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所谓的分组交换,指的是将用户发过来的报文的整体分成若干个定长的数据段,然后将这些分好的数据段进行存储,在网内进行传输。每一个数据段也就是一个分组,每一个分组都标识着接收地址和发送的地址。同时不同的用户的分组数据都采用的动态传输,也就是同一条路径可以有不同的用户在进行分组传送,因此,这种方式的传输效率较高。
二、数据通信的应用及发展前景
(一)移动数据通信在业务上的应用
1.移动数据通信的应用是利用移动通信的系统进行数据通信,它不仅可以作为固定的数据通信,还能够实现移动的图文传真、计算机联网、远距离传输等。由于移动数据的通信设备具有个性化的特点,因此数据传输的时候往往会由于一个网络端口会被人们多次使用,所以会经常出现拥堵的情况,由此便造成了多个连接终端不顺利进数据传输。但是移动数据通信就不会出现这种情况,我们只需要根据正常的程序进行,一个终端只负责一个用户,提高了数据传输的效率。除此之外,移动数据通信还能够实现电脑与电脑之间的远程操作和简单的数据传送,这样就利于人们在业务频繁的时候,可以随时随地的进行数据传输,从而达到省时高效的目的。由此可以发现,移动数据的通信可以使用户及时的收发消息。
2.帧中继技术应用。所谓的帧中继应用,主要是指使用光纤作为主要的传输方式,由于帧中继由于具有出错率低的技术特点,从而受到了人们的广泛关注。目前为止,这种技术被作为主要的宽带数据接口,也是交换数据的一种手段。但是这种方式不适用语音或者是视频这类传输,其具有特定的服务特性。
(二)数据通信的发展前景
计算机与通信设备、计算机与计算机进行数据通信时的交换技术称为数据通信交换技术。局域网中的数据通信是比较简单的,布局比较简单,通过网络拓扑结构把外部设备与计算机通过传输介质连接在一起进行简单的数据通信。数据通信应用比较广泛的是广域网,Internent网就是一种点到点的广域网通信,在多个节点连接过程中,在通信过程中要确保网络中的某条链路出现故障或遭受破坏时能够自动在节点之间找到合适的路径,使得通信基本不受影响。通过一种技术确保计算机网络正常通信,这种技术称为数据通信交换技术。
2数据通信交换技术
数据通信就是点到点的数据传输过程,数据交换方式分为传统的交换技术和现代的光纤交换技术,数据通信技术是在不断发展与完善,保障计算机网络技术发展提供技术支持。
2.1传统交换技术传统的交换技术分为电路交换和分组交换两种。源点与目的站点之间建立一条电路连接,不与其它计算机与网络设备共享,这就是电路交换技术。电路交换技术特点就是独立占有一条通信线路,实时性比较好,该物理链路建立以后,只有通信结束以后才释放改线路,但是链路的利用率比较低,在速度与协议方面受到一定的限制,在一定程度上应用前景不大。分组交换技术利用率高,并且不同速率、不同码式的站点之间可以相互通信,但是时延较长,不适于实时性高的数据通信。
2.2光纤技术光纤技术最近几年发展非常快,应用范围比较广,其应用前景非常广阔,主要包括波分光交换技术、时分光交换技术、空分光交换技术与波分、时分和空分光交换的任意组合技术。波分光交换技术以波分复用技术为基础,波分复用技术是实现高速、超大容量传输的技术之一。时分光交换技术以时分复用为基础,利用时隙互换的原理实现时分光交换。所谓时分复用,是把时间划分成帧,每帧划分成N个长度相等的时隙,并分配给N路信号,再把N路信号复接到一条光纤。空分光技术以光开关技术为基础,利用光开关使得光信号的传输通路在空间上发生改变,光开关是该技术的核心器件,开关速度决定了该技术的性能高低。是借助于前面三种交换技术的任意两种或三种交换技术同时使用,以实现数据通信的交换。图1是波分光交换和空分光交换组成的光交换技术,由波分复用器和光开关阵列组成。
2.3其它交换技术数据通信技术除了传统交换技术与光纤技术外,还有ATM信元交换和帧中继交换技术。
3结语
配电网在运行的时候,需要工作人员做好日常的维护工作,如果通信系统维护的方案比较复杂,将会提高通信系统维护的成本,增加工作人员维护的负担,所以在设计通信系统的时候,需尽量采用维护方式更便捷的方案。
2配电自动化中数据通信系统应用的方案
组建配电自动化数据通信系统的方案有很多,这些方案有其优势也有劣势,为了说明配电自动化数据通信应用方案效果多样化的特点,以无线通信的方法为例。无线通信的方式有AM、PM、GPRS通信方式等,当地只要建设了无线通信讯息接收站,就能够用无线通信的方式与配电网的中央集成系统联系,这种数据通信系统建设的方式需要花费的成本少、应用方式灵活。但是无线通信的方式保密性不足、数据传输率不稳定,这些劣势是它应用的瓶颈。表1为数据通信系统建立方案的评估结果。供电企业为了加强通信系统的稳定性,一般会采用多元通信系统建设的方案建立配电自动化网络。
3配电自动化中数据通信系统应用的设计
3.1设计的目标
在做配电自动化数据通信系统应用设计时,要以因地制宜、预备拓展的方式做好通信建设。比如,我国的部分城区可利用光缆线路作为通信系统建设的基础,供电企业只需要为电网光缆配制配电开关和其他设备就可完成通信建设。部分较偏远的地区可应用电话线开展通信建设。
3.2设计的要点
配电网要以多元化的方式建设数据通信系统。在做通信系统建设以前,相关部门要做好宏观性的规划工作,以便通信系统既能有效地应用现有的资源,又能根据未来城市发展的需要即时拓展。要使供电系统的中央集成系统能全方位地控制主干线的通信系统网络,这是配电网自动化建设实现的基础。
3.3设计的方法
通信系统线路设计———配电网通信系统的主站与子站之间应用以太网连接,以太网的转换器与交换器设备,能转换数字信息与非数字信息,能够完成中央集成系统与子电网的双向信息沟通。子电网与终端设备之间可根据实际情况,用光纤以太网连接或用其他的网线连接。供电企业除了需要设计有线线路以外,还应用当地已建立的无线接收与发射设备,建立无线网络,以便实现多元化通信信息方式并行的效果。通信系统协议设计———配电网的有线通信网络可使用标准的TCP/IP协议,这种协议能分配的地址多、拓展性强,能满足未来电网发展的需求。配电网的无线通信网络可使用GRPS无线数据通信方式、GSM通信方式。前者是一种较为先进的无线通信方式,GRPS是一种先进的、标准的无线通信方式,只要当地能接受无线通信信息,就能采用GRPS通信方式;GSM通信方式可作为GRPS通信方式的补充。通信系统设备设计———供电系统要在子电网安装监测设备、用电流量对抄设备、通信信息交流等设备。子电网与终端设备之间可用有线网络通信或无线设备通信,通信系统设备的设计没有一套统一的方案,只是安装的设备需具有智能、环保、易维护的特点。
4结语
关键词:提升;变电站;综合自动化系统;数据通信质量;探索
随着科学技术的进步,计算机已经得到了普及,电力系统也随之进入了计算机控制的时代,向着自动化的方向发展,变电站中普遍使用了综合自动化系统,且成为电力系统不可避免的发展趋势。淳安枫树岭电站在1992年施工建成,建成时的总装机是2*16MW,截止到目前为止,已经运行了20多个年头了,机械设备的老化严重,且时常出现故障,机械设备的功能不能满足目前人们生产生活活动开展的需要了,因此在淳安枫树岭电站中也使用了综合自动化系统,提高了变电站正常运行的可靠性和稳定性,机械设备也向着数字化、智能化的方向发展。
一、变电站综合自动化系统的概述
在变电站的综合自动化系统中,包含着多个子系统,受到综合工作与协调工作的影响,在通信协议标准、数据共享、计算机网络技术以及分布式技术中都融入和贯穿了数据通信的问题,因此成为研究变电站综合自动化系统中的重中之重。变电站综合自动化系统对抗干扰性、可扩展性、可靠性以及工作的灵活性都提出了很高的要求,数据通信的质量直接影响着变电站的运行情况,严重影响着电网正常运行的安全性和稳定性。
变电站综合自动化系统中最关键的组成部分就是数据通信网络,它在变电站综合自动化系统中起着信息传输过程中的媒介作用,数据通信网络直接影响着信息传输的效率。数据通信在变电站的综合自动化系统中具有极其重要的地位,具有实时性、可靠性、电磁兼容性以及分层式结构等多方面的特点。
二、变电站综合自动化系统的结构和特征
1、变电站综合自动化系统的结构
(1)集中式的系统结构
在集中式的控制系统中,硬件装置与数据处理装置都属于集中配置的范畴,一般情况下,都是后台机与前置机共同组成的集控式结构,前置机在集中式控制系统中负责数据的控制、监测、输入输出以及保护等;而后台机则是负责集中式控制系统中对数据处理、远方通讯、打印以及显示等。集中式控制系统能够实时采集变电站中存在的开关量与模拟量,并对变电站的运行状况进行实施监控。但是集中式控制系统中存在的引线较多,且承担的任务较重,对变电站运行的可靠性和稳定性产生了不良的影响。如果集中式控制系统中的前置机中出现了故障,那么变电站所有的数据信息都会丢失,因此在实际的应用中,都是通过双机并联的方式运行的。集中式控制系统中结构的工作量相对来说较大,且不能对少数的自动化需求进行功能上的扩展,而集中式控制系统在投入使用之前,需要铺设电缆,也就在一定程度上增加了资金成本的投入。
(2)分布式系统结构
变电站综合自动化系统可以根据监控对象或者是系统功能的不同,可以将多台计算机的单功能设备和共享资源网络相连接,从而实现变电站综合自动化系统的分布式处理。分布式系统结构主要是利用CPU系统开展工作的,对突发事件具有极强的处理能力,分布式系统所选用的网络系统具备优先级的特点,利用网络技术或者是串行的运行方式来对分布式系统职工各个模块之间的数据信息进行通信,提高了分布式系统结构的实时性,同时也大大增加了分布式系统结构的可扩展性和维护性。
在对分布式系统结构进行安装的过程中,通常情况都是分层组屏式与集中组屏式两种,在中低压的变电站中使用的较为普遍。分布式系统结构与集中式系统结构相比较而言,不仅具有良好的可靠性、可扩展性以及开放性,而且还不需要进行电缆的铺设,大大方便了分布式系统的维护与调试,降低了资金成本的投入。
2、变电站综合自动化系统的特征
自动化技术、数据通信技术以及计算机技术是变电站综合自动化系统的技术基础,对机械设备的功能进行了综合。综合自动化系统在变电站中的使用,大大提高了控制、保护以及控制装置的数字化水平,通过通信网络将变电站的各个模块连接在一起,从而实现了变电站信息的共享性,为系统构成的模块化提供了便利。根据分布式结构对综合自动化系统进行设计,以实现对数据的采集与控制、微机保护等子系统,因此在子系统中有可能存在着多个CPU与之相配置,从而保证变电站综合自动化系统具备多个功能。
三、光纤自愈环型以太网结构对于数据通信质量的提升
1、提出问题
在淳安枫树岭电站中依然沿用着传统的单环型网,变电站在进行数据通信传输时,不管是选择的哪一种传输介质使用的,一旦在网络中出现故障,那么整个数据网络将会瘫痪,变电站综合自动化系统就会变得非常脆弱,这也就造成了数据通信极低的可靠性。
2、光纤自愈环型以太网
光纤自愈环型以太网技术在变电站综合自动化系统中的应用,大大提高了数据通信的高效性、实时性、信息长距离传输、网络布线简洁性以及可靠性,一般情况下,可靠性高的变电站数据通信网络还具备高速、容错的特点,能够进行远距离的传输,且对出现的故障进行恢复时,需要的时间短,为我国变电站综合自动化系统中的数据通信指明了发展的方向。
(1)光纤通信
在变电站中,多数的机电设备都是需要进行长距离的数据通信传输的,但是在变电站中存在着射频、强电磁以及地电位差等多种干扰因素,严重影响着变电站综合自动化系统中数据通信传输的可靠性,对数据传输时的容量、传输距离以及工作效率等造成了极大的威胁。如果在数据通信传输的过程中使用的是双绞线或者是同轴电缆的话,不能对数据通信的可靠性进行保证。
现阶段,光纤通信具有良好的抗干扰性、高带宽以及低损耗等特点,在我国数据通信中的应用较为广泛。光纤在通信中的应用,具有极强的电磁兼容性,在电磁环境中运行时,光纤的信息传输受到的影响不大。因此,光纤数据通信在变电站综合自动化系统中的应用,具有很高的优越性,不仅提高了变电站综合自动化系统中数据通信的质量,而且还提高了变电站综合自动化系统正常运行的可靠性、安全性以及稳定性。
(2)容错的网络
在变电站综合自动化系统中是不能出现通信中断现象的,如果通信中断的话,那么就需要在规定的时间内恢复通信,不然的话,将会对整个系统运行的安全性产生影响,严重时,将会造成无法估量的后果。因此,在变电站网络拓扑结构建时,使用容错网络是非常有必要的。如果在容错网络中出现通信网络的中断或者是异常的情况,那么备份的通信网络立刻就会取代主通信网络进行使用,并隔离故障出现的网络段或者是装置,不会对整个网络的运行产生影响。等到主通信网络中的故障发生点或者是装置恢复正常的运行之后,主通信网络也就可以重新使用了,备份网络就会自行主动的退出,回复到主通信网络运行时的冗余状态,不会对主通信网络产生任何的不良影响。
结语:
综上所述,变电站综合自动化系统正常运行时的安全性和稳定性对电力系统的安危有着直接的影响,因此要不断的提高变电站综合自动化系统中数据通信的质量,以保证电力系统运行的稳定性和可靠性。自从在淳安枫树岭电站使用了变电站综合自动化系统之后,电力系统的运行趋于稳定,大大降低了系统中出现故障的概率,提高了淳安枫树岭电站供电的能力。
参考文献:
[1]杨娟娟.惠来风电场110kV变电站综合自动化系统的数据通信[J].中国科技信息,2011(18)
1.1数据通信的原理
数据是指把事件的某些属性规范化后的表现形式,在计算机网络系统中,数据通常被广义地理解为在网络中存储、处理和传输的二进制数字编码。数据是信息的载体,它是信息的表示形式,数据按一定规则、形式组织起来时,就可以传达某种意义,这种具有某种意义的数据集合就是信息。数据通信就是利用数据传输技术将数据信息传递的一种通信方式。
1.2数据通信的通信方式、交换方式及适用范围
1.2.1数据通信方式①串行通信。发送设备将并行数据转换成串行数据,逐位在通信线上传输并送达接受设备,接收端将数据转换回并行方式,供接收方使用。串行通信传播速度慢,但覆盖面广。②并行通信。并行通信传输在两个设备之间有多个数据位同时使用,发送方将这些数据位通过数据线传给接受方,接受方可同时收到多个数据。并行通信传统速度快,主要用于近距离通信。
1.2.2数据通信交换方式及适用范围①电路交换通信。电路交换是指两台计算机或终端使用一条相同的物理链路进行信息传输,且该链路是一直使用的、不与其他终端共享的。该电路交换方式实时性强,成本低,一般在一些公用的电话、电报、数据网等网络中使用。②报文交换通信。报文交换通信是在线路较忙时先把用户的报文存储于交换机中,当输出电路负载小时再将该报文传送到接收方。报文交换通信方式适用于终端之间传输速率或协议不同的数据通信,可提高电路利用率。③分组交换通信。分组交换通信是把接受到的整份报文分为几个数据包,先分组储存在中转器内,然后再转发到接收方。分组交换通信传输成本低,传输质量高,适合比较大的数据信息。
2数据通信的分类
2.1有线数据通信
2.1.1数字数据网数字数据网的基础是数字传输网络,它是以光缆、数字微波、数字卫星电路为基础,通过数字传输而形成的一个具有优秀传输质量、利用率高、价格便宜的一种有线数字传输。
2.1.2分组交换网分组交换网是一种新型的交换网络,同时它也是有线数据通信的基础网络。它的原理是将一条信息平均分成多分并分组,以组的形式储存转发,因此它的交换延时较低,具有实时通信功能,并且它在同一条电路上开放多条虚拟电路,由此多个用户就可以同时利用信息。
2.1.3帧中继网帧中继网是由帧中继节点机和传输链路构成的。它将X.25协议规定的网络节点之间、网络节点和用户设备之间每段链路上的数据差错重传控制推到网络边缘的终端来执行。网络只是用于纠错,从而大大简化了节点机之间的处理过程。其功能特点为:通过帧中继协议以帧的方式进行数据传送;传输链路通过逻辑连接,实现了动态分配;处理效率很高,信息处理量比较大,通信的延时较低;采用了简化的分组交换技术提供PVC/SVC。
2.2无线数据通信
无线数据通信不依赖于有形媒介进行信息传递,而是利用无线电波的传播传递信息,不限于终端是否固定,可实现移动状态下的通信。无线数据通信是在有线数据通信的基础上发展起来的,通过与有线数据网相联,使移动用户拥有有线数据网路的功能。
3数据通信的应用
3.1有线数据通信的应用
3.1.1数字数据电路(DDN的应用范围有:①可提供一定强度的中高速数据通信业务。例如局域网互联、大中型主机互联、ISP等。②为分组交换网提供中继电路。③提供点对点、一点对多的业务。④提供中继帧的业务。同时也扩大了DNN的业务范围。⑤提供语音、图像等通信。⑥提供虚拟专用业务。其应用的领域很广泛,各种领域均能发现它的影子。它不仅适用于气象、公安、铁路、医院等行业,也涉及到一些实时性较强的数据交换,如证券业、银行等。还有无线移动通信网利用了DDN联网后,也提高了网络的可靠性和快速自愈能力。
3.1.2分组交换网的应用提供了SVC和PVC,其分组的业务资费比较便宜,是架设内部广域网最经济的一种选择。可单点也可多点连接,在建立多点连接时代替昂贵的DDN专线,大大缩减了建立多点连接的代价。因为X.25协议比较复杂,所以适用于64K的低速场合。如POS机、邮电部、ChinaPAC等。
3.1.3帧中继技术的应用帧中继有许多好处,其中比较实用的有如下几点:①降低网络互连费用,帧中继能再一条物理链接上提供多条逻辑连接,所以用户接入的费用也相对的降低了。②简化了网络功能,提高了网络性能。帧中继技术采用了光纤数字传输系统,简化了网络处理功能,因此帧中继能明显地改善网络功能和响应的时间,大大缩短了网络延时。它通过充分利用高层协议的性能,简化了物理网络的复杂性,同时也保证了高层网络的各种功能不受到任何的影响。③采用了国际的标准,与各种厂商的产品相互兼容,这也大大提高的帧中继的利用率。因为帧中继的协议比较简单,所以各个厂商在产品之间的兼容性和互通互联性上比较容易实现。帧中继的应用十分广泛,下面是一些应用的例子:①通过LAN进行互联。大约有90%以上的用户采用这种方式连入帧中继网。其比较适合处理LAN用户传送大量的突发性数据。很多大企业、银行、政府部门都是通过这种LAN的方式来将总部与各地分支机构进行WAN互联。②图像传送。帧中继网络的高速率、低延时、低费用等特点受到大多数用户的亲睐,其种种优点比较适合于传输图片和图像等多媒体信息。例如远处医疗系统就采用了这种帧中继网络,因为在远程医疗系统中传送一张普通的X光片就需要占用8MB/s的宽带,而帧中继网在网络延时和费用方面都比较能让人接受。③通过利用帧中继网能够建立一种虚拟专用网。虚拟专用网是一种逻辑网络,在虚拟网内各个节点都能够共享细腻网络内的资源,此数据也仅仅限制在虚拟网内,对于虚拟网外的用户不会产生任何的影响。同时也有利于信息的保密性。
3.2无线数据通信
无线数据通信由于可应用于移动用户,故也称为移动数据通信。它已经在人们的日常生活中普遍应用。无线数据业务一般包括基本数据业务和专用数据业务。基本数据业务常见的有广播、传真、Emai、无线网(WLAN)的建立等。专用业务是某个行业特殊的用途,如GPS汽车导航卫星定位、计算机辅助调度、个人移动数据通信、3G手机网络的普及等,都属于无线数据业务的应用范围。