电力无线通信专网的研究与应用张云峰

电力无线通信专网的研究与应用张云峰

国网山西省电力公司太原供电公司山西太原030021

摘要:随着经济的发展,电在人们的生活中越来越重要,在整个电力系统运行中,为了满足其通信的需要,往往建设电力通信专网,为整个电力系统提供优质高效的通信服务。文章正是基于这一背景,结合河池供电局电力通信专网的建设实践,首先就电力通信专网中的三种常见的无线通信技术进行了分析对比;其次就电力通信专网中无线通信技术的应用范围及组网方案进行了探讨;最后对全文进行了总结。旨在与同行强化业务之间的交流,以更好地提高电力通信专网的质量,为整个电力系统的通信安全奠定坚实的基础。

关键词:电力无线;通信专网;研究与应用

引言

形式单一且覆盖率低的传统通信技术,已经不能满足人们的日常需要。我国电力通信行业为满足新时代的通信需要,不断改革创新,使得通信方式有了巨大改变,如微波通信和卫星通信等技术的创造与融合,形成了一套立体交叉的通信网络。无线通信的出现使得通信不再依赖电线和电网网架,效率高且带宽大,有效弥补了传统通信方式的不足。目前,电力通信利用光纤组网,一旦发生自然灾害,如地震、海啸、台风和龙卷风等,就会影响光纤的正常使用,造成不可估量的损失。大面积光缆传输的中断、抢修耗费时间长等问题,迫切需要将无线通信技术运用到现实电网中。

1无线专网通信技术的特点

①电力无线通信专网频谱资源,230MHz电力无线专网是由国家无线电管理委员会批准的运行在230M频段范围的十个单工频点和十五对双工频点构建的电力负荷控制专用数据通信资源。分配给电力230M40个离散25kHz专用频点,是具有无线电管委会统一规划并受到保护的专用频段。工信部无[2015]65号文件指出为适应1.8GHz频段本地无线接入技术的发展,满足交通(城市轨道交通等)、电力、石油等行业专用通信网和公众通信网的应用需求,分配1785~1805MHz频段可用于申请建设电力无线专网,具体频率指配和无线电台站管理工作,由各省、自治区、直辖市无线电管理机构负责。①无线通信技术的优势,相对于有线通信,无线通信的传输方式有很多优势:高容量、低时延:智能电网终端数量大,需要系统实时调度支持的终端数量多,无线通信毫秒级低时延、高容量带宽,充分保障电力业务的实时双通信,可持续开发新的电力带宽业务。广覆盖、低损耗:市区覆盖半径为2-3km,郊区及农村覆盖半径为15km,终端续航能力强。高安全:双向鉴权,UTRAN加密、信令完整性保护等技术保障通信网络安全可靠,采取措施确保不同安全等级的业务之间相互隔离,使信息安全得到有效保障。动态分配带宽:上下行时隙灵活配置,适应电力业务特点,可根据业务的不同优先级来进行带宽分配,保证高优先级业务等级。易建设易维护:无需光缆敷设,后续扩容时直接加装CPE和更新数据即可。

2电力无线通信专网的应用

2.1智能电网业务的通信需求

①变电站内信息的上传和智能控制,变电站内视频、站内电缆在线监测,实物ID系统信息的上传,照明、空调、门禁、围栏防盗报警智能控制、故障判断和远程控制。②配电自动化,配电自动化通过对配电开关、环网柜的自动化监控,实现配电网络重构,提高配电网的可靠性,其是智能配电网的主要业务之一。③负荷监控和管理,通过对专变用户用电情况进行监控,实现有序用电管理及用电信息采集的功能。④用电信息采集,通过对公变、低压工商户、低压居民用电信息的采集,实现线损考核、预付费业务管理。⑤应急通信、视频监控、集群调度、移动办公,通过宽带移动通信网络,实现应急抢修、检修的可视化监控,结合GPS技术,实现移动资产的定位管理。

2.2组网方案

从上文的描述中可以看出,电力通信专网对这项技术的要求主要体现在配网通信、应急通信等多方面,为了更好的避免网络建设中重复投资的出现,同时也为了能够避免应急网络闲置,应详细的对各种建设方案展开分析,然后从这些方案中选择最合理的一个,以此来展开电力通信专网建设和配网通信网络建设(如图1)。

从图1中可以看出,WMN和WIMaX都是适合电力通信专网中的应急通信技术,而从配网通信角度来看,只有WIMaX技术最适合,WIMaX技术的应用成为各解决方案的交合点。因此,强烈建议将WIMaX技术作为电力通信专网无线通信技术应用的重点和关键。为了更好的避免出现网络建设重复投资问题,同时也毕伟应急网络闲置现象的发生,也可以将WIMaX技术与WLAN等技术相结合,提出综合解决方案,在该方案的研究过程中,应充分结合光纤传输网、微波网等在当前的应用现状,充分利用这些网络资源,由此来看,无线通信网络技术的应用不仅是为了应急通信而建设,同时在平时的日常生活中它也可以为人们提供便利,发挥其价值和作用。具体来说应在各个供电所、变电站建设WIMaX基站,同时各配网业务与各节点相连接,积极回传灾变现场的实际情况,各基站充分利用光纤传输网、微波网等,就可以在任何网络变化过程中利用网络基础平台对电力生产业务网络进行构建,这样一来不同灾变现场产生的业务需求均可以得到满足。此外,在平时的状态下,也可以充分利用光纤传输网作为专用通信网络,这样一来,配网自动化提出的要求均可以得到有效满足。

2.3无线通信技术中的Wi-MAX技术

Wi-MAX技术系统主要由终端、无线接入网和核心网等构成。根据使用情况,它可以分为便捷式、固定式和移动式三种。无线接入网是指终端数据传输所需要的网络控制系统,与其他网络共同使用时,需要认证和授权。核心网是解决终端用户认证和授权问题的网络控制系统,在此基础上实现和其他网络共同使用的效果。与WLAN技术相比,Wi-MAX技术的覆盖范围更广,传输速率更高,成本低,极大地促进了电力通信行业的建设和发展。

2.4无线通信中的LMDS技术

无线通信中的LMDS是一种提供点对多点的固定型无线宽带接入技术。它利用毫米波进行信息数据传播,在一定范围内能提供数字双工通信、数据分析和视频等应用。但是,此技术受天气影响较大,遇到特殊天气条件,如雨雪时,信号传输距离将缩短为最优条件时的1/4,因此,此类技术尚需不断改进完善。

2.5无线通信技术中的WMN技术

WMN是将WLAN与ADHOC网络结合使用的新型技术,与传统无线网技术有很大差异,具有高容量、高速率、及时发现故障和不占用有线网的优点。此技术在使用中不仅能接入无线宽带,还能实现图像和数据的同时采集,广泛运用于监控和检测工作。

结语

结合生活实际,我们可以了解到前些年我们使用的都是用大量的光纤来进行组网建设的电力通信专网。光纤的优点是可靠性高、传输速度快、传输率强,缺点是智能化处理灾害和自动化配网方面较弱,所以正常使用没问题,一旦发生故障就会大面积中断严重影响电缆的平稳运行。为了确保电力通信网络的平稳有效运行,要把紧急灾害的解决方案考虑进去,在无线通信技术方面进行战略部署用以补充光纤线路的不足,把无线通信网络技术作为电力通信专网的后方,相互配合更好的应对随时可能出现的故障,保证电力通信专网更加可靠,为整个电力系统提供优质高效的通信服务。本文主要是对电力通信专网中两种无线通信技术的具体应用问题展开讨论,分析多种无线通信网络技术异构并存的情况,提出了实际生活中可以使用到的具体的组网方案,期望可以进一步的优化和提高电力通信专网运行的安全性、平稳性和有效性。

参考文献:

[1]徐婧婧.无线通信技术及在电力通信专网中的应用研究[J].企业技术开发,2016,(12):77-78.

[2]冯丽莉.无线通信技术在电力通信中的应用[J].科技与企业,2015,(19):94.

[3]张叶峰.TD-LTE技术在电力无线通信系统中的应用[D].北京:华北电力大学,2015.

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