CN111864900A - 一种基于载波通信的无信号区域硬加密三遥开关集联应用方法及系统 - Google Patents

一种基于载波通信的无信号区域硬加密三遥开关集联应用方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于载波通信的无信号区域硬加密三遥开关集联应用方法及系统，将无信号区域的三遥开关数据信号转换为载波信号，利用电力线将该载波信号传输至有无线公网信号的主机安装地点，并将载波信号还原成数据信号，再经主机处理后转为网络信号后与主站联通。本发明利用载波通信加无线公网信号传输无信号区域安装的三遥开关数据。

Description

一种基于载波通信的无信号区域硬加密三遥开关集联应用方 法及系统
技术领域
本发明涉及电网调控技术领域，特别是一种基于载波通信的无信号区域硬加密三遥开关集联应用方法及系统。
背景技术
现电力系统广泛应用的三遥开关上线必须有运营商的基站无线公网信号，但在山区电网中，偏远线路大多因为地形原因，基站信号不稳定、弱信号乃至根本无信号，造成三遥开关无法应用，而硬加密的三遥开关是在普通三遥开关上增加了设备证书和网络IP证书两层认证机制，安全防护能力显著提升，但是上线必须一一对应，在正常信号条件下，任何一个防护机制错误都会造成三遥开关不能上线。
三遥开关上线目前只有两种方式，有线和无线，若在无信号区域，要实现应用按原方案就需要铺设光纤，但因价格昂贵，并无大范围实用可能，所有并无其它最接近应用的技术。
电力系统现使用的三遥开关方案大多数采用控制器自带的通讯器插手机卡上线，少数离变电站近的三遥开会使用光纤有线接入。但无线信号受限于运营商基站的布点，山区电网公司的电力线路经常遇到无信号的情况，导致无法使用，而铺设光纤的方式的费用太高，在山区线路中没有可行性。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提出一种基于载波通信的无信号区域硬加密三遥开关集联应用方法及系统，利用载波通信加无线公网信号传输无信号区域安装的三遥开关数据。
本发明采用以下方案实现：一种基于载波通信的无信号区域硬加密三遥开关集联应用方法，将无信号区域的三遥开关数据信号转换为载波信号，利用电力线将该载波信号传输至有无线公网信号的主机安装地点，并将载波信号还原成数据信号，再经主机处理后转为网络信号后与主站联通。
进一步地，通过在各个无信号区域的三遥开关FTU处安装载波调制模块，将三遥开关数据信号转换为载波信号；通过在各个载波调制模块处安装耦合电容，将转换后的载波信号耦合到10kV线路上进行传输。
进一步地，通过在线路的一端安装首端耦合电容器汇总各台三遥开关的载波信号，并通过在首端耦合电容器处安装载波解调模块将汇总的载波信号还原成数据信号并输入通信管理主机，数据经通信管理主机处理后输出为网络信号至交换机，交换机下联一台以上的安装在有信号区域的无线通信模块，用以将网络信号传递至主站。
进一步地，每个无线通信模块内插有一张sim卡，通过硬加密的网络证书实现IP绑定并与远端安装在无信号区域的三遥开关一一对应，同时在主站数据库中做好载波标记设置，以实现无信号区域硬加密三遥开关集联应用。
较佳的，本发明还支持三相配置方案，具体的，在上述方案的基础上，在各个载波调制模块处安装的耦合电容器包括三个，通过三通连接至载波调制模块的输出，将载波调制模块的输出分为三相，并分别经三个耦合电容器连接至10kV线路的三相。同理，在上述方案的基础上，安装在线路上的首端耦合电容器包括三个，分别用以接收10kV线路的三相载波信号，三个首端耦合电容器经三通连接至载波解调模块的输入。
本发明还提供了一种基于载波通信的无信号区域硬加密三遥开关集联应用系统，包括设置在无信号区域的一台以上的三遥开关、设置在各个三遥开关处的载波调制模块与耦合电容器、设置在线路上的首端耦合电容器、通信管理主机、交换机、以及设置在有信号区域的一台以上的无线通信模块；
所述三遥开关依次经载波调制模块、耦合电容器连接至10kV线路，所述载波调制模块将对应三遥开关的数据信号转换为载波信号，再通过耦合电容器的耦合作用，在10kV线路上传输载波信号；
所述首端耦合电容器依次与载波解调模块、通信管理主机、交换机相连；一台以上的三遥开关的载波信号汇总至设置在线路上的首端耦合电容器并向下传输，通过载波解调模块还原成数据信号，并输入通信管理主机，经通信管理主机处理后再输出为网络信号至交换机；
所述交换机下联所述一台以上的无线通信模块，每个无线通信模块内设有一张sim卡，通过硬加密的网络证书实现IP绑定，每个无线通信模块与每个三遥开关一一对应。
进一步地，当线路中存在包括联络开关在内的断点设备时，在断点设备的两端分别连接一个耦合电容，设置在断点设备两端的两个耦合电容通过弱电信号线相连，以保证载波信号的传输。
较佳的，当系统为三相时，设置在各个三遥开关处的耦合电容器均包括三个，通过一三通将载波调制模块的输出分为三相，分别经三个耦合电容器连接至10kV线路的三相。设置在线路上的首端耦合电容器包括三个，分别用以接收10kV线路的三相载波信号，三个首端耦合电容器经一三通连接至载波解调模块的输入。
与现有技术相比，本发明有以下有益效果：本发明通过采用将无信号区域三遥开关数据信号转换为载波信号利用电力线传输至有无线公网信号的主机安装地点将载波还原成数据信号，再经主机处理后转为网络信号，通过多台无线通信模块与主站联通，此方案满足三遥硬加密要求，同时实现一主机带多台无信号区域三遥开关上线应用，将对电网安全稳定，智能化运行起到重要作用。该方法将有力保障山区电力线路安全运行，减轻一线员工巡线劳动压力，显著提升电网智能化水平。
附图说明
图1为本发明实施例的单相传输方案示意图。
图2为本发明实施例的三相传输方案示意图。
图3为本发明实施例的当线路中存在断点设备时的传输方案示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
如图1所示，本实施例提供了一种基于载波通信的无信号区域硬加密三遥开关集联应用方法，将无信号区域的三遥开关数据信号转换为载波信号，利用电力线将该载波信号传输至有无线公网信号的主机安装地点，并将载波信号还原成数据信号，再经主机处理后转为网络信号后与主站联通。
在本实施例中，通过在各个无信号区域的三遥开关FTU处安装载波调制模块，将三遥开关数据信号转换为载波信号；通过在各个载波调制模块处安装耦合电容，将转换后的载波信号耦合到10kV线路上进行传输。
在本实施例中，通过在线路的一端安装首端耦合电容器汇总各台三遥开关的载波信号，并通过在首端耦合电容器处安装载波解调模块将汇总的载波信号还原成数据信号并输入通信管理主机，数据经通信管理主机处理后输出为网络信号至交换机，交换机下联一台以上的安装在有信号区域的无线通信模块，用以将网络信号传递至主站。
在本实施例中，每个无线通信模块内插有一张sim卡，通过硬加密的网络证书实现IP绑定并与远端安装在无信号区域的三遥开关一一对应，同时在主站数据库中做好载波标记设置，以实现无信号区域硬加密三遥开关集联应用，上线的N台三遥开关都具备硬加密三遥开关的一切功能（遥控、遥信、电度、远方修改定值、召唤录波）。
较佳的，如图2所示，本实施例还支持三相配置方案，具体的，在上述方案的基础上，在各个载波调制模块处安装的耦合电容器包括三个，通过三通连接至载波调制模块的输出，将载波调制模块的输出分为三相，并分别经三个耦合电容器连接至10kV线路的三相。同理，在上述方案的基础上，安装在线路上的首端耦合电容器包括三个，分别用以接收10kV线路的三相载波信号，三个首端耦合电容器经三通连接至载波解调模块的输入。
较佳的，在本实施例中，如图3所示，当线路中存在包括联络开关在内的断点设备时，在断点设备的两端分别连接一个耦合电容，设置在断点设备两端的两个耦合电容通过弱电信号线相连，以保证载波信号的传输。
本实施例还提供了一种基于载波通信的无信号区域硬加密三遥开关集联应用系统，如图1所示，包括设置在无信号区域的一台以上的三遥开关、设置在各个三遥开关处的载波调制模块与耦合电容器、设置在线路上的首端耦合电容器、通信管理主机、交换机、以及设置在有信号区域的一台以上的无线通信模块；
所述三遥开关依次经载波调制模块、耦合电容器连接至10kV线路，所述载波调制模块将对应三遥开关的数据信号转换为载波信号，再通过耦合电容器的耦合作用，在10kV线路上传输载波信号；
所述首端耦合电容器依次与载波解调模块、通信管理主机、交换机相连；一台以上的三遥开关的载波信号汇总至设置在线路上的首端耦合电容器并向下传输，通过载波解调模块还原成数据信号，并输入通信管理主机，经通信管理主机处理后再输出为网络信号至交换机；
所述交换机下联所述一台以上的无线通信模块，每个无线通信模块内设有一张sim卡，通过硬加密的网络证书实现IP绑定，每个无线通信模块与每个三遥开关一一对应。
在本实施例中，如图3所示，当线路中存在包括联络开关在内的断点设备时，在断点设备的两端分别连接一个耦合电容，设置在断点设备两端的两个耦合电容通过弱电信号线相连，以保证载波信号的传输。
较佳的，当系统为三相时，如图2所示，设置在各个三遥开关处的耦合电容器均包括三个，通过一三通将载波调制模块的输出分为三相，分别经三个耦合电容器连接至10kV线路的三相。设置在线路上的首端耦合电容器包括三个，分别用以接收10kV线路的三相载波信号，三个首端耦合电容器经一三通连接至载波解调模块的输入。
采用本实施例的方法或系统，使一台通信管理主机可使无信号区域安装的多台三遥开关上线，且具备与普通硬加密三遥开关完全一样的功能（遥控、遥信、电度、远方修改定值、召唤录波）。同时，在单相方案基础上，在载波解调模块（主）、载波调制模块（从）处加装三通，分出三相，在三遥开关安装处共装三个耦合电容，首端主机安装处也安装三个耦合电容，即可确保信号在三相中传输，只要没有三相全断的情况均可保证信号正常传输。并且，本实施例采用线路断点信号传输方案，解决线路中有联络开关等线路断点设备时存在的传输断点问题，保证载波信号传输。本实施例的方案是介于光纤铺设、无线公网网直连之间的空白方案，可实现运营商基站未达的无信号偏远线路、应用于三遥开关及其它智能化终端接入应用，将对电网安全稳定，今后智能化发展起到重要作用。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于载波通信的无信号区域硬加密三遥开关集联应用方法，其特征在于，将无信号区域的三遥开关数据信号转换为载波信号，利用电力线将该载波信号传输至有无线公网信号的主机安装地点，并将载波信号还原成数据信号，再经主机处理后转为网络信号后与主站联通。
2.根据权利要求1所述的一种基于载波通信的无信号区域硬加密三遥开关集联应用方法，其特征在于，通过在各个无信号区域的三遥开关FTU处安装载波调制模块，将三遥开关数据信号转换为载波信号；通过在各个载波调制模块处安装耦合电容，将转换后的载波信号耦合到10kV线路上进行传输。
3.根据权利要求2所述的一种基于载波通信的无信号区域硬加密三遥开关集联应用方法，其特征在于，在各个载波调制模块处安装的耦合电容器包括三个，通过三通连接至载波调制模块的输出，将载波调制模块的输出分为三相，并分别经三个耦合电容器连接至10kV线路的三相。
4.根据权利要求2或3所述的一种基于载波通信的无信号区域硬加密三遥开关集联应用方法，其特征在于，通过在线路的一端安装首端耦合电容器汇总各台三遥开关的载波信号，并通过在首端耦合电容器处安装载波解调模块将汇总的载波信号还原成数据信号并输入通信管理主机，数据经通信管理主机处理后输出为网络信号至交换机，交换机下联一台以上的安装在有信号区域的无线通信模块，用以将网络信号传递至主站。
5.根据权利要求4所述的一种基于载波通信的无信号区域硬加密三遥开关集联应用方法，其特征在于，安装在线路上的首端耦合电容器包括三个，分别用以接收10kV线路的三相载波信号，三个首端耦合电容器经三通连接至载波解调模块的输入。
6.根据权利要求4所述的一种基于载波通信的无信号区域硬加密三遥开关集联应用方法，其特征在于，每个无线通信模块内插有一张sim卡，通过硬加密的网络证书实现IP绑定并与远端安装在无信号区域的三遥开关一一对应，同时在主站数据库中做好载波标记设置，以实现无信号区域硬加密三遥开关集联应用。
7.一种基于载波通信的无信号区域硬加密三遥开关集联应用系统，其特征在于，包括设置在无信号区域的一台以上的三遥开关、设置在各个三遥开关处的载波调制模块与耦合电容器、设置在线路上的首端耦合电容器、通信管理主机、交换机、以及设置在有信号区域的一台以上的无线通信模块；
所述三遥开关依次经载波调制模块、耦合电容器连接至10kV线路，所述载波调制模块将对应三遥开关的数据信号转换为载波信号，再通过耦合电容器的耦合作用，在10kV线路上传输载波信号；
所述首端耦合电容器依次与载波解调模块、通信管理主机、交换机相连；一台以上的三遥开关的载波信号汇总至设置在线路上的首端耦合电容器并向下传输，通过载波解调模块还原成数据信号，并输入通信管理主机，经通信管理主机处理后再输出为网络信号至交换机；
所述交换机下联所述一台以上的无线通信模块，每个无线通信模块内设有一张sim卡，通过硬加密的网络证书实现IP绑定，每个无线通信模块与每个三遥开关一一对应。
8.根据权利要求7所述的一种基于载波通信的无信号区域硬加密三遥开关集联应用系统，其特征在于，设置在各个三遥开关处的耦合电容器均包括三个，通过一三通将载波调制模块的输出分为三相，分别经三个耦合电容器连接至10kV线路的三相。
9.根据权利要求8所述的一种基于载波通信的无信号区域硬加密三遥开关集联应用系统，其特征在于，设置在线路上的首端耦合电容器包括三个，分别用以接收10kV线路的三相载波信号，三个首端耦合电容器经一三通连接至载波解调模块的输入。
10.根据权利要求7所述的一种基于载波通信的无信号区域硬加密三遥开关集联应用系统，其特征在于，当线路中存在包括联络开关在内的断点设备时，在断点设备的两端分别连接一个耦合电容，设置在断点设备两端的两个耦合电容通过弱电信号线相连，以保证载波信号的传输。
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