将低于 1GHz 连接用于电网资产监控、保护和控制的优势
时间:2020-06-29 11:21来源:21 Dianyuan
摘要:采用带分布式能源资源与传统发电、输电和配电一起使用的分散式微电网模式。
电网的发展需要在现有的有线连接基础上增加无线连接,以进行资产监控和控制。增加无线连接的主要因素包括:
采用带分布式能源资源与传统发电、输电和配电一起使用的分散式微电网模式。
对远程配电和自动化资产的健康和状态监控需求提高,监督一次设备的健康和状态监测,以优化电力管理;资源分配;故障定位,隔离和服务恢复(FLISR)。电网远程监控有助于实现电网的高效运行,减少停电次数和停电时间,并最大限度地减少损失。
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,而如今几乎已不存在这种情况。确定采用哪种特定的无线技术,如低于1 GHz、低功耗蓝牙®、Wi-Fi®或多标准协议,取决于数据、带宽、节点之间的距离、所需连接数、可用功率以及所需的响应时间等因素。
在电网资产中,像故障指示器这样位于偏远地区的节点需要连接到一个数据收集器,如图1所示,以便与集中式系统的自动数据交换。在这样的应用中,选择诸如低于1 GHz之类的无线通信,是因为它覆盖范围很广(几十米到几千米不等)且功耗非常低(平均电流为数十微安)。当在现场添加多个节点时,使用一个公共的收集器从远程设备按需获取数据时,低于1 GHz也是一种易于配置的低成本技术。
与其他无线连接解决方案(包括2.4 GHz蓝牙低功耗通信)相比,低于1 GHz具有这些优势:
由于使用较低的传输频率和数据速率,通信范围较长,因为接收器的灵敏度是数据速率的函数。作为一般的经验法则,将数据速率降低四倍,可以使通信范围增加一倍。
低频(较长波长)射频(RF)波能够穿透障碍物,这使低于1 GHz在多种环境下都能正常工作。
在低于1 GHz 射频法规中允许的低占空比可减少干扰。
使用低于1 GHz连接的常见电网终端设备之一是用于中高压传输的故障电流指示器(FCI)。FCI通过从负载电流中采集功率来供电。可用于采集电流处于几十微安的范围内。与FCI集成连接的最大挑战是,在没有采集功率的负载电流时,来收集电源时其是否能正常工作。另外,在广泛的环境条件下(如视线、有障碍物等)工作的要求也限制了传统电容器或某些电池的使用。因此,对于射频通信来说,简化数据传输以减少电流消耗至关重要,而这是通过优化节点与收集器之间的通信模式实现的。
有两种用于管理数据发送(TX)和接收(RX)的模式:信标模式和非信标模式。在非信标模式下,传感器节点始终处于接收模式,因为没有定义数据收集器可以与之通信的时间,这会转化为更高的电流消耗(约5 mA)。除了根据节点之间的距离优化传输功率水平外,信标模式通信(见图2)最适合,因为它可以在传感器节点上实现唤醒模式和睡眠模式之间的占空比循环,以帮助在收发器关闭时节省电源。
信标模式包括在固定的时间间隔内从数据收集器广播一个信标,所有的传感器节点都能接收到。它使单个传感器节点和收集器之间的通信同步化。传感器节点只有在接收到信标时才会被唤醒,如果收集器想在下一个信标之前发送或接收数据,破译信标会给传感器提供信息。此过程可以使传感器可在过渡期间切换到睡眠模式,这对于故障指示器来说理想选择。
用于为FCI添加连接性的TI参考设计
设计人员在将低于1 GHz连接集成到FCI时,会遇到诸多硬件和固件挑战。万物互联型电网参考设计:使用低于1 GHz的射频连接故障指示器、数据收集器、Mini-RTU 显示:
低功率射频的集成涉及:
网络设置。
使用信标模式进行发送和接收。
包括配置和无线固件升级在内的数据交换。
故障识别和数据通信。
如何通过以下方法最大程度地减少故障指示器和数据收集器之间的功耗:
目前提供了美国(915-MHz)、欧洲电信标准协会(868-MHz)和中国(433-MHz)频段的电流消耗数据。
RX电流低于6 mA,TX电流低于16 mA(在+10 dBm时)。
能够在星形网络中实现5 s信标间隔(以RX模式配置的故障指示器)时,实现平均电流消耗小于20μA的能力。
该参考设计通过使用TI的SimpleLink™ 低于1 GHz器件,用于短距离连接多个节点,以及基于SimpleLink微控制器平台构建的15.4堆栈,提供了一个单一开发环境,具有代码可移植到多种连接协议的特性,是一种即用型、易于更新的低功耗连接解决方案,有助于解决与节点固件开发相关的挑战。
低于1 GHz是一种简易、易于使用和安装的成本优化方法,可将无线连接添加到现有的电网资产中,从而使传统资产更加可靠,并提供更快的故障响应。
您是否正在以任何形式进行电网连接的工作?您面临什么挑战?请在评论区告诉我们您的观点。
其他资源
l 观看以下培训视频:
l “SimpleLink 低于1 GHz CC1310无线MCU。”
l “用于物联网的TI SimpleLink 低于1 GHz无线解决方案:技术介绍。”
l 查看我们的SimpleLink 低于1 GHz解决方案。
l 使用TI工具开发设计:
l Smart RF™ Studio软件。
l TI资源库。
采用带分布式能源资源与传统发电、输电和配电一起使用的分散式微电网模式。
对远程配电和自动化资产的健康和状态监控需求提高,监督一次设备的健康和状态监测,以优化电力管理;资源分配;故障定位,隔离和服务恢复(FLISR)。电网远程监控有助于实现电网的高效运行,减少停电次数和停电时间,并最大限度地减少损失。
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,而如今几乎已不存在这种情况。确定采用哪种特定的无线技术,如低于1 GHz、低功耗蓝牙®、Wi-Fi®或多标准协议,取决于数据、带宽、节点之间的距离、所需连接数、可用功率以及所需的响应时间等因素。
在电网资产中,像故障指示器这样位于偏远地区的节点需要连接到一个数据收集器,如图1所示,以便与集中式系统的自动数据交换。在这样的应用中,选择诸如低于1 GHz之类的无线通信,是因为它覆盖范围很广(几十米到几千米不等)且功耗非常低(平均电流为数十微安)。当在现场添加多个节点时,使用一个公共的收集器从远程设备按需获取数据时,低于1 GHz也是一种易于配置的低成本技术。
图1:使用低于1 GHz将故障指示器连接到数据收集器
增加低于1 GHz连接,涉及到与星型网络中的数据收集器进行双向通信。节点被配置成具有更快的响应时间来通信故障信息,以最小的延迟传达包括位置在内的故障信息,从而提供更快的恢复或自我修复功能。与其他无线连接解决方案(包括2.4 GHz蓝牙低功耗通信)相比,低于1 GHz具有这些优势:
由于使用较低的传输频率和数据速率,通信范围较长,因为接收器的灵敏度是数据速率的函数。作为一般的经验法则,将数据速率降低四倍,可以使通信范围增加一倍。
低频(较长波长)射频(RF)波能够穿透障碍物,这使低于1 GHz在多种环境下都能正常工作。
在低于1 GHz 射频法规中允许的低占空比可减少干扰。
使用低于1 GHz连接的常见电网终端设备之一是用于中高压传输的故障电流指示器(FCI)。FCI通过从负载电流中采集功率来供电。可用于采集电流处于几十微安的范围内。与FCI集成连接的最大挑战是,在没有采集功率的负载电流时,来收集电源时其是否能正常工作。另外,在广泛的环境条件下(如视线、有障碍物等)工作的要求也限制了传统电容器或某些电池的使用。因此,对于射频通信来说,简化数据传输以减少电流消耗至关重要,而这是通过优化节点与收集器之间的通信模式实现的。
有两种用于管理数据发送(TX)和接收(RX)的模式:信标模式和非信标模式。在非信标模式下,传感器节点始终处于接收模式,因为没有定义数据收集器可以与之通信的时间,这会转化为更高的电流消耗(约5 mA)。除了根据节点之间的距离优化传输功率水平外,信标模式通信(见图2)最适合,因为它可以在传感器节点上实现唤醒模式和睡眠模式之间的占空比循环,以帮助在收发器关闭时节省电源。
图2:信标模式通信
信标模式包括在固定的时间间隔内从数据收集器广播一个信标,所有的传感器节点都能接收到。它使单个传感器节点和收集器之间的通信同步化。传感器节点只有在接收到信标时才会被唤醒,如果收集器想在下一个信标之前发送或接收数据,破译信标会给传感器提供信息。此过程可以使传感器可在过渡期间切换到睡眠模式,这对于故障指示器来说理想选择。
用于为FCI添加连接性的TI参考设计
设计人员在将低于1 GHz连接集成到FCI时,会遇到诸多硬件和固件挑战。万物互联型电网参考设计:使用低于1 GHz的射频连接故障指示器、数据收集器、Mini-RTU 显示:
低功率射频的集成涉及:
网络设置。
使用信标模式进行发送和接收。
包括配置和无线固件升级在内的数据交换。
故障识别和数据通信。
如何通过以下方法最大程度地减少故障指示器和数据收集器之间的功耗:
目前提供了美国(915-MHz)、欧洲电信标准协会(868-MHz)和中国(433-MHz)频段的电流消耗数据。
RX电流低于6 mA,TX电流低于16 mA(在+10 dBm时)。
能够在星形网络中实现5 s信标间隔(以RX模式配置的故障指示器)时,实现平均电流消耗小于20μA的能力。
该参考设计通过使用TI的SimpleLink™ 低于1 GHz器件,用于短距离连接多个节点,以及基于SimpleLink微控制器平台构建的15.4堆栈,提供了一个单一开发环境,具有代码可移植到多种连接协议的特性,是一种即用型、易于更新的低功耗连接解决方案,有助于解决与节点固件开发相关的挑战。
低于1 GHz是一种简易、易于使用和安装的成本优化方法,可将无线连接添加到现有的电网资产中,从而使传统资产更加可靠,并提供更快的故障响应。
您是否正在以任何形式进行电网连接的工作?您面临什么挑战?请在评论区告诉我们您的观点。
其他资源
l 观看以下培训视频:
l “SimpleLink 低于1 GHz CC1310无线MCU。”
l “用于物联网的TI SimpleLink 低于1 GHz无线解决方案:技术介绍。”
l 查看我们的SimpleLink 低于1 GHz解决方案。
l 使用TI工具开发设计:
l Smart RF™ Studio软件。
l TI资源库。
免责声明:本文若是转载新闻稿,转载此文目的是在于传递更多的信息,版权归原作者所有。文章所用文字、图片、视频等素材如涉及作品版权问题,请联系本网编辑予以删除。
我要投稿
近期活动
- 安森美汽车&能源基础设施白皮书下载活动时间:2024年04月01日 - 2024年10月31日[立即参与]
- 2023年安森美(onsemi)在线答题活动时间:2023年09月01日 - 2023年09月30日[查看回顾]
- 2023年安森美(onsemi)在线答题活动时间:2023年08月01日 - 2023年08月31日[查看回顾]
- 【在线答题活动】PI 智能家居热门产品,带您领略科技智慧家庭时间:2023年06月15日 - 2023年07月15日[查看回顾]
- 2023年安森美(onsemi)在线答题活动时间:2023年06月01日 - 2023年06月30日[查看回顾]
分类排行榜
- 汽车电子电源行业可靠性要求,你了解多少?
- 内置可编程模拟功能的新型 Renesas Synergy™ 低功耗 S1JA 微控制器
- Vishay 推出高集成度且符合 IrDA® 标准的红外收发器模块
- ROHM 发布全新车载升降压电源芯片组
- 艾迈斯半导体推出行业超薄的接近/颜色传感器模块,助力实现无边框智能手机设计
- 艾迈斯半导体与 Qualcomm Technologies 集中工程优势开发适用于手机 3D 应用的主动式立体视觉解决方案
- 维谛技术(Vertiv)同时亮相南北两大高端峰会,精彩亮点不容错过
- 缤特力推出全新商务系列耳机 助力解决开放式办公的噪音难题
- CISSOID 和泰科天润(GPT)达成战略合作协议,携手推动碳化硅功率器件的广泛应用
- 瑞萨电子推出 R-Car E3 SoC,为汽车大显示屏仪表盘带来高端3D 图形处理性能
编辑推荐
小型化和稳定性如何兼得?ROHM 推出超小型高输出线性 LED 驱动器 IC,为插座型 LED 驱动 IC 装上一颗强有力的 “心脏”
众所周知,LED的驱动IC担负着在输入电压不稳定的情况下,为LED提供恒定的电流,并控制恒定(可调)亮度的作用。无论是室内照明,还是车载应用,都肩负着极为重要的使命。
- 关于反激电源效率的一个疑问
时间:2022-07-12 浏览量:10151
- 面对热拔插阐述的瞬间大电流怎么解决
时间:2022-07-11 浏览量:8912
- PFC电路对N线进行电压采样的目的是什么
时间:2022-07-08 浏览量:9552
- RCD中的C对反激稳定性有何影响
时间:2022-07-07 浏览量:7173
- 36W单反激 传导7~10M 热机5分钟后超标 不知道哪里出了问题
时间:2022-07-07 浏览量:5950
- PFC电感计算
时间:2022-07-06 浏览量:4158
- 多相同步BUCK
时间:2010-10-03 浏览量:37860
- 大家来讨论 系列之二:开机浪涌电流究竟多大?
时间:2016-01-12 浏览量:43153
- 目前世界超NB的65W适配器
时间:2016-09-28 浏览量:60016
- 精讲双管正激电源
时间:2016-11-25 浏览量:128064
- 利用ANSYS Maxwell深入探究软磁体之----电感变压器
时间:2016-09-20 浏览量:107545
- 【文原创】认真的写了一篇基于SG3525的推挽,附有详细..
时间:2015-08-27 浏览量:100260