北斗卫星通信技术在电力通信网络中的应用与研究分析.pdf

Telecom Power Technology 187 Aug.10,2023,Vol.40 No.15 2023 年 8 月 10 日第 40 卷第 15 期通信网络技术DOI：10.19399/ki.tpt.2023.15.060北斗卫星通信技术在电力通信网络中的应用与研究分析林心怡（四川科锐得电力通信技术有限公司，四川 成都 610095）摘要：随着我国科学技术的飞速发展，现代化建设对电力行业的发展提出了更高的要求。北斗卫星通信技术在电力通信网络中的应用越来越受到人们的关注与重视。北斗卫星通信技术在电力通信网络中的应用，促进了我国电力事业的发展。但是，卫星技术在电力系统实际应用过程中会受到很多不确定性因素的影响，对电力通信网络的运行产生了不利的影响。基于此，分析北斗卫星技术在电力通信网络中的应用，为电力通信网络的安全稳定运行提供保障。关键词：北斗卫星通信技术；电力；通信网络Application and Research Analysis of Beidou Satellite Communication Technology in Power Communication NetworkLIN Xinyi(Sichuan Crede Electric Power Communication Technology Co.,Ltd.,Chengdu 610095,China)Abstract:With the rapid development of science and technology in China,modernization construction has put forward higher requirements for the development of the power industry.The application of Beidou satellite communication technology in power communication networks is receiving increasing attention and attention.The application of Beidou satellite communication technology in the power communication network has promoted the development of Chinas power industry.However,in the practical application of satellite technology in power systems,it is affected by many uncertain factors,which have adverse effects on the operation of power communication networks.Based on this,the application of Beidou satellite technology in the power communication network is analyzed to provide guarantees for the safe and stable operation of the power communication network.Keywords:Beidou satellite communication technology;electric power;communication network0 引 言随着北斗卫星通信技术的不断发展和应用拓展，其在全球卫星通信领域的地位和影响力不断提升。北斗卫星通信技术是中国自主研发的全球卫星导航系统，旨在为全球用户提供位置导航和精确定位服务，其在电力通信网络中的应用具有重要的意义，为电力行业提供了可靠的通信支持和创新的解决方案。因此，需要不断探索北斗卫星通信技术在电力通信网络中应用的有效途径，推动我国科学技术的发展以及提升电力通信网络运行的稳定性与安全性。1 北斗卫星通信技术的相关概述北斗卫星通信技术是由中国国家航天局主导研发和运营的卫星导航与定位系统，以北斗卫星导航系统为核心，结合通信技术，实现了广域通信能力。北斗卫星导航系统由一系列运行在地球轨道上的北斗卫星、地面监测站和用户终端组成，能够通过卫星信号提供全球覆盖的导航和定位服务，定位精度可以达到米级甚至亚米级，其传输过程模块如图 1 所示。北斗卫星通信技术在北斗卫星导航系统的基础上，结合通信技术实现了卫星导航和数据通信的融合。通过在北斗终端设备上集成通信模块，北斗卫星通信技术提供了多样化的通信方式，包括短信传输、数据传输、语音通信等，满足不同用户需求。北斗卫星通信技术具有以下特点和优势。一是北斗卫星通信技术可以在全球范围内提供通信服务，不受地理位置限制，适用于各种地域和环境。二是北斗卫星通信技术采用卫星链路传输数据，具有较强的通信可靠性和稳定性。三是基于北斗卫星导航系统的定位能力，北斗卫星通信技术可以提供高精度的位置导航和定位服务，满足用户对精确定位的需求。四是北斗卫星通信技术支持多种通信方式，包括短信传输、数据传输、语音通信等，可以根据用户需求选择合适的通信方式。五是北斗卫星通信技术可以在灾害、事故等紧急情况下提供可靠的应急通信服务，支持紧急救援和指挥调度工作。六是北斗卫星通信技术广泛应用于交通运输、电力、农业、渔业以及气象等领域，为各行业提供定位导航和通信支持1。2 北斗卫星通信技术在电力通信网络中应用的重要意义北斗卫星通信技术在电力通信网络中的应用具收稿日期：2023-06-14作者简介：林心怡（1991），女，重庆潼南人，本科，工程师，主要研究方向为电力自动化、电力通信。2023 年 8 月 10 日第 40 卷第 15 期Aug.10,2023,Vol.40 No.15Telecom Power Technology 188 有重要的意义，主要体现在以下几个方面。第一，全球覆盖能力。北斗卫星通信技术能够在全球范围内提供通信服务，无论电力设施位于何处，都可以利用北斗卫星进行通信，使电力公司能够远程监控和管理分布广泛的电力设备，提高运维效率。第二，可靠性和稳定性。北斗卫星通信技术采用卫星链路传输数据，具有较强的通信可靠性和稳定性。与传统的地面通信网络相比，北斗卫星通信技术不易受到地理环境和天气条件的影响，能够提供更加稳定的通信服务。第三，应急通信能力。电力系统在灾害、事故等紧急情况下需要进行紧急救援和指挥调度。北斗卫星通信技术可以在紧急情况下提供可靠的应急通信服务，保障救援工作的顺利进行。第四，多样化通信方式。北斗卫星通信技术支持多种通信方式，包括短信传输、数据传输、语音通信等，电力公司可以根据实际需求选择合适的通信方式，实现灵活的通信和数据传输。第五，定位导航功能，如图 2 所示。北斗卫星导航系统具有高精度的定位导航能力，可以为电力系统提供精确的位置信息，这对于电力设备的管理和调度非常重要，能够增强对电力设备的定位和追踪能力。第六，数据传输和共享。北斗卫星通信技术可以实现电力设备之间的数据传输和共享，因此电力公司可以实时获取电力设备的运行数据和状态信息，为运维决策和故障处理提供数据支持。总之，北斗卫星通信技术在电力通信网络中的应用能够使电力公司实现远程监控、快速响应和高效管理，提高电力系统的可靠性、安全性以及运行效率2。3 北斗卫星通信技术在电力通信网络中应用的现有问题尽管北斗卫星通信技术在电力通信网络中应用具有许多优势，但也存在一些现有问题需要关注和解决。3.1 成本问题北斗卫星通信技术的设备和服务相对昂贵，这对于一些电力公司来说增加了成本负担。部署和维护北斗卫星通信设备需要投入一定的资金和人力资源，这对于一些资源有限的电力公司来说可能是一个挑战。3.2 技术的适配性问题部分电力设备在设计和建设之初可能没有考虑与北斗卫星通信技术的兼容性，因此需要进行一定的技术适配和改造。该方案需要对设备进行更新或替换，增加了一定的工作量和成本。3.3 通信容量限制问题北斗卫星通信技术在通信容量方面可能存在一定的限制。由于卫星资源有限，可能会导致通信容量不足，特别是在大规模的数据传输和通信需求下，影响了电力系统内部各个子系统之间的数据交互和实时通信。3.4 安全性问题北斗卫星通信技术在数据传输和通信安全方面也存在一定的风险。由于数据是通过卫星链路进行传输，可能会受到数据泄露、干扰和攻击的威胁。因此，需要加强对数据的加密和安全保护措施，确保通信的机密性和完整性。此外，随着北斗卫星通信技术在电力通信网络中应用模式的革新与优化，需要注意应用过程中的故障处理及维护。但就目前来看，北斗卫星通信设备的故障处理和维护可能相对复杂。由于设备通常位于较为偏远和不易访问的地方，一旦设备出现故障，就需要一定的时间和资源来进行维修和恢复，这可能会对电力系统的运行和通信造成一定的 影响3。天线，低噪放和功放北斗通信链路北斗卫星GPS 卫星GPS 信号串行数据接口显示控制单元导航模块输入模块显示模块综合数据控制模块双模定位通信单元GPS 模块北斗模块图 1 北斗卫星导航系统传输的过程模块北斗导航卫星便携式卫星通导热点热点背负组件三防显控终端应用服务后台系统北斗短报文指抨终端核心交换机业务应用服务器应用 App 后台服务器数据存储服务器系统显示席位北斗协议处理服务器图 2 系统原理框图 2023 年 8 月 10 日第 40 卷第 15 期 189 Telecom Power TechnologyAug.10,2023,Vol.40 No.15 林心怡：北斗卫星通信技术在电力通信 网络中的应用与研究分析4 北斗卫星通信技术在电力通信网络中应用的具体路径4.1 评估需求和设计网络架构北斗卫星通信技术在电力通信网络中的应用需要根据电力通信网络的实际需求进行网络架构的设计。首先，电力公司需要评估其通信需求，并确定是否适合采用北斗卫星通信技术。这包括考虑通信范围、通信容量、安全性要求等方面。同时，需要评估北斗卫星通信技术的可行性，包括设备成本、网络覆盖等因素。根据电力公司的通信需求，设计适合的网络架构。这涉及确定通信设备的布局和连接方式，包括卫星终端设备、地面站设备等。此外，需要考虑与现有通信网络的集成和兼容性，只有根据电力公司的实际需求进行系统分析，才能充分发挥北斗卫星通信技术的实效性，推动电力通信网络的发展。4.2 采购设备和建设基础设施科学制定设计方案并根据网络设计方案，采购所需的北斗卫星通信设备，进行基础设施建设。不同的北斗卫星通信设备在电力通信网络中会发挥出不同的作用，因此需要进行针对性的选择与采购设备，其中包括安装卫星终端设备、建设地面站、部署通信网络等。将采购的设备进行系统集成，确保各个组件之间的互联和正常通信。通过将电力设备与北斗终端设备进行连接，可以获取设备的状态信息、实时监测设备的运行参数和工作状态。基于此，必须针对相关设备进行系统测试，验证网络的可靠性、稳定性以及安全性。4.3 应急通信与故障处理电力通信网络中常常面临自然灾害、事故等突发情况，北斗卫星通信技术可以提供可靠的应急通信手段，在通信基站无法正常运行或通信链路中断的情况下，可以通过北斗卫星通信系统进行应急通信，及时传输故障信息、指挥调度和实施抢修，缩短故障处理时间，减少损失。通过北斗卫星通信网络进行紧急救援和指挥调度，能够降低灾害带来的损失，避免造成不可挽救的后果，促进电力通信网络的持续 健康运行4。4.4 远程监控和安全保护通过北斗卫星通信网络实现对电力设备的远程监控和数据传输，包括实时监测电力设备的运行状态、收集电力系统的数据等。北斗卫星通信技术可以远程管理电力抄表与计量，通过将电力计量设备与北斗终端设备连接，可以实现对电表数据的实时采集、传输与监测。这样可以减少人工抄表的工作量，降低错误率，提升数据的准确性和及时性，为电力计量管理提