有线和无线技术相结合,实现电网互操作性

2019-08-30来源: EEWORLD关键字:电网  有线  无线

我们的现状和未来发展方向

 

如今,大多数配电网都由支持主要电网资产监控、保护和控制的技术拼凑而成。它们是累积实体,因为它们随着时间推移而扩展以满足需求。即使您使用现代连接技术,它们仍然必须与稳健的传统设备进行交互。

 

今天的大型电网与区域验证的最佳实践紧密结合。作为一种国际标准,国际电工委员会(IEC)61850试图标准化变电站级智能电子器件的通信协议。随着城镇和城市的扩张,带有输电线路、配电线路和变电站的电网基础设施不断扩展,实现发电站与用电用户之间的互联。变电站中的设备需要一种安全可靠的相互通信方法,以便在变电站之间交换保护和控制信息。 

 

在20世纪90年代,带宽更大的有线以太网日益受到重视之前,使用RS-232和RS-485运行硬线是数十年来的最佳实践。虽然无线连通性仅限于传输和分配空间中的故障监控设备,但用于配电中资产监控的低功率射频(RF)的过渡才刚起步。

 

电网资产和监控设备都在过去20至30年间建立。当设备需要相互通信时,较旧的布线仍可提供可靠连接。虽然无线技术的集成成本可能更低,但当它仍能工作时,更换已用几十年的整个网络基础设施并不具有经济意义。最重要的是,安全性始终是任何无线技术的关注点。最终,它可能会换成更新的无线技术,但这些继任者仍需要与已用数十年的设备进行通信。

 

 

与美国高速公路一样,底层有线电网可能会增加一个或两个新的出口斜坡,但永远不会被完全替换。即使您要新建新的太阳能发电厂或采用最新无线连接技术的微电网,也仍需与数十年前的基础设施互操作。旧设备只有在停止执行其主要功能时才会被更换。

 

鉴于IEC 61850标准起源于欧洲,欧洲制造商在旗下设备销售所涉足的欧洲国家和地区应以IEC 61850标准为准。尽管这种全球连通性标准影响了数据收集、管理和移动等变电站设计,但仍存在不兼容性,因为电网的添加物均基于可用技术的成熟度而设计。

 

由于没有强制标准,在城镇老区建造的变电站可能很难收集资产的任何数据。随着这些配电网的融合,它成为互操作性的挑战,因为连接每个变电站设备的底层基础设施的设计不同。

 

在同一线路上,虽然最老的变电站可能只有几个断路器、变压器、调节器和其他保护和监控设备,但引入新线路意味着增加新的断路器和现代保护继电器,与20年前投放的那些并用。


所有部件均可物尽其用,却又各尽其能。这为实现智能电网和物联网连接电网创造了动力和挑战,可根据需要上下调整数据。

 

先进的配电网是一种可在故障期间自我修复的电网。它实现电网资产和终端设备之间的可扩展性和互操作性。该电网使用双向电力供电,理想情况是从尽可能多的可再生能源中供电。智能电网旨在克服传统电网的挑战,实现监控、分析、控制和通信,以帮助提高效率,降低能耗和成本,并最大限度地提高透明度和可靠性。


启用物联网的配电网通过集成更多超低功耗传感器和无线通信节点,提供按需数据。

 

有线技术并无多大进展,尽管不失功能性和可靠性,还是有质疑声传来主张退用这种传统技术,不过有线技术仍构成现代智能电网的支柱。

 

 

有线技术的争议和优劣

 

硬连线的电网基础设施可以追溯到很久以前 – 可追溯到50年前。由于该基础设施仍能工作,而且更好的替代解决方案品的成本投入过高,因此该基础设施仍在继续使用。

 

许多旧的通信协议、电路和布线仍然是当今电网的一部分。稳健的通用异步接收器发送器(UART)仅使用两条线路在器件之间传输数据。RS-232协议可追溯到60年前,且曾经是唯一可用的数据交换标准。RS-232定义的电压电平使其免受噪声干扰并减少数据交换中的故障。它可在今天的大多数计算机中找到。

 

与此同时,RS-485是最通用的一种通信标准,广泛用于多个节点相互通信的数据采集和控制应用。与RS-232的单端信令不同,RS-485的差分信号对限制最大距离和通信速度的信号线噪声不敏感。

 

用于现场总线通信的PROFIBUS标准可追溯到20世纪80年代中期,且仍是最流行的仪表连接技术之一。尽管它们已老化,但这些标准和协议仍然提供了一些优点,部分原因在于它们的简易性和可靠性以及安全性:与现代以太网或Wi-Fi网络不同,它们不易被黑客攻击。若您只交换有限数量的数据,它们也极具成本效益。但当您希望增加电网的灵活性和功能时,这可能是一个重要的限制因素。较慢的速度和较低的带宽限制为支持每秒兆字节数据速率的以太网提供了机会。

 

今天的以太网MAC和PHY接口支持双端口,允许冗余、更高带宽和速度,以及添加更多功能的能力。

 

TI有线技术的参考设计

 

德州仪器(TI)开发的参考设计不仅概述了如何以充分利用其固有优势的方式将特定通信技术编入电网设备,还概述了如何与其他技术(包括传统协议)进行通信。

 

TI有几种参考设计可满足RS-232和RS-485协议的要求。具有集成信号和电源的隔离式RS-232参考设计 可提供能够产生隔离的直流电源的紧凑解决方案,同时支持隔离的RS-232通信。它由带集成电源的增强型数字隔离器和RS-232通信收发器组成。

 

对于RS-485,TI有两种参考设计。面向功能隔离型RS-485、CAN和I2C数据传输的通信模块参考设计 是一种低成本、高效率的通信模块解决方案,专为工业系统而设计,包括需要隔离通信和隔离电源的储能库。这种设计适用于电网,部分原因是它经过恶劣环境下强大数据传输的测试。具有集成信号和电源的隔离式RS-485参考设计 可提供能够产生隔离的直流电源的紧凑解决方案,同时支持隔离的RS-485通信。它由带集成电源的增强型数字隔离器和RS-485通信收发器组成。

 

关键字:电网  有线  无线 编辑:muyan 引用地址:http://news.2689mr.com/dygl/ic473073.html 本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

上一篇:SiC在电动车市场应用广泛
下一篇:Trinamic推出两相步进电机栅极驱动器

关注eeworld公众号 快捷获取更多信息
关注eeworld公众号
快捷获取更多信息
关注eeworld服务号 享受更多官方福利
关注eeworld服务号
享受更多官方福利

推荐阅读

单片机测量三相电网功率因数的接口电路分析
为了测量时间r,又为使测量的φ角的精度不受电网频率(或周期T)的影响,采用图所示的接口电路。由变压器TR取得的UCA线电压信号和由电流互感器取得的线电流iB信号均由检查器转换成相应的方波信号。电压方波信号经G1门反相后,作为测量T/2脉宽的门控脉冲加至G3门输入端,由“或非”门G2得到UCA与iB同时为负的正极性方波脉冲,作为测量时间r的门控脉冲加至G4门输入端。计数脉冲是用8031的ALE脉冲四分频后获得的。因ALE脉冲频率在8031执行非MOVX类指令时是稳定的,且为1/6×晶振频率。因而可用8031内部定时器/计数器T0和Tl对G3与G4门输出脉冲进行计数。上述各点的波形及对应关系已经表示于图1中。图2中,8031的P3.0
发表于 2020-02-01
单片机测量三相电网功率因数的接口电路分析
Semtech LoRa技术简化智能电网网络中的缺陷监控
CAHORS基于LoRa的Sentinel®产品降低了运营成本并防止了故障,从而实现更高的电网效率 全球领先的半导体解决方案供应商Semtech Corporation日前宣布:领先的智能电网产品制造商和监控解决方案提供商CAHORS Group(以下简称:CAHORS)已将Semtech的LoRa®器件和LoRaWAN®协议集成到其全新的Sentinel®线路故障检测解决方案中,以简化智能电网网络中的缺陷监控。  “CAHORS将Semtech的LoRa器件和LoRaWAN协议认定为经过验证的物联网(IoT)平台,可提供支持电网数字化的功能,” CAHORS产品策略总监Christophe
发表于 2020-01-09
Semtech LoRa技术简化智能电网网络中的缺陷监控
12位A/D转换器ADS7864在电网谐波分析仪中的应用
ADS7864是Burr-Brown公司开发的12位6通道A/D转换器,介绍了ADS7864的工作原理、内部结构、工作模式及编程要点,给出了ADS7864在电网谐波分析仪中与数字信号处理器TMS320F206的接口应用实例,并且对DSP与A/D转换器的接口特点进行了总结。1 引言   随着用电量的增加,电网的谐波污染变得日益严重,这就要求电力监控设备能够及时准确地对电网谐波分量进行监测。在笔者研制的电网谐波分析仪中,使用ADS7864对各相关点的波形信号进行采集。实践表明,ADS7864的采样精度及稳定性是令人满意的。  ADS7864是Burr-Brown公司(已被德州仪器收购)开发的12位6通道A/D转换器,其主要
发表于 2019-12-18
12位A/D转换器ADS7864在电网谐波分析仪中的应用
克服数字电网中的以太网连接挑战
传统上,电网由独立工作的设备组成;维护通常使用手工填写的检查报告。随着保护继电器,断路器和智能电表等设备的数字化,使用控制电缆共享设备状态和故障以及控制数据有助于优化设备的效率。尽管串行通信(例如RS-232,RS-485和控制器局域网)仍然很流行,但在本文中,我将解释向以太网迁移的挑战,以及以太网与数字电网相结合的解决方案。与传统的电网不同,数字变电站可将所有的数据立即数字化,并通过以太网电缆将数据发送到智能电子设备中。以太网连接提供了一个简单而灵活的解决方案,可以提供标准化和互操作性,从而在变电站之间形成一个统一的通信平台。以太网连接有两种形式,铜线电缆使用非屏蔽双绞线电缆用于低速数据传输和较短的距离(<100 m
发表于 2019-11-14
克服数字电网中的以太网连接挑战
智能电网:NI LabVIEW应用于微网分布式监控系统
之一。这个软件模块基于预测需求,能够协助微网找到最优功率生成计划,在微网独立的情况下,将总操作成本降至最小,或是在微网连接到主电网时,将总受益最大化。在优化过程完成后,包含开关状态的结果和发电源的分配kW数将会送到MEMS的最优功率流(OPF)模块进行处理。UC是功率系统管理中最为复杂的优化问题。通过使用LabVIEW的MATLAB脚本函数,软件能够在几秒内确定包含多个约束和数百个变量的优化解决方案。UC的主要用户界面如图5所示。软件模块包含以下特性:· 通过使用LabVIEW的MATLAB脚本函数,可以在几秒内解决复杂的UC问题。· 使用LabVIEW建立的图形界面,用户能够方便地点击鼠标用默认设置或定制设置运行UC优化。· 通过运行
发表于 2019-11-14
智能电网:NI LabVIEW应用于微网分布式监控系统
防电网过载 宝马用i3开展智能充电研究
电动车的充电方式将被彻底改变,并充分考虑电网的供电情况,避免高峰用电期间电网过载。宝马集团已经展开了这种智能充电方式的研究。据外媒报道,在数字化、互联网技术的支持下,宝马集团和欧洲电力运营商TenneT展开新的合作,在将电动车充电需求与电网运载能力充分协调的同时,最大限度利用可再生能源。宝马集团与TenneT的合作充分利用了宝马i3的标准互联技术,从而恰当地管理和计算充电过程所需的时间。例如,在电网利用率较高的情况下,电动汽车可能会暂停充电,或是对充电功率加以限制。在电力供应瓶颈消失并恢复到正常使用值之后,车辆充电将恢复到较快的速度。此外,该技术还考虑到了可用的太阳能和风能资源,以最大限度地提高充电效率。据悉,这种
发表于 2019-11-13
小广播
电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2020 EEWORLD。com。cn, Inc。 All rights reserved
百家乐送彩金 彩票网送彩金存款 百家乐送彩金 彩票大赢家官网 下载就送彩金的平台 征途APP机器人 彩票大赢家 百家乐免费送彩金 彩票大赢家 澳客彩票