（深圳供电局有限公司 广东深圳 518000）
摘要：近几年，全国各地频繁发生自然灾害，直接造成光缆中断，引发电网主干通信网络解环语音，甚至暂停业务，一定程影响了电力通信业务。电力公司将卫星通信技术引入应急通信中，以通信资源补充电力系统通信，进一步避免发生中断基本调度问题。所以，在研究电力系统中应用卫星通信技术具有巨大的现实意义。
关键词：电力系统；应急通信；卫星通信技术
引言
基于卫星通信特点分析，卫星通信方式不会被时间和环境约束，突出了多址连接、远距离传输等优势，并成为应急通信的关键手段。当发生灾害时，一定程度损害地面通信，需要通过卫星应急通信提供有关信息，保证指挥中心得到精确的数据。
1.卫星应急通信建设的必要性
由于卫星通信不会受实践点和环境等因素的影响，传输方面凸显了远距离传输、容易开通和灵活组建网络等特点，并连接多个地址，同时双向传输图像数据和语音，进一步得到应急通信的青睐。发生突发性灾害时，地面通信系统容易遭遇严重损坏，外界要想了解灾区情况，需利用卫星应急通信手段传输重要信息与数据，保证有关部门或指挥中心得到精确度的情报，一定程度推动了救援工作的贯彻落实。
2.应急通信中VSAT卫星通信的应用范围
1）双向传输数据。VSAT卫星通信对业务数据完成双向传输，有利于在调度自动化、电能管理和MIS系统中实现数据的双向传递。VSAT卫星通信的特性为中低速率、续传输等，并且传送与返回指令的时延不超过15s。2）工业视频传输监控。VSAT卫星通信与IP技术综合应用进而对多点控制单元有效引入，凭借卫星图像的通信功能，对公司内部网络会议实时掌控。3）卫星勤务电话通信。一般的卫星电话都会发生时延的问题，单电力系统中专用的应急卫星通信话音业务可以发挥辅助作用。根据电力系统的特殊操作内容，语音有效沟通了地区调度和远端变电站间的联系，向用户通过VSAT卫星传输话音信息。
3.卫星通信网系统建设
3.1模式选择
（1）模式类型
1）建设主站（模式1）。电网公司自行建设卫星通信地面控制主站，并将子站安排在各个厂站，借助转发器向卫星本体运营公司直接传输自有专网。
图1 模式1
2）建设中心站，利用运营商主站（模式2）。要想最大程度压缩初期投入的成本，不影响网络的灵活扩展，在运行商主站系统的基础上建设卫星通信系统，并于调度中心组建地面站子中心，把远端站分别设置在各个厂站。
图2 模式2
3）建设远端站，利用运营商主站（模式3）。电网公司合理建设远端站，其卫星通信网主要借助运营商的主站系统形成。在远端站建立所有站点，凭借主站系统实现通信的目的。
由表1可知，安全性和保障性最差的是模式3与模式4，难以达到监控与控制的目标，不利于维护运行电力生产网；同时在网络扩展性方面，模式3和模式4明显滞后于其它两种模式。另一方面，模式1和模式2的长远投入也相差200-400万元，在系统整体投资中这个投资占14%，在初期投入中，模式2投入仅占6%。
在投资允许的前提下，建设卫星通信网可以选择模式1，在投资有限的前提下，建设卫星通信网可选择模式2。
3.2业务需求
当发生突发事故时，抢修与事故现场应保证语音、数据和视频等不间断传输，应急指挥和通信中心突出了现场通信系统的运行。考虑当出现严重电力生产故障时，要在临时建设的调度指挥中心传输通信数据，还要保证现场处理文字以及指挥车辆，强化应用效果。
语音：事故发生过程中，需要现场至少保持一路语音通道及行政交换网联通；
数据：事故发生过程中，需要现场保证加入数据网的能力；
视频：事故发生过程中，需要现场向调度中心传递视频；
调度指挥：指挥中心可以调度抢修和工作人员。
4.卫星应急通信系统组网分析
4.1地面中心站
1）地面站天线。利用2.4米Ku频段通信天线。通过天线和卫星车，在地面中心站实时传输语音和数据，由卫星车采集接收，地面站对通信车的现场情况实时监控。
2）发射单元。通信质量容易受技术指标与可靠性优劣的影响。发射单元对L频段信号实行变频与功率放大，由天线发向卫星。
3）Ku频段低噪声放大器。LNB一定程度保证了卫星数字系统的应用优势，并强调其功效。配合数字系统信号传输特点使系统得到最佳的传输性能，并降低误码率。
4）卫星调制解调器。主要作用是对基带设备信号科学调制，得到的卫星信号更适合卫星传输，并向卫星发送。解掉卫星下传信号适合在基带设备中应用，保证在基带设备与卫星设备中自行切换信号。
4.2应急通信车
通信车采集图像主要是现场利用车顶摄像机、会议摄像机及云台解码器等采集视频内容。并借助车载图传系统的科学配置，向应急指挥中心传递信号。把车载型车顶摄像机安装在车顶，并将会议摄像机安装在车内，借助视频分配器一分二分配视频信号，有效连接硬盘录像，并与视音频矩阵对接，切砖至其它系统。
4.3卫星通信便携站
其特点是自动对星、操作便捷。内部将跟踪接收器、无线控制器、GPS模块等嵌入，通过自主研发的控制软件，有效实现自动操控。操作者利用电脑图形的用户界面，通过有线和无线的模式，监控Z便携站操作。人机界面友好、简洁、容易操作。
5.卫星应急通信系统中通信技术的应用
5.1应急系统电网业务分析
（1）调动自动化系统运行
系统提供了全面。可靠的实时信息，向调度员提供电网运行情况，并及时找出电网安全威胁，这也是提升调度管理水平的方法。通道对实时信息有效承担，并对主站命令及时上传，对调动自动化系统运行情况造成严重影响。
（2）远动通道中断产生的威胁
在电网调动技术迅速发展的情况下，变电站无人值守操作可通过自动化设备完成。其中远动通道必成为对电站监视和控制的唯一方法。在现场、RTU、主站设备之间产生高效的闭环系统，任意操作过程都可能出现监控风险。
故障过程中电站不能接受运行人员和调度的监控，若设备出故障，调度与集控站不能得到任何信息，有可能扩大事故范围或影响事故处理的效果，严重影响电网的安全运行。
5.2应急系统电网业务接入
1）调度电话接入。基于卫星通信网初步构建了全数字通道的IP交换平台，结合传输链路应用VOIP技术，并将语音网关设备设置在局端和远端的位置。
2）调度自动化业务接入方式。在局端的前置机和远端的RTU借助异步数据实现接入。即把一个远动网关设备安装在卫星设备与RTU设备间，通过一个或多个接口连接RTU，当地面线路发生故障时，可放置便携站，直接连接运动网关设备和RTU的接口，该设备以IP线路转换RS232数据并传输至卫星链路上，另外运动网关设备还提供另一个IP接口，与调度数据网路由器连接，达到内外网络传输的目标。另外设备还可以发挥安全隔离与VPN的功能，进一步分离卫星网络与地面网络。
5.3电力应急系统组网
结合接入情况，电力应急系统的组网方式，即正常时，自动化业务接入利用2M专线和IP网络通道，出现灾变时，切换通道：业务系统与远动安全网关设备接入，远动安全网关设备与卫星通信系统直接接入。
运营商建立主站系统的卫星通信系统，由此产生了应急系统的组网方式，将天线架设在地面断站。便携站与中通卫星车根据实际运行的特点，将移动数据传输至不同地点。数据经天线发送和接收数据，不同业务类型的设计经过对应的网关，向用户端传送信息。这种模式的可扩展性良好，节省了投资建设的成本，与应急指挥中心应用相符。通过实验检测，这种组网方式具有较高的应用价值。
6.结束语
综合分析，在应急通信中卫星通信技术是至关重要的技术，在减少灾害损失和维护群众生命财产安全方面，发挥了关键的作用。因此，在日常工作过程中，需要持续创新卫星通信技术，并在实践中合理运用，进一步提升应急通信技术水平，全方位彰显应急通信的功能。
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课题：基于人造卫星的电网智能运维技术的研究 项目编号：090000KK52180069（SZKJXM20180261）
论文作者:黄炜昭,张宏钊,邹俊君,谢欢欢
论文发表刊物:《电力设备》2019年第10期
论文发表时间:2019/10/18
标签：卫星通信论文; 通信论文; 模式论文; 系统论文; 数据论文; 设备论文; 电网论文; 《电力设备》2019年第10期论文;