（1国网宁波供电公司 浙江宁波 315010;2浙江华云电力工程设计咨询有限公司 浙江杭州 310000）
摘要：自然灾害发生后，灾区内的电力通信网络中断，会对电网安全生产运行形成严重的影响。电力通信网应具备强大的应急、灾难应变能力，从而确保电力通信网络的畅通性。本文重点探讨应急通信技术卫星应急通信网系统实现，提高电力通信网的可靠性与稳定性。
关键词：卫星通信技术；电力应急通信；电网
目前，电力通信企业遇到许多难以解决的问题。若单靠有线通信技术根本无法达到要求，由于卫星通信技术具有网络组建灵活、远距离传输等优势，故发展成电力应急通信中的关键方式。为确保救灾工作得以顺利开展，构建以卫星通信技术为主的应急通信系统迫在眉睫。
1 应急通信技术
1.1 应急业务研究
1.1.1 语音业务
语音业务是一种应急状况下最基本的通信业务，和电力系统供电存在关联性的语音业务大致包括固定电话业务、调度电话业务以及移动电话三大类。在这当中，调度电话是促进调度机构在短时间内回复和电网中的受灾发电厂以及变电站实施调度联系的关键方式，通常以带备份的64Kbps专线电路以及优先级别最高的电路交换手段进行承载业务。在IP电话技术的不断发展的推动下，建立在调度数据网的VOIP实现调度电话业务具备成本少、组网便捷等诸多优势，相信在不久的将来，其必将发展成变电站调度电话技术的核心技术应用。实际上，调度电话在应急环境中是发电厂和指挥调度侧、变电站间最直接、最简便的一种基础通信手段。
1.1.2 数据业务
（1）继电保护
电力系统继电保护是有效确保电力系统运行稳定、安全的重要因素，它是电网安全自动装置与高压输电线路继电保护装置间传输的远方信号，同时也是电网安全运行过程中所需的信号。但是，因人为因素、自然因素等的影响，电力系统难免会出现诸多不正常状态以及短路故障，甚至可能导致电力系统内发生事故。为将这种影响降至最低，一旦电力系统发生故障，继电保护装置会在第一时间内将跳闸信号传送至控制设备的断路器上，从而自系统内切除出现故障的主设备，有效确保无故障部分运行的安全性、稳定性；一旦电力系统的工作状态不正常，那么继电保护装置会发出信号，运行人员可结合继电保护发出的信号处理不正常工作状态，以免由于不正常状态逐步引发故障，最终导致事故发生。
变电站的对外联络光缆均为顺着高压线路敷设的，同时也是根据线路实施端至端的设置载波方式。一旦变电站的对外联络光缆因人为因素或者自然因素受损，高压线路断开亟待实施修复，那么也需同步恢复线路。所以说，在变电站应急的大环境中不能立马将继电保护业务恢复。
（2）调度自动化
调度自动化系统主要是通过提供电网运行状态实时监控所需的数据信息的方式达到数据采集与监控、电网控制、校正控制、开断仿真等目的。信息类型实际上就是厂站远程终端设备（RTU）和调度中心能量管理系统（EMS）交换的运动信息，其主要指的是遥控、遥测、遥调、遥信信息。
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在应急情况下，电网通信务必要确保如下几个业务的业务通道畅通：其一，各级应急抢修现场与各级应急指挥中心应确保抢修现场视频与抢修指挥电话的通畅度，从而保障应急抢修工作的有效开展；其二，要确保电厂、地调、110KV变电站、省调控中心、220KV及其以上电压等级变电站、总调能正常开展EMS业务；其三，要确保220KV及其以上电压等级变电站、电厂以及一些110KV变电站能正常实施线路继电保护；其四，220KV及其以上电压等级变电站、各级应急指挥中心、省调控中心、110KV变电站、总调、县调、电厂、地调等能通过调度电话的方式保障电网运行控制业务的正常开展。
（3）卫星通信的波段的确定
常用的卫星通信波段主要有C波段、Ku波段、Ka波段三种。通过对比分析，不难看出，三者在以下五方面上都存在差异：1）从可用带宽上看，C波段与Ku波段的可用带宽分别是500MHz、800MHz；2）从工作频段上看，C波段、Ku波段、Ka波段的工作频段分别是2-8G、12-16G、22-26G；3）从抗雨衰性能上看，C波段较好，在暴雨的环境中仅为1dB，而Ku波段比较差，在暴雨环境中可以达到10至20Db, Ka波段是最差的；4）从抗干扰性上看，Ka波段与Ku波段较好，而C波段偏差些，地面存在大量微波系统，频率范畴是相同的；5）从天线大小上看，由大到小的顺序排列，依次为：C波段、Ka波段、Ku波段。值得一提的是，虽然C波段目前的天线偏大，但是在技术水平逐步提高的大环境下，其在逐步变小，总体来说其规格主要受技术体制的影响。
由此可见，要重点结合各大行业的卫星应用择出最恰当的卫星通信频段，由此有效保证通信链路的可靠性与质量。举个例子，2008年发生在南方的冻雨灾害导致电力设施受到大面积的损坏，电网由此中断，对诸多通信方式而言考验重重。综合分析后，唯有C波段与卫星手机可将第一现场的视频、音频情况及时反馈出去，从而实现迅速决断、及时了解的目标。
1.2 卫星通信技术体制
卫星通信技术体制主要涵盖了多址分配方式与多址联接方式两种。
1.2.1 多址分配方式
多址分配方式又叫DAMA方式，其对业务量与业务形式较稳定的应用较为适用，主要应用大业务量干线应用。一旦系统的链路资源调度能力较强，那么可结合使用计划与保障预案及时实施链路调度，目前已取得一些初步成就。
如今支持DAMA方式的系统设备已有许多，可直接通过远程接入的方式将DAMA方式的业务提供给用户。在电子制造和设计技术的发展的推动下，此种设备的互连简便、体积小、维护简便、高集成度等优势愈来愈明显，对非电信类业务单位也适用。
1.2.2 多址联接方式
在实践中使用较多的就是TDMA方式与FAMA方式，下面展开具体分析。
（1）TDMA方式。其优势主要有：上行功率无需严控； 不存在互调的问题，卫星的频带和功率可受到充分运用；对大、小站兼容，在站多的情况下通信容量依旧很大。但是其需与精确网同步，低业务量用户同样需一致的有效全向辐射功率。
（2）FDMA方式。其优势主要有：多个射频载波会形成于卫星转发器上，无需网同步，设备简便、技术成熟、性能的可靠性强，在大容量线路工作的大环境中有较高的效率。然而，在多个载波同步经过卫星转发器的过程中会形成互调干扰。在工作状态下需补偿高功率放大器，减少功率的用量。如此既会使频带资源无法受到充分利用，还会造成转发器的功率资源浪费。
1.3 卫星选择
如今，在我国上空运营的卫星大致包括中卫一号、亚太5号、鑫诺三号、亚洲4号、鑫诺一号、亚太2R、亚太6号、中星9号、中星6B。在这当中，中星6B与鑫诺三号卫星有且只有C波段，中星9号有且只有Ku波段。为了确保未来建设过程中其具备可兼容性与可扩展性，以选择Ku波段与C波段兼具的卫星为宜。
为此，在选择时，可考虑运用上述除中星9号、中星6B与鑫诺三号以外的任意一种卫星。考虑到能源战略的安全性，笔者认为，可优先选用中卫一号与鑫诺一号。
2 卫星应急通信网系统实现
在建设某电网公司的卫星应急通信网的过程，可考虑运用SCPC/DAMA系统开展建设工作，在这当中无论哪个站点都可与上级节点站实施通信，且结合业务传输量对卫星带宽进行自动调节、结合业务需求自动创建卫星信道连接。各个站都需发射SCPC载波，创建双向信道。卫星链路也可用非对称信道取代，换言之，其下行与上行的速率可不同。
在此网络建设方案内，电网调度中心创建了“1发60收”的中心站，各个厂站建设成“1发2收”的远端站，厂站间和实现直接通信。若未来需在远端站之间实现直接通信，只需升级原有的远端站即可，利用临时分配的子载波实施通信。
结语
鉴于当前电力系统通信中主要采用可靠性强、带宽高、传输速率高等特征的光纤通信，再加上电网对自然灾害的应对要求的提高，卫星通信的优势逐步显现，在电力应急通信中取得了较为广泛地应用。相信随着时间的推移以及通信技术的发展，其势必发展成确保电网通信网络正常的重要条件。
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[2]楼建平,陈豪,周浩,陈杰. 卫星通信技术在电力应急通信中的应用探析[J]. 电子技术与软件工程,2015（19）:45.
[3]谷坊祝. 卫星通信技术在电力应急通信中的应用[J]. 电力系统通信,2009（6）:29-32.
论文作者:李勇1,李建刚1,李海龙2
论文发表刊物:《电力设备》2016年第16期
论文发表时间:2016/11/8
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