ZigBee技术在智能箱式变电站中的应用

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1、ZigBee技术在智能箱式变电站中的应用[导读]摘要：简单分析了现有箱式变电站中存在的技术问题，介绍了ZigBee技术的特点和优势。将ZigBee技术应用于箱式变电站，给出了无线通讯技术的硬件电路和软件方案，设计了基于ZigBee技术的智能箱式变电站。根据所设计的变摘要：简单分析了现有箱式变电站中存在的技术问题，介绍了ZigBee技术的特点和优势。将ZigBee技术应用于箱式变电站，给出了无线通讯技术的硬件电路和软件方案，设计了基于ZigBee技术的智能箱式变电站。根据所设计的变电站配电运行表明，将无线ZigBee技术应用于箱式变电站，可以实现箱式变电站的智能化，同时该

2、变电站还具有低成本、低功耗、实时性及可靠性高等特点。关键词：智能化；箱式变电站；ZigBee技术；无线通讯0引言    随着我国智能配电网建设的不断发展，智能箱式变电站作为高压受电、低压配电的载体越来越多地被业内所关注。箱式变电站将高压受电、变压器降压、低压配电等功能有机地组合在一起，具有集成化程度高、工厂预安装、操作方便、节能、节地、安全、美观等优点而被广泛应用。如何实现箱式变电站的智能化，确保箱式变电站与主站之间通信的实时性和可靠性是其关键问题。但是，智能箱式变电站一般安装在负荷密集的工矿企业、港口、机场、城市公共建筑、高速公路、地下设施和居民住宅小区等场所，要对智

3、能箱式变电站进行远程监控、系统组网，其布线施工比较困难，一般的现场总线组网方式很难实现。本文采用工作于国际免费频段，并具有网络自组织功能的无线ZigBee技术，设计了箱式变电站的无线网络通讯系统，从而实现了箱式变电站的智能化功能，解决了现有箱式变电站所存在的问题。1智能箱式变电站中ZigBee技术与传统通讯的比较    智能箱式变电站采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，可自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能

4、。智能变电站与智能电网密切相关，是智能电网的一个最重要和最关键的“终端”，承担着为智能电网提供数据和控制对象的功能。   智能变电站可实现一系列高级应用功能，因而对站内设备提出了更高的要求，比如一次设备需要智能化、一体化系统平台等。同时，大量信息需要交换，因此，智能变电站需要数字化的通信平台。数字化的通信平台，首先需要有稳定可靠的数据链路的传输技术来保证各点测试数据的获取和控制信息的可靠到达。现有箱式变电站采用有线和无线两种通讯方式。有线通讯包括光纤、电话线、RS485总线和低压电力线载波传输。有线通讯增加了箱式变电站综合布线的费用和难度，降低了系统的应用灵活性，限制了

5、有线箱式变电站的推广和应用。无线通讯系统采用先进的无线通信技术，相对于有线通讯系统有着先天的优势。采用GSM／GPRS技术的通讯属于无线通讯系统。该系统使用电信服务商无线通信网络，覆盖范围广能同时满足农村和城市的集中抄表，但GSM／GPRS系统的实时性及可靠性较差，可能发生信息拥塞或丢失现象，不适合在业务量大的系统中应用，同时，该技术需要支付网络接入费。另外，GSM／GPRS系统的硬件成本较高，使GSM／GPRS无线自动抄表系统费用过高，不能被市场广泛接受。ZigBee技术，因其具有近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本等特点，故而在智能电网中的应用越来越

6、广泛。2ZigBee技术主要特点   ZigBee是一组基于IEEE批准通过802．15．4无线标准研制开发的，有关组网、安全和应用软件方面的技术标准。完整的ZigBee协议套件由高层应用规范、应用会聚层、网络层、数据链路层和物理层组成。网络层以上协议由ZigBee联盟制定，IEEE80-2．15．4负责物理层和链路层标准。   ZigBee的特点突出，主要有以下几个方面：   (1)可靠。采用了碰撞免机制，同时为需要固定带宽通信业务预留了专用时隙，因而避免了发送数据时的竞争和冲突；节点模块之间具有自动动态组网的功能，信息在整个ZigBee网络中可通过自动路由的方式进行

7、传输，从而保{正了信息传输的可靠性。   (2)时延短。由于针对时延敏感的应用做了优化，通信时延和从休眠状态激活时延都非常短，通常时延在15～30ms。   (3)网络容量大。可支持的节点达65000个。   (4)安全。ZigBee提供有数据完整性检查和鉴权功能，加密算法采用通用的AES-128，具有高保密性，有64位出厂编号并支持AES-128加密。   (5)数据传输速率低。速率只有10～250kb／s，专注于低传输应用。   (6)低功耗。在低耗电待机模式下，2节5号干电池可支持1个ZigBee节点工作6～24个月，甚至更长。这是