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将低于 1GHz 衔接用于电网财物监控、维护和操控的优势

对电网资产进行数据分析,可帮助运营商快速发现故障,同时还可对主要设备进行预测性维护,而如今几乎已不存

对电网财物进行数据剖析,可协助运营商快速发现毛病,一同还可对首要设备进行猜测性保护,而现在简直已不存在这种状况。确认选用哪种特定的无线技能,如低于1 GHz、低功耗蓝牙®、Wi-Fi®或多规范协议,取决于数据、带宽、节点之间的距离、所需衔接数、可用功率以及所需的呼应时刻等要素。

电网的发展需求在现有的有线衔接基础上增加无线衔接,以进行财物监控和操控。增加无线衔接的首要要素包含:

●   选用带分布式动力资源与传统发电、输电和配电一同运用的涣散式微电网形式。

●   对长途配电和主动化财物的健康和状况监控需求进步,监督一次设备的健康和状况监测,以优化电力办理;资源分配;毛病定位,阻隔和服务康复(FLISR)。电网长途监控有助于完成电网的高效运转,削减停电次数和停电时刻,并最大极限地削减丢失。

在电网财物中,像毛病指示器这样坐落偏远地区的节点需求衔接到一个数据搜集器,如图1所示,以便与集中式体系的主动数据交换。在这样的运用中,挑选比如低于1 GHz之类的无线通讯,是由于它掩盖规模很广(几十米到几千米不等)且功耗十分低(均匀电流为数十微安)。当在现场增加多个节点时,运用一个公共的搜集器从长途设备按需获取数据时,低于1 GHz也是一种易于装备的低本钱技能。

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图1:运用低于1 GHz将毛病指示器衔接到数据搜集器

增加低于1 GHz衔接,触及到与星型网络中的数据搜集器进行双向通讯。节点被装备成具有更快的呼应时刻来通讯毛病信息,以最小的推迟传达包含方位在内的毛病信息,然后供给更快的康复或自我修正功用。

与其他无线衔接处理方案(包含2.4 GHz蓝牙低功耗通讯)比较,低于1 GHz具有这些优势:

●   由于运用较低的传输频率和数据速率,通讯规模较长,由于接纳器的灵敏度是数据速率的函数。作为一般的经历规律,将数据速率下降四倍,可以使通讯规模增加一倍。

●   低频(较长波长)射频(RF)波可以穿透障碍物,这使低于1 GHz在多种环境下都能正常作业。

●   在低于1 GHz 射频法规中答应的低占空比可削减搅扰。

运用低于1 GHz衔接的常见电网终端设备之一是用于中高压传输的毛病电流指示器(FCI)。FCI经过从负载电流中搜集功率来供电。可用于搜集电流处于几十微安的规模内。与FCI集成衔接的最大应战是,在没有搜集功率的负载电流时,来搜集电源时其是否能正常作业。别的,在广泛的环境条件下(如视野、有障碍物等)作业的要求也约束了传统电容器或某些电池的运用。因而,关于射频通讯来说,简化数据传输以削减电流耗费至关重要,而这是经过优化节点与搜集器之间的通讯形式完成的。

有两种用于办理数据发送(TX)和接纳(RX)的形式:信标形式和非信标形式。在非信标形式下,传感器节点一直处于接纳形式,由于没有界说数据搜集器可以与之通讯的时刻,这会转化为更高的电流耗费(约5 mA)。除了依据节点之间的距离优化传输功率水平外,信标形式通讯(见图2)最适合,由于它可以在传感器节点上完成唤醒形式和睡觉形式之间的占空比循环,以协助在收发器封闭时节省电源。

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图2:信标形式通讯

信标形式包含在固定的时刻距离内从数据搜集器播送一个信标,一切的传感器节点都能接纳到。它使单个传感器节点和搜集器之间的通讯同步化。传感器节点只要在接纳到信标时才会被唤醒,假如搜集器想在下一个信标之前发送或接纳数据,破译信标会给传感器供给信息。此进程可以使传感器可在过渡期间切换到睡觉形式,这关于毛病指示器来说抱负挑选。

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用于为FCI增加衔接性的TI参阅规划

规划人员在将低于1 GHz衔接集成到FCI时,会遇到许多硬件和固件应战。万物互联型电网参阅规划:运用低于1 GHz的射频衔接毛病指示器、数据搜集器、Mini-RTU 显现:

低功率射频 的集成触及:

●   网络设置。

●   运用信标形式进行发送和接纳。

●   包含装备和无线固件晋级在内的数据交换。

●   毛病辨认和数据通讯。

●   怎么经过以下办法最大程度地削减毛病指示器和数据搜集器之间的功耗:

●   现在供给了美国(915-MHz)、欧洲电信规范协会(868-MHz)和我国(433-MHz)频段的电流耗费数据。

●   RX电流低于6 mA,TX电流低于16 mA(在+10 dBm时)。

●   可以在星形网络中完成5 s信标距离(以RX形式装备的毛病指示器)时,完成均匀电流耗费小于20μA的才能。

该参阅规划经过运用TI的Simplelink™ 低于1 GHz器材,用于短距离衔接多个节点,以及根据Simplelink微操控器渠道构建的15.4仓库,供给了一个单一开发环境,具有代码可移植到多种衔接协议的特性,是一种即用型、易于更新的低功耗衔接处理方案,有助于处理与节点固件开发相关的应战。

低于1 GHz是一种简易、易于运用和装置的本钱优化办法,可将无线衔接增加到现有的电网财物中,然后使传统财物愈加牢靠,并供给更快的毛病呼应。

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