据,同时也为收发芯片提供发送数据,管理收发芯片的工作。其功能之二是控制传感器完成数据采集。MCU同时还提供了系统复位和看门狗功能防止系统死机现象。
井下和井上数据传输模块之间的数据传输通过电力电缆实现。需要注意电缆的传输特性及其负载,同时进行抗干扰设计。井下数据传输模块完成井下数据的采集、编码和调制,然后通过电力电缆传输到井上,井上数据传输模块接收井下数据,并且完成译码解调和数据计算处理,通过通信口传输到上位机。
3 硬件电路设计
系统采用Intellon公司的高集成度,专门针对电力线载波通信的扩谱通信收发芯片P485[1,2]。其内部集成了扩谱载波通信收发器、信号整定电路和简化的处理器接口电路,是一种低成本的网络产品,得到了广泛的应用。
其主要技术特点如下:
(1)采用扩谱载波(SSC)通信技术。
(2)速率9 600 bit·s-1。
(3)简化的host接口。
(4)单电源供电。
(5)20脚SOIC封装。
其内部逻辑框图如图3所示。
图4所示为SSC P485电力线载波模块硬件电路图,主要有3部分组成,P485与MCU接口电路、以及P485的发送和接收电路。在发送过程中,收发芯片P485的SO引脚发出的chirps信号经过前置滤波电路滤除高频噪声,在TS三态开关为高时经过功率放大芯片将信号放大后,再通过耦合电路将信号耦合到电力线上发送出去。在接收过程中,通过耦合变压器将电力线传输的扩谱信号分离出来,再经过输入滤波和前置放大器放大到一定电平送给收发芯片。收发芯片对输入信号进行采样、检测、匹配滤波和处理,恢复所传输的数据,并且发送给MCU[3,4]。
图5所示的是耦合电路的电路图,主要是由电容和耦合线圈T1构成。由于电网的工频(50 Hz)和本系统扩频信号的信号频率(100～400 kHz)相差2 000倍,因此电容和耦合线圈原边电感对于这两种信号的阻抗各不相同。对于工频信号,电容的阻抗远远大于线圈原边电感的阻抗,所以电容承担了电力线上的交流电压;对于扩频信号,线圈原边电感的阻抗远远大于电容的阻抗,所以扩频信号几乎都加在了耦合线圈上。这个电路能把工频信号与扩频信号叠加和分离开来。D1是瞬态抑制二极管,对电路有防浪涌保护作用。
4 软件设计
电力线载波通信中要求传输过程中数据的差错率足够低,引起传输差错的原因是信道内存在噪声以及信道特性不理想所造成的码间串扰。虽然可以通过提高通信系统的信噪比以及在通信中采用扩频调制等技术增强抗干扰性能,但要进一步提高系统的可靠性和抗干扰性并减少误码率,就须采用差错控制技术。系统采用(15,7)BCH码可以纠正电力线上的两位随机性错误。
MCU是数据通信模块的重要单元,它控制通信模块的工作过程,对传感器采集的数据进行组帧和BCH编码、控制通信模块进行数据传送等。
井下通信模块的MCU程序完成以下主要功能:
(1)4路传感器模拟信号的数据采集。通过MCU内部集成的ADC采集传感器的数据,每个传感器每秒采集一次,采集10次进行平均,将平均值每分钟发送一次。
(2)对数据进行组包,数据包中包括同步头,传感器1～4的采样数据平均值。
(3)对发送数据进行纠错编码。
(4)向通信模块传送数据。
(5)控制通信模块的SSC P485和系统的工作。
井下通信模块工作流程如图6所示。
井上通信模块的MCU程序完成以下主要功能:
(1)接收数据包,对接收进行解码,恢复各传感器数据。
(2)对井上传感器模拟信号的数据采集。通过MCU内部集成的ADC采集传感器的数据,每秒采集一次,采集10次进行平均,将平均值记录。
(3)对井下和井上传感器的采集数据井下数据处理计算,将压力和温度转换为液面高度并且进行记录。
(4)将液面高度和井下传感器状态数据打包,传送到上位机。
(5)控制通信模块的SSC P485和系统的工作。
井上通信模块工作流程如图7所示。
5 结束语
系统成功解决了电力线信道上的噪声和干扰问题,在实验室环境下的通信距离为1 200 m,利用纠错编码技术实现了较低误码率的数据传输。如果要在实际工程上应用,还需要做进一步完善,如传输距离、抗干扰性以及稳定性。
摘要：油田采油过程中常常需要对井下温度和压力等参数进行实时监测,以充分了解井下信息。文中就此问题提出了一种井下数据传输方案,该系统的核心是采用SSC P485扩频通信芯片,结合SSC P111放大芯片,利用电力线载波通信技术,通过油井中的电力线实现数据传输。实验证明,该方案便于监测人员对数据的采集和及时了解井下情况。
关键词：电力线载波,扩频通信,SSC P485
参考文献
[1]Intellon.SSCP485 hardware design reference[M].America:Intellon,2009.
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[3]康甜.电力线载波技术在油井监测中的应用研究[D].长春:长春理工大学,2005.
[4]HALID H,ABDELFATTEH H,RALF L.宽带电力线通信网络设计[M].北京:人民邮电出版社,2008.
短波通信在电力应急通信中的应用 篇8
1 短波通信简介
1.1 原理。
无线电广播、无线电通信、卫星、雷达等都依靠无线电波的传播来实现。无线电波一般指波长由100000m到0.75mm的电磁波。根据电磁波传播的特性, 又分为超长波、长波、中波、短波、超短波等若干波段, 其中短波的波长为100m到10m, 频率为1.6~30MHz。短波的基本传播途径有地波和天波两种。
1.1.1 地波沿地球表面传播, 其传播距离取决于地表介质特性。
陆地表面介质电导特性差, 对电波衰耗大, 而且不同的陆地表面介质对电波的衰耗程度不一样 (潮湿土壤地面衰耗小, 干燥沙石地面衰耗大) , 短波信号沿地面最多只能传播几十千米。地波传播不需要经常改变工作频率, 但要考虑障碍物的阻挡。
1.1.2 短波通信中最主要的传播途径是天波。
天波是由天线向高空辐射的电磁波遇到大气电离层折射后返回地面的无线电波。电离层是指从距地面大约60~2000km处于电离状态的高空大气层, 只对短波波段的电磁波产生反射作用。电离层分为D, E, F1和F2四层。D层高60~90km, 白天可反射2~9MHz的频率;E层高85~150km, 这一层对短波的反射作用较小;F层对短波的反射作用最大, 分为F1和F2两层, Fl层高150~200km, 只在日间起作用, F2层的高度大于200km, 是F层的主体, 日间、夜间都支持短波传播。
因此, 天波传播主要用于短波远距离通信, 而且不受地面障碍物阻挡。但利用天波传播不是很稳定, 因为在天波传播的过程中, 路径衰耗、时间延时、大气噪声、多径效应、电离层衰落等各方面因素, 都会造成信号的弱化和畸变, 从而影响到短波通信的效果和质量, 这也是过去不在电力系统中采用短波通信的主要原因之一。
1.2 特点。
与卫星通信、地面微波等通信方式相比, 无线电短波通信有着许多显著的优点:短波通信不需要建立中继站即可实现远距离通信, 建设和维护费用低且运行成本低;设备简单, 可以使用固定基站进行定点通信, 也可便携背负或装入车辆实现移动通信;电路调度容易, 临时组网方便快捷, 灵活性强;抗毁能力强, 体积小, 适应各种环境条件。
上述优点是短波通信被长期保留、至今仍被广泛应用的主要原因。“同时, 短波通信也存在着一些明显的缺点:可供使用的频段窄, 通信容量小, 只适合语音、低速数据及图片的传输;短波的天波信道是变参信道, 信号传输稳定性差, 电台的操作需要一定的经验与技巧;大气和工业无线电噪声干扰严重。”
2 电力应急通信
电力系统是由发电、输变电、配用电等环节组成的一个庞大的能源输送网络。由多种电力设施构成的电网遍布城乡各地, 具有分布的广阔性。电力通信专网是电网安全稳定运行的支撑网络, 与电网设施一样, 大部分的电力通信电路分布在户外, 在电力生产运行过程中难免发生一些突发事故。“因此, 必须构建电力生产的应急保障系统, 以应对各种突发事故和灾害的影响, 提高电力生产、运行的安全。”
电力应急通信是指当电力系统发生事故或出现灾害等紧急情况时, 能为各级电力生产运行管理机构提供事故现场话音、数据和图像服务的通信保障, 保证抢修现场与应急指挥中心之间联络的通信系统。构建电力应急通信系统, 可在电力系统出现突发事件而导致电力通信中断或需要临时快速通信时, 在最短的时间里获得现场的相关数据信息, 制定切实可行的应急预案, 并通知所有需要召集的应急人员, 用快捷方便的通信手段和通信工具帮助指挥人员进行快速有效的部署和指令传达, 通知应急处理部门协同调度指挥, 从而最大限度地减少事故造成的影响及损失。
电力应急通信方式的选用应具有以下特点:受地理环境和气候条件影响最小且没有传输距离的限制;自成体系, 具有很强的独立性、机动性;实用性、可靠性强, 操作方便;考虑在现场没有电力通信专网和公网情况下, 能够快速地建立临时通信服务;能够传输语音、数据、视频业务。
3 应用探讨
一个基本的短波通信站由电台、天线及电源组成, 两部及以上电台就可以构建一个短波通信系统。根据国际协议, 短波通信使用单边带调幅方式, 窄带传输, 带宽一般为3k Hz, 短波电台的使用只需在当地无线电管理委员会申请持台证即可。根据通信的距离和使用的场合, 短波通信在电力应急通信中的应用可以有以下几种方案。
3.1 远距离通信。短波通信站的选配有三种:固定基站-固定基站;固定基站-移动车载;移动车载-移动车载。
3.2 区域内通信。
短波通信站的选配有两种:固定基站-移动车载;移动车载-移动车载。固定基站与车载台的选配与方案一相同。此方案适用于区域内中心站与现场的移动车载台之间远距离通信, 覆盖范围几百千米, 满足省内或地区内的中、短程通信需求。
3.3 现场通信。短波通信站的选配有两种:移动车载-便携电台;便携电台-便携电台。
近年来, 短波通信技术在世界范围内获得了长足进步, 出现了很多新电台、新装备和新技术。短波单边带电台的体积越来越小, 功能越来越多。现已推出了多款新型基站天线和车载天线。短波通信在频率选择方面又推出了短波全频段实时自适应选频系统, 进一步提高了短波通信的稳定性和可靠性。
结束语
电力通信电源系统 篇9
一、通信电源的组成结构分析
现今, 如光端机、调度交换机、PCM设备、监控设备、室内空调等电力通信设备绝大多数都采用220V交流电源或-48V的直流电源供电。
(一) 主要通信站的电源组成
为了满足不同设备的供电需求, 并且保证通信电源的安全稳定运行, 在相对比较重要的骨干网通信站中, 通信电源设备大多都采用主备用工作模式, 其组成框图如下图1所示:
上图中, 交流配电屏具有两路电源自动切换功能, 当主用电源市电1出现故障停电时, 交流配电屏会自动将电源切换至备用电源市电2作为输入电源。
高频开关电源与电池组相连, 系统正常运行时, 高频开关电源向电池组充电;一但交流配电屏故障, 失去交流输入时, 电池组向高频开关电源返送直流电, 在短期提供系统运行用电, 直至电池电量用尽或恢复交流输入, 其间, 高频开关电源具有一次下电及二次功能, 一次下电即自动切断次要负载功能, 以维持重要负载更长时间运行;二次下电即自动切断所有负载以保护电池避免其过度放电导致损坏。
蓄电池组的容量选择要根据负载的大小来决定, 系统失去外电源后, 蓄电池应能继续维持一定时长的供电, 对于电力通信系统机房来说, 主要通信站蓄电池组的容量通常不小于300Ah。
两路直流配电屏间有联络开关, 正常运行时, 联络开关的状态是断开的。在特殊情况下, 如设备检修需要更换一路开关电源时, 可闭合联络开关, 将原分配于两路开关电源的负载都切至正常运行的开关电源后, 再进行作业, 以避免因检修作业导致设备及业务中断的情况, 进行该操作, 务必确认所有负载切至一路开关电源后总负载电流未超过该开关电源的额定电流输出值, 否则将可能造成该站通信设备全停事故的发生。
(二) 次要通信站的电源组成
对于重要性相对较低的通信站来说, 从经济性等因素上考虑, 通信电源系统的组成可相对简单, 示意图如下图2所示:
由图中可以看出, 对于次要通信站, 只配备了开关电源一个电源设备, 但是采用交流380V、直流110V两种输入作为系统电源, 分别通过开关电源的AC/DC模块和DC/DC模块转换成设备所需的-48V直流电源为直流设备供电, 配置较之前的重点通信站要简单许多。
二、通信电源设备的安装
通信电源的安装过程对后期的运行维护及其能否正常运行起着至关重要的作用, 并且安装过程具有一定的危险性, 必须仔细认真, 稍有不慎就会造成严重后果。
(一) 通信电源的安装环境
电力通信的次要通信站的通信机房一般都与其它电力设备合用机房 (如变电主控室) , 其安装环境以现场要求为准;主要通信机房一般为独立机房, 对于独立机房, 在通信电源安装前, 应确定通信机房的安装环境满足以下要求:1.机房室内及外部走廊等土建工程已全部完工, 室内墙壁已充分干燥, 门窗、天花板、取暖设施、空调设施应齐备且工作良好, 确保以上设施无漏水现象。2.机房主要门高度和宽度应不妨碍设备的搬运和安装, 机房室内最低高度 (指梁下或风管下的净高度) 以不低于3m为宜, 机房面积要求能容纳设备并留有必要的维护道。门窗周围缝隙应用防尘胶条密封。3.机房已采用防静电措施, 地板支柱接地良好, 且接地电阻和防静电措施符合要求, 地线铺设按设计要求进行施工。4.机房室内及走廊应保护干净, 严禁堆放杂物。5.机房的各种排水管道不应穿过机房, 消防设备应放置在机房附近明显而又易于取用的地方。6.机房墙面及顶棚应无粉化现象, 不易积灰, 不易脱落, 装饰材料应采用阻燃材料。7.机房应尽量避免阳光直射, 平均照度300lx～450lx, 应无眩光, 一般采用镶入天花板的日光灯, 根据机房的具体条件应设有事故照明或备用照明系统。8.机房的地板承重应大于700kg/m2。
(二) 通信电源的安装过程
通信电源的安装过程必须严格遵守电气安全规程, 尤其是在变电所等高压场所内, 必须是具有电气作业资格的人员使用电气专业工具进行作业。
1. 机柜的安装
首先, 在施工前必须进行现场勘查, 了解现场情况, 机柜的安装位置必须与通信机房设计图纸保持一致。设计要求机柜安装在底座上的, 确保机柜底座坚实稳固;设计要求直接安装在地面上的, 保证安装机柜处地面平整夯实。
机柜安装时应使用水平尺测量机柜的水平高度和倾斜角, 反复进行校正, 直至机柜倾斜角度小于5度, 再在螺栓上加装弹簧片、垫片将机柜固定。
2. 电池的安装
在电池安装前, 须仔细阅读电池安装手册, 掌握电池安装和连接的正确方法, 电池的在电池机柜内的摆放须严格遵照安装手册有序排列, 并确定开关电源与电池连接的熔丝处于断开状态。安装电池连接板及连接线缆时, 应注意电池的正负极性, 所有螺母和累栓需拧紧, 避免由于接触面积小在充放电过程中造成发热、打火的危险现象。在将蓄电池并入电源系统前, 应先把开关电源处系统电压调整到与蓄电池电压相同才可以合上蓄电池熔丝, 阀控式铅酸蓄电池单体的均充电压范围一般为2.30～2.35V, 一般取2.35V, 故一般系统的均充电压设为56.4V, 有的电宾不需要均充, 可把均浮充电压设为相同值。
3. 电缆的连接
对于通信电源线缆的选择, 要根据负载来选择线缆粗细。
直流线缆截面积计算公式如下:
式中I为负载电流, L为电缆长度, R为铜的电导率, U为导线压降。以200Ah蓄电池导线为例 (电池充电系数按照0.15计算) , 假设蓄电池距设备30m, 要求导线压降不大于0.5V, 则选择的线缆计算如下:
所以, 上例中的蓄电池导线应选择35平方毫米的铜芯软电缆。
电缆在地板下走线多排叠加布放时, 叠加高度不能超过防静电地板下净空的3/4, 避免影响空调气流。电源线和地线布放时, 应尽量同其它电缆分开布放, 并预留足够长度, 不得在电缆中做接头或焊接点。
电力通信机房采用联合接地方式, 即工作地和保护地共用一组接地体。如果是中心机房, 接地电阻应小于1Ω, 如果是远端机房, 接地电阻应小于5Ω。
三、总结
浅谈电力通信系统 篇10
关键词：电力通信,系统分析,信息网络,管理
1 电力通信的重要作用
电力通信系统是电力不可缺少的重要组成部分, 是电力调度自动化和管理现代化的基础, 是确保电力安全、稳定、经济运行的重要手段。电力通信网络在保证电力安全稳定运行方面起了很大的作用, 它保证了电力系统的正常运行。电力系统通信网是电力的重要组成部分, 是确保电力安全优质、经济运行的重要手段, 也是电力高度自动化和管理现代化的基础。是集传摘、交换、终端为一体的有多个环节构成的复杂系统, 包括载波、微波、光纤、程控交换、图像监控、电源监控和录音等系统。
1.1 构建数字化电力的重要平台。
人类信息交流无论是古时代语言、文字、印刷、电报, 还是到当今现代社会的电话以及多姿多彩的现代通信, 都正向数字化、智能化、综合化、个人化迈进。最近几年, 信息与网络技术已经成为一个国家综合国力的重要体现, 信息技术正深刻地影响着社会生活的各个方面。电力系统通信网是集传摘、交换、终端为一体的有多个环节构成的复杂系统, 包括载波、微波、光纤、程控交换、图像监控、电源监控和录音等系统。电力通信网承担的主要任务是传递各种电力生产和管理业务信息。随着通信智能化水平的提高和通信业务需求的增长, 通信网规模越来越大, 网络节点越来越多, 网络功能越来越强, 网络结构越来越复杂, 对网络本身的管理要求越来越高, 面对这样一个复杂的网络, 必须建立具有综合业务功能的电力通信网综合管理系统。电力通信是构建数字化电力的重要平台。
1.2 保障电力安全稳定运行的基础。
一般说来, 网络安全主要包括信息安全和控制安全。国际标准化组织定义信息安全:“信息的完整性、可用性、保密性和可靠性”;控制安全就是包括身份认证、身份的不可否认性、授权以及访问控制。电力科技革命的发展, 已经形成调度自动化实时通信技术系统的硬件平台, 广泛应用于电力系统各个环节 (电力生产控制、管理、经营等) , 是现代电力系统的有机组成部分。根据电力安全、优质运行的要求, 把通信与现代电力调度自动化融合为一体具有现实意义。电力通信是实现电力系统管理现代化的基础, 也令到电力行业经营可以有多种不同的选择。自动化的电力通信主要服务于电力, 商业化操作和实现现代化管理。可靠和稳定运行的网络提高了电力、抵抗自然灾害的能力, 减少了处理时间, 降低了电源故障的出现。
2 电力通信现状分析
电力的主要通信手段:以发展光通信为主, 卫星通信、公网通信作为应急或辅助通信。在此基础上, 电力系统独有的电力载波, 以语音交换网、视频会议系统、数据网、时钟同步网等发展起来。随着电力通信科技的发展, 宽带通信技术如光纤、数据网络等发展成为主流。载带通信技术如微波、载波等逐步萎缩。目前, 广泛推广新EMS系统等新的电力控制技术, 许多电力普遍使用光通信技术, 通信通道具有可靠性, 跨区域的控制, 跨系统的监视、分析可能成为现实。更加紧密, 更加融合电流差动保护、电力通信与电力生产的一体化。然而, 电力通信采用租用GPRS/CDMA公网无线通信资源, 以解决大客户负控、配变监测、低压集抄等通信问题。并同时运用在接入办公互联网、传真、办公电话外线、移动电话等范围。由于面向社会大众, 电力企业工业化控制和信息安全还没有制定, 专门针对需要的技术服务。何况公网通信网络不稳定, 使用中还存在不确切需求, 故障处理滞后等技术和管理方面的问题。
3 通信的新需求
随着信息化的不断推进, 计算机和网络技术得到飞速发展, 也推动正在从半自动人工控制逐步向全智能控制现代电力的发展。因此, 诞生了第四代自动化系统, 它的的基础条件具备诸多技术含量。特点具有调度自动化实时通信系统统一支撑平台, 把实时通信子系统集成一个或多个应用。包括硬件平台、运行模式、通信协议集成、PMU通信、通信网关等形成智能电力。网络管理系统是一个综合监控的通信传输网络和负载的网络管理。
提升电力的智能化水平需要利用现代信息通信和控制等先进技术, 多元化电力服务要求就是双向互动、适应的可再生能源接入等, 为可持续电力提供安全可靠、经济高效的能源。智能电力实现的基础是依据电力通信网络, 地理位置不同, 智能化系统之间信息主要依靠通信手段实现沟通, 那么智能调度和控制的技术, 是保证高速、双向、实时、集成的通信系统。通信系统与电力应该形影不离, 深入到千家万户, 这样才能使输配电力和通信网络形紧密联系的网络, 这才是智能电力的最终目标和主要特征。
作为通信介质的光纤组成的多层结构的通信网络, 层次间具有包含与被包含关系, 其中包括广域网、局域网、家庭区域网的通信网络, 组成智能电力通信网络架构。综合上述情况, 智能电力需求是通信网络与电力同覆盖, 具有泛在、双向、实时、互动的通信网络。是在现有电力通信网络的基础不断发展、完善。
4 开拓电力通信的管理机制
建立完善的操作监控系统, 每日检测通信网络管道, 理解系统和设备运行状态, 分析存在的问题并马上处理。加强执法通信调度命令, 执行通信电路维护、中断、终止服务应用系统, 避免任意事件中断电路, 保证网络平稳工作。要加强通信技改工作, 认真落实规划的实施计划, 加强沟通和协调。为建设和新建的变电站通信应该以一个建设和运营为基础。
近年来, 电信行业得到迅速发展, 但同时, 在电信行业的快速发展过程中, 因为它的技术和产品也在改变, 所以越来越多的公司需要员工能快速应对新环境。在电力通信发展过程中确保安全运行, 高素质的技术人员和管理人员是一个关键因素。通过组织讲座、函授、演习、自学和入校学习等方式, 同时掌握军事、通信、计算机、网络与信息技术等学科的相关知识, 大力提高通信人员素质, 以在市场竞争中打下良好的人力基础。结合职业安全意识教育, 实现安全事故回顾。
结语
网络通信的相互性为我们的生活提供了越来越多的便利, 网络通信系统在技术人员的协助下得以不断完善。电力通信在电力系统关系着电力的安全稳定运行, 所以, 必须以通信网络为出发点, 为实现电力生产的安全、可靠运行提供一个一流的又好又快的强有力的支持。
参考文献
[1]中国南方电力公司.中国南方电力通信管理规定[S].广东:中国南方电力公司, 2008.
行业分析：电力、通信、电气 篇11
海通证券
投资要点：
1、工业弱复苏，用电量同比增长。
2、火电盈利改善确定，水电可能超预期。
2013年1～2月，第二产业用电量5528亿度，同比增长4.2%。由于缺乏1月份、上年12月份数据，我们采用（1～2月累计用电量/上年4季度用电量-1）的方式来估算。2013年1-2月，第二产业环比12年第4季度增速为-42.69%，而2009～2012年同期为-41.53%、-38.82%、-35.95%、-40.60%，2013年为同期最差，表明目前工业仍处于弱复苏。相对而言，居民需求总体平稳，其环比12Q4增速处于2009年以来的第2高的水平。
火电方面：火电企业在煤价相对平稳，需求弱复苏的情况下，盈利改善确定；虽然进一步改善虽然还需要观察煤价，但当前仅动态PE10倍的估值水平、相对于市场的流动性，仍具有较好的安全边际。后续我们建议选择季报好于预期的个股布局，同时密切关注淡季煤价变化。从投资标的的选择上看，我们建议选择季报预期改善较多的如宝新能源、华电国际；煤价弹性个股，如华能国际A（H）、粤电力A（B）、穗恒运等。
水电方面：由于12年枯水期蓄水较多、及12年1季度基数的原因，水电2013年1季报改善可能超预期。尤其是具备规模持续扩张的水电个股估值水平较其他行业成长股折价较多，即使考虑其来水不确定性所带来的业绩风险，当前估值仍具有较高的安全边际，可关注川投能源、国投电力。
通信：中移动引发“送棉袄”行情
国金证券
投资要点：
1、中移动投资超市场预期。
2、13年基站主设备弹性最大。
事件：3月14日下午中国移动发布年报公布2013年公司资本开支计划1902亿，较12年的1274亿元增长49.29%，远超市场前期预测1500至1600亿的规模。
评论：从投资结构看，移动网络投资是最大的亮点，投资规模（包括核心网、GSM、TDS、TD-LTE以及WIFI投资）从2012年的823亿提升到13年的1101亿元，增速为34%；
投资弹性排序：13年基站主设备弹性最大>基站配套设备>网络规划与优化服务>网络优化设备>传输网>光纤光缆。参考历史经验，主设备投资占移动通信资本开支的比例在37-40%左右，其中核心网占比约在3-4%之间，而基站设备约在35-37%之间；考虑到今年中国移动TD-LTE投资大都为TDS/LTE共站的特殊情况，机房配套设备比例将比以往有所降低，主设备的占比预计在40%甚至更高，综合计算而言，2013年预计基站主设备投资规模在410亿元左右，较2012年增长60%左右；关于网络优化设备与优化服务而言，我们认为与移动通信总体资本开支增速匹配，估计在40%至50%左右。
投资组合为：1）基站主设备中兴通讯。2）基站配套厂商，推荐日海通信、大富科技。3）网络规划与优化，关注国脉科技、宜通世纪、富春通信、三维通信、邦讯技术。4）传输设备，推荐烽火通信。5）光纤光缆，推荐中天科技、亨通光电。再次强调：弹性最大品种为中兴通讯（13年TD-LTE投资带来10亿净利润），而最具价值品种或明显低估品种为中天科技（目前估值仅12倍PE，13年业绩有望超30%增长）。
电气：分布式补贴符合预期
东方证券
投资要点：
1光伏发电上网电价出台新方案。
2、阳光电源是A 股分布式弹性最大的标的。
近日，国家发改委向部分政府机构、相关光伏发电企业下发《关于完善光伏发电价格政策通知》的意见稿，对下一步光伏发电上网电价提出了新的实施方案。
评论：根据发改委和我们的测算模型分别进行测算，全国主要地区在该政策补贴下，都已经可以获得合理的回报率，大部分城市在10%以上，我们认为，这个政策的出台标志着国内分布式应用大发展的真正开始，国内光伏应用端最受益，推荐阳光电源、特变电工。
阳光电源：公司的逆变器出货量占行业的30%左右，是国内逆变器行业的龙头企业，公司的看点在于价格企稳后，出货量的大幅增长，我们维持公司的买入评级。目前是A 股分布式弹性最大的标的。
特变电工：公司光伏业务的竞争力和价值严重被市场低估，公司的逆变器品牌已经排名第三，已经获得分布式电站的订单，是大型电站EPC 业务的龙头企业，2012年规模达400MW。
有别于大众的认识：市场观点：政策是利空的，原因在于1、政策按照用电量进行补贴，余电上网没有补贴，低于预期；2、0.35元/度的补贴，低于0.4-0.6元/度的预期。我们认为，政策是符合甚至略超我们预期的，市场关于利空的解读与政策原文有偏差：1、政策原文很明确的指出是按照发电量进行补贴（非用电量，即包含自用和余电上网）2、市场忽略了补贴的年限，政策规定的0.35元/度是补贴20年的，相当于0.51元/度补贴10年（8%的折现率），而原来的预期0.4-0.6元/度是补贴10年的，政策是完全符合预期的。
股价表现的催化剂：补贴政策得到执行或者向上修正；上半年抢装。
机械：页岩气设备迎来“黄金十年”
银河证券
投资要点：
1、页岩气设备需求年均增速惊人。
2、水平井和压裂设备龙头最具投资价值。
在美国“页岩气革命”引领下，中国页岩气产业开始起步，“十三五”有望迎来爆发式增长。页岩气设备有望迎来“黄金十年”，核心设备企业受益最大。
假设2020年中国页岩气产量达到600亿立方米， 2020年前中国页岩气需打井4万口左右，行业总投资约8000亿元；其中设备总需求2000亿元左右，年均需求近222亿元。未来9年中国页岩气设备需求年均增速在50%左右。2020年当年页岩气设备需求可能接近全部油气设备的1/5。
页岩气开发产业链：重点关注压裂、测井、射孔等环节。水平井和压裂是最为关键的技术环节，与其相关的具备核心竞争力的行业细分龙头可能具有较好投资价值。
页岩气作为难开采的非常规油气资源，在技术上处于金字塔顶端，将发挥有力引导作用；相关企业有望与垄断企业在同一起跑线上展开竞争，成长为中国的“斯伦贝谢”、“哈里伯顿”。
分析师首次给予页岩气设备行业“推荐”评级，重点关注杰瑞股份（002353）、惠博普（002554）、吉艾科技（300309）、通源石油（300164）、恒泰艾普（300157）。
电力通信 篇12
关键词：电力通信,光纤通信技术,应用,影响
电力通信是电网安全运行的关键环节, 更是电力安全可靠的重要支柱。随着电力工业的不断发展, 电力通信系统的要求越来越高。光纤通信的抗强电磁干扰能力非常强, 电绝缘性能高, 而且还具有容量大、传输质量高等许多优点, 特别是光纤通信的光波分复用和光交换等作用, 适应了数字化发展的要求, 更提高了电力综合通信的能力。因此, 光纤通信技术在电力通信中得到了广泛的认可与应用, 加强对光纤通信技术的研究是时代发展的需求。
一、光纤通信技术在电力通信中应用的必要性
1电力通信系统的网络结构相对复杂。在电力系统的通信中需要用到各种不同的设备, 设备不同, 接口方式与转换方式就不同。比如中继线传输、用户线延伸, 以及载波设备与微波设备的转接等。与此同时, 电力通信系统中的通信手段也非常多, 这便使得电力通信系统的网络结构日益复杂。
2电力通信系统中的信息传输量较小, 但是具有非常强的实时性。在电力通信系统中, 传输的信息不仅要继电保护信号和话音信号, 更有电力负荷监测信息和图像、数字信息, 这些信息的量并不大, 但是必须要有非常强的实时性。
3电力通信系统的通信范围非常广。在接受电力系统服务的对象中, 以通信较集中的发电厂、供电局为主, 同时还包含变电站、电管所等。因此, 电力通信系统的通信范围点多面广, 对光纤技术的应用有着一定的迫切性。
4电力通信系统对通信的可靠性和灵活性有着非常高的要求。电力系统是人们生活生产的基础, 保证稳定的电力供应是电力系统的重要工作。在电力通信系统的正常运行中, 是不允许有间断, 或者突变的现象发生的, 就要要求电力通信必须要具备非常高的灵活性和可靠性, 而光纤通信技术正是适应了这种需求。
5电力通信系统对通信技术的要求还有一个, 就是电力通信技术一定要具备非常强的抗冲击能力。电力系统一旦出现突发性故障, 就会产生非常大的波及范围, 使得通信业务量瞬间增多好几倍。因此, 在电力通信系统中应用的通信技术一定要具备非常强的抗冲击能力, 而光纤通信技术正是适应了这样需求。
二、电力通信系统中的常用光纤
我国的电力通信系统有着一定的特殊性, 建设一个光纤通信网是一项难度大、施工复杂的工程, 随着电力通信的要求不断增加, 新型的光纤也日益应用到通信网中。当前, 最常用的电力通信光纤有光纤复合地线、光纤复合相线等。
1光纤复合地线。光纤复合地线是指在电力传输线路中, 地线中含有一定的光纤单元, 这种光纤单元不仅具备地线的作用, 而且还有光纤的优点, 使用起来非常可靠, 而且不需要特别的维护。但是, 光纤复合地线还有一个非常大的缺点, 就是投资额非常大。这样的光纤比较适用于新线路的建设和旧电路的更新。电力通信系统中的光纤复合地线不仅可以保护输电线路的的雷击现象, 而且能够利用地线中的光纤传输信息, 同时还能够满足架空地线的要求。
2光纤复合地线。所谓光纤复合地线就是将光纤单元复合在输电线路相线中的一种电力光缆。光纤复合地线充分利用了电力系统的线路资源, 有效避免了与外界之间的矛盾, 是一种在电力通信系统中出现的新型光缆。光纤复合相线有效的解决了架空线路的受限问题, 避免了雷击事件的发生。与此同时, 光纤复合相线的使用, 有效地保证了地线绝缘方式的运行方式, 节约了电能。
3自承式光缆。自承式光缆分为金属自承式光缆和全介质自承式光缆。金属自承式光缆结构简单, 、成本低, 在电力系统的应用中不需要考虑短路电流和热容量等, 因此金属自承式光缆的应用非常广。全介质自承式光缆质量轻、直径小, 而且是全绝缘结构, 同时还具有相当稳定的光学性能, 能够大量减少停电的损失, 可以说是特种光纤。
三、电力光纤通信网的组网技术
(1) 波分复用技术
所谓波分复用技术就是指将许多不同波长的光信号复合到同一根光纤上, 通过再进行传输的技术。在光纤传输的过程中, 根据光波的波长将光纤的低损耗窗口进行划分, 将一个信道划分成若干个信道, 将光波视为信号载波, 然后将不同波长的信号合并到一起, 送入到同一根光纤中进行信号的传输。在信号的接收端, 再将不同波长的信号分开。不同波长的载波信号是相互独立的, 在一根光纤中能够实现多路光信号的传输。如果将两个方向的信号安放在不同的波长进行传输, 就实现了双向的传输。由于两个相邻的波峰之间的间隔不同, 波分复用技术又被分为密集波分复用技术和粗波分复用技术, 密集波分复用技术能够实现对高容量信息的传输, 是新型网络构建的最佳手段。
(2) 同步数字技术
同步数字体系是一种集复接、交换, 以及线路传输等为一体的、并由网络管理系统统一操作的信息传输网络。同步数字技术对数位信号提供一定的等级, 通过复用和映射方法, 把低级的同步数字技术转化为高级的同步数字技术, 在实现了网络同步传输的同时, 还大大提高了网络的速度, 增加了网络利用的效率。同步数字技术有效地将复接和分接技术简化了, 使通信网络的灵活性和可靠性得到了提高。同步数字体系就是一套自我保护体系, 能够使电力通信的可靠性要求得到满足, 不仅提高电力通信的传输能力, 而且安全性也较高。
四、电力系统光纤通信网的维护
当前, 光纤通信技术在电力系统中的应用日益广泛, 网络规模不断加大, 同时网络结构也越来越复杂。电力系统光纤通信网的维护是保证电力系统安全、可靠运行的关键。首先, 电力系统相关部门要加强对电力系统工作人员的业务培训, 提高工作人员的业务技能和综合素质;其次, 电力系统要加强先进设备的引进与旧设备的更新换代, 为光纤通信网络的正常运行提高有力的保障。
五、电力通信中光纤通信技术的发展趋势
1光接入网。在近几年, 网络发生了一系列翻天覆地的变化, 交换、传输等都已经更新了许多代。在未来, 网络将发展成为由软件主宰的、数字化的、高度集成的智能化网络。如今, 接入网仍然以双绞线为主, 双绞线虽然传输质量还行, 但是与光纤相比, 仍然有着一定的差距。光接入网不仅能够减少网络的维护与管理成本, 而且能够增加新的经济收入, 同时还能够建设光透明网络, 走进真正的多媒体时代。
2新型光纤的使用。当前, IP的业务量越来越大, 电信网络必须要朝着下一代的方向发展, 光纤设施正是下一代网络建设的物理基础。传统的单模光纤已经不能够满足长距离、高质量的信号传输了, 新型光纤的开发是下一代网络建设的关键, 直接关系着电力系统的发展。当前, 随着干线网的要求不断提高和城域网建设的发展, 已经有两种新型的光纤得到了广泛的认可, 一种是非零色散光纤, 另一种是无水吸收峰光纤。这两种光纤在日后的电力通信系统中势必会得到广泛的应用与发展。
3光联网。传统的波分复用系统技术尽管有着一定的优越性, 但是其灵活性和可靠性仍然不够理想。光联网改善了传统的联网的弊端, 不仅实现了超大容量的光网络, 使得网络的节点数和网络的范围不断增加, 而且还增强了网络的透明程度, 使得不同系统的不同信号都得到了有效的连接, 网络充足的灵活性大大加强。与此同时, 光联网还实现了网络的快速恢复, 恢复时间非常短, 对电力系统的正常运行造不成任何损坏。正是因为光联网有着非常多的优点, 适应了电力系统的发展需求, 因此, 世界上的一些发达国家都投入了大量的人力、物力, 和财力, 我国也正在朝着这个方向发展。光联网势必会成为继同步数字系统电联网之后的一个新的光通信的发展的高峰, 在未来的通信市场中占据举足轻重的位置, 促进电力通信迈上一个新的发展台阶。
结语
近年来, 随着科学技术水平的不断发展, 以及先进的科学技术在电力通信中的应用越来越广泛, 各种新技术、新材料层出不穷, 光纤通信技术更是得到了突飞猛进般的发展, 大大提高了电力通信的质量与能力。光纤通信技术在近几年内, 已经应用到了千家万户, 在有线通讯的广播通信、军用通信等各个领域得到了广泛的应用, 成为了电力通信的支柱技术, 促进了电力通信的持续发展。
参考文献
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