論無線通信專網(wǎng)在智能電網(wǎng)中的綜合應(yīng)用

深圳市電網(wǎng)通信有限公司 官 輝

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論無線通信專網(wǎng)在智能電網(wǎng)中的綜合應(yīng)用

深圳市電網(wǎng)通信有限公司 官 輝

【摘要】我們的生活和工作往往都離不開對于電能的使用，電能是一種十分重要的能源，而在進入二十一世紀之后，全球的資源浪費十分的嚴重，尤其是電能，當前我國對于電能十分的重視，為了能夠有效地節(jié)約資源并且對電能加以充分的利用，當前國家已經(jīng)開始全面建設(shè)智能電網(wǎng)，智能電網(wǎng)的建設(shè)有效地改善了我國用電的現(xiàn)狀。同時在智能電網(wǎng)中，也對無線通信專網(wǎng)進行了應(yīng)用，通過對于無線通信專網(wǎng)的應(yīng)用有效地提高了智能電網(wǎng)的智能化程度，因此本文就無線通信專網(wǎng)在智能電網(wǎng)中的綜合應(yīng)用進行了探討。

【關(guān)鍵詞】無線通信專網(wǎng)；智能電網(wǎng)；電力4G無線專網(wǎng)

1　前言

近些年來，智能電網(wǎng)在我國得到了良好的發(fā)展，傳統(tǒng)的電力光纖通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)不能夠有效的滿足主網(wǎng)以外的新業(yè)務(wù)，光纖網(wǎng)絡(luò)通信在面臨自然災(zāi)害或者突發(fā)事故時，往往也會顯得不堪一擊。光纖網(wǎng)絡(luò)通信是屬于有線通信技術(shù)，而通信技術(shù)還包括著無線通信技術(shù)，無線通信技術(shù)當前也在許多的領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，因為其技術(shù)較為靈活，所以使用起來也較為方便。當前在智能電網(wǎng)中對于無線通信專網(wǎng)技術(shù)也進行了應(yīng)用，它涉及到了許多的智能電網(wǎng)業(yè)務(wù)，因此可以將其視為光纖通信技術(shù)的一個重要補充。所以對于無線通信專網(wǎng)在智能電網(wǎng)中的綜合應(yīng)用進行探討是非常有必要的。

2　4G無線網(wǎng)絡(luò)概述

所謂的4G，是指的第四代移動通信及移動通信技術(shù)，移動通信技術(shù)經(jīng)歷了一系列的發(fā)展和轉(zhuǎn)變，從2G過渡到了3G，又從3G發(fā)展到了現(xiàn)在的4G，相比于3G而言，4G又在其基礎(chǔ)之上融入了WLAN，這樣就可以通過4G來實現(xiàn)高質(zhì)量的視頻圖像傳輸。在4G無線網(wǎng)絡(luò)之中，其下載的速度可以達到100 Mbps，相比于撥號上網(wǎng)而言，其速度快了2000多倍，而且4G也能夠更好地滿足不同用戶向無線服務(wù)所提出的各種不同的要求。而且4G無線網(wǎng)絡(luò)的部署也更加地靈活和方便，它不需要依賴于有線電視的調(diào)制解調(diào)器或者DSL。4G網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生于新的時代，所以其時代特征也更加的鮮明，當前我國社會經(jīng)濟取得了重大的發(fā)展，所以也使得人們的價值取向和消費觀念發(fā)生了變化，而4G無線網(wǎng)絡(luò)能夠較好地滿足當代消費者的需求，順應(yīng)時代的發(fā)展。正是由于4G網(wǎng)絡(luò)能夠更好地滿足人們的需求，所以它也就有著更加廣泛的受眾，因而就目前的情況而言，4G無線網(wǎng)絡(luò)在我國是有著非常廣泛的市場的。而且相比于傳統(tǒng)的2G和3G網(wǎng)絡(luò)而言，4G網(wǎng)絡(luò)也融入了更多新的技術(shù)，所以也就使得4G網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)性更強。4G無線網(wǎng)絡(luò)能夠靈活地對寬帶加以分配，同時在傳輸技術(shù)方面也進行了一定的升級，增加了超鏈接、特定無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等新的內(nèi)容。

3　智能電網(wǎng)概述

所謂的智能電網(wǎng)，就是指的現(xiàn)代化的電力供應(yīng)系統(tǒng)，傳統(tǒng)的電網(wǎng)往往不能夠有效地對電網(wǎng)元件進行監(jiān)控，而通過智能電網(wǎng)能夠有效地監(jiān)控、保護和自動優(yōu)化其內(nèi)部互聯(lián)原件的運行，在智能電網(wǎng)之中，這些互聯(lián)元件主要包括有發(fā)電機、輸配電系統(tǒng)和終端用戶及溫控裝置等。而且智能電網(wǎng)還擁有能夠雙向流動的電力潮流和數(shù)字信息流，因此這種電能供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的自動化程度也更高。

從電網(wǎng)的角度來進行考慮，智能電網(wǎng)的原動力主要包括四個方面的內(nèi)容；第一是能夠?qū)崿F(xiàn)大系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，這樣能夠有效地對于事故擾動加以抵御，從而有效地降低了大規(guī)模停電的風(fēng)險，使得設(shè)備的使用率得以有效地提高。從而使得電網(wǎng)的可靠性也得以提高；第二是對于分布式電源的充分利用，當前我國所追求的是可持續(xù)發(fā)展，所以說環(huán)保和節(jié)能的理念也更加的深入人心，在電網(wǎng)之中，對于太陽能、風(fēng)能等可再生能源的應(yīng)用也在逐漸的增多，這些電源直接接入了配電系統(tǒng)；第三是高級市場化和需求側(cè)管理，因為當前我國十分重視生態(tài)文明的建設(shè)，所以電力公司也在積極地尋求滿足供需平衡的方式，所以除了分布式的發(fā)電之外，需求側(cè)響應(yīng)也是智能電網(wǎng)一個重要的原動力；第四是數(shù)字化技術(shù)的普及，而這些數(shù)字化技術(shù)對于智能電網(wǎng)也提出了更高的要求，傳統(tǒng)的電網(wǎng)是不能夠有效的滿足這些要求的，所以必須要依賴于智能電網(wǎng)。

一般而言，智能電網(wǎng)需要六個方面的技術(shù)支撐來全面地實現(xiàn)其功能：首先是靈活的網(wǎng)絡(luò)拓撲，因為智能電網(wǎng)作為一個智能化的系統(tǒng)，必須要具有靈活的網(wǎng)絡(luò)拓撲才能夠滿足輸送電的要求；其次是智能電網(wǎng)是基于開放體系的，它是一個高度集成的通信系統(tǒng)，這樣才使得智能電網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)對系統(tǒng)中每一個成員的實施控制和信息交換，這樣就能夠使得系統(tǒng)的每一個部分都能夠進行雙向通信；再次，智能電網(wǎng)還必須要擁有傳感和測量技術(shù)，只有其具有傳感和測量技術(shù)，才能夠?qū)崿F(xiàn)遠程監(jiān)測和用戶管理，并且使得系統(tǒng)響應(yīng)的速度大大加快，同時保證了系統(tǒng)響應(yīng)的準確；此外，智能電網(wǎng)還擁有高級電子電力設(shè)備、超導(dǎo)和儲能技術(shù)；而且智能電網(wǎng)還必須要擁有先進的系統(tǒng)監(jiān)控方法，這樣才能夠?qū)χ悄茈娋W(wǎng)的故障進行排除和診斷；最后，智能電網(wǎng)還可以通過運行人員輔助其決策。靈活的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)是智能電網(wǎng)的一個重要基礎(chǔ)。

無線通信在智能電網(wǎng)發(fā)展的過程中具有重要的作用?，F(xiàn)在，很多專業(yè)人士都在進行無線通信技術(shù)方面的研究。TD-LTE（分時長期演進）技術(shù)是一種新型的電力無線寬帶系統(tǒng)解決方案。TD-LTE數(shù)字集群系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

圖1　DT-LTE數(shù)字集群系統(tǒng)機構(gòu)圖

基于DT-LTE技術(shù)的新型電力無線寬帶系統(tǒng)解決方案應(yīng)具有電力集群調(diào)度、視頻監(jiān)控、電力應(yīng)急處理等功能，具體情況如圖2所示。

圖2　TD-LTE電力無線專網(wǎng)解決方案的功能圖

下文將具體介紹一下TD-LTE電力無線專網(wǎng)系統(tǒng)的應(yīng)用。大廠回族自治縣是TD-LTE230電力無線專網(wǎng)的試點縣。大廠回族自治縣中大部分的地區(qū)屬于農(nóng)村地區(qū)，采用的是農(nóng)網(wǎng)通信網(wǎng)，只有小部分地區(qū)使用了PLC、公網(wǎng)GPRS通道。但在農(nóng)村地區(qū)，對電網(wǎng)的要求也是比較高的。不僅要準確采集用電信息，合理控制用電費用。同時，還要保證電力通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性。正是因為如此，必須要在農(nóng)村地區(qū)推廣使用TD-LTE230電力無線專網(wǎng)系統(tǒng)。首先，對大廠回族自治縣的電力無線通信專網(wǎng)需求進行了分析，需求分析的具體內(nèi)容包括網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、終端數(shù)據(jù)需求、數(shù)據(jù)流量等。然后，進行了前期準備，包括測試環(huán)境、測試設(shè)備、掃頻測試等等。接下來是確定建設(shè)方案。本次方案將以大廠縣的供電公司、變電站等為中心，其中包含了配電自動化、用電信息采集、視頻監(jiān)控等業(yè)務(wù)。大廠回族自治縣的TD-LTE230電力無線專網(wǎng)系統(tǒng)中主要包括下述幾部分。第一，核心網(wǎng)，配置在大廠回族自治縣的供電公司中；第二，是網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，也配置在供電公司中；第三，是無線基站。該電力無線專網(wǎng)系統(tǒng)中一共有4個基站，分別放置在大廠縣四個不同的供電所中；第四，是無線終端，一共有900多個；第五，是天線桿塔和天饋系統(tǒng)，分別配置在不同的供電所中。

4　4G無線網(wǎng)絡(luò)在智能電網(wǎng)中的綜合應(yīng)用

4G無線網(wǎng)絡(luò)在當前有著十分廣泛的應(yīng)用，不僅僅是限于手機通信，在智能電網(wǎng)中也發(fā)揮著十分重要的作用，智能電網(wǎng)將所有的信息以及通訊技術(shù)進行了集成，所以智能電網(wǎng)既涉及到發(fā)電環(huán)節(jié)，同時又關(guān)系著電力的傳輸，同時還包含了電力的消費，正是由于智能電網(wǎng)運行的過程較為復(fù)雜，所以要想使得智能電網(wǎng)能夠更加穩(wěn)定的運行，就必須要依賴于有效的無線通信專網(wǎng)，通過無線通信專網(wǎng)來對于數(shù)據(jù)傳輸加以監(jiān)控，同時有效地進行賬單的管理。而當前4G網(wǎng)絡(luò)在智能電網(wǎng)中得到了廣泛的應(yīng)用。之所以要選用4G無線通信技術(shù)，主要就是因為4G無線通信技術(shù)有著許多的優(yōu)勢。首先是4G無線網(wǎng)絡(luò)的寬帶覆蓋范圍更加的廣泛，一般而言，如果不受到遮擋物的影響，4G無線通信網(wǎng)可以覆蓋5到10公里的距離，并且能夠承受大量的數(shù)據(jù)，其次4G無線通信專網(wǎng)的傳輸質(zhì)量更高，因此在智能電網(wǎng)中對于4G無線網(wǎng)絡(luò)加以應(yīng)用可以大大地改善設(shè)備的傳輸質(zhì)量，能夠提供更加穩(wěn)定、質(zhì)量更高的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，而且數(shù)據(jù)上下行的流動性也更加的好。最后就是在智能電網(wǎng)中對4G無線網(wǎng)絡(luò)加以綜合應(yīng)用，可以采取多種多樣的方式來提高其覆蓋面和靈活度，因為4G無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋可以采用多模型和多模式的方式。

自從4G無線通信網(wǎng)絡(luò)在智能電網(wǎng)中得到了有效的應(yīng)用，電網(wǎng)許多的難題都得到了有效的解決，比如說電力設(shè)施控制問題，還有相關(guān)的數(shù)據(jù)采集問題以及監(jiān)控和布網(wǎng)的技術(shù)難題，使得電力智能化的水平得到進一步的提升。

5　4G無線通信網(wǎng)絡(luò)在智能電網(wǎng)中的實際應(yīng)用分析

因為4G無線通信網(wǎng)絡(luò)擁有較好的圖像傳輸能力，所以可以基于4G高清視頻監(jiān)控來對變電站以及輸送電線路等一系列的設(shè)備進行監(jiān)控，這樣就能夠?qū)τ谶@些設(shè)備的運行狀態(tài)進行了解。同時對于一些地理位置較為偏遠的輸電線路和電力設(shè)施而言，通過對于4G無線通信技術(shù)的綜合應(yīng)用，可以實時地回傳這些設(shè)施的視頻畫面，這樣不僅僅能夠使得電力設(shè)施的自動化控制程度得以提高，同時也有效的保障了電力設(shè)施的安全，因為通過視頻監(jiān)控可以及時地發(fā)現(xiàn)設(shè)施所存在的安全隱患，然后及時地采取措施來加以解決，避免險情的產(chǎn)生。而且在智能電網(wǎng)中應(yīng)用4G無線通信技術(shù)，還能夠使得溝通的成本得以有效的控制，提高管理的效率。

4G無線網(wǎng)絡(luò)有著完整的系統(tǒng)設(shè)備要求，同時還可以對套管的絕緣情況加以監(jiān)督，控制絕緣溫度的差異。一般而言，在智能電網(wǎng)中應(yīng)用4G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，可以更好地對相關(guān)數(shù)據(jù)加以傳輸和處理。同時還可以通過4G無線通信專網(wǎng)來保證高壓并聯(lián)電阻器的在線檢測。除此之外，在檢測的過程中，還可以對高壓組合電器以及高壓斷路器進行在線監(jiān)測，使得人們的活動能夠更加及時的發(fā)現(xiàn)問題并加以解決。除此之外，還可以將4G無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用在避雷器的在線項目檢測之中，監(jiān)測避雷器是否存在泄漏電流的情況以及相應(yīng)的從動作次數(shù)和阻性電流。最后，4G無線通信專網(wǎng)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用還體現(xiàn)在電纜設(shè)備的在線監(jiān)測項目之中，可以對電纜導(dǎo)體的運行溫度、電纜隧道及金屬護套進行有效的監(jiān)控。實際上4G無線通信網(wǎng)絡(luò)在智能電網(wǎng)中還有著更加廣泛的應(yīng)用，本論文僅僅分析了部分實際應(yīng)用，以期能夠說明4G無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在智能電網(wǎng)中的具體應(yīng)用。

6　結(jié)語

隨著當前我國能源壓力的不斷加大，人們越來越注重資源的節(jié)約和環(huán)保，在此背景之下，智能電網(wǎng)成為了不斷發(fā)展的趨勢，智能電網(wǎng)對于人們的生活和工作用電有著非常重要的影響。而要進一步促進無線通信專網(wǎng)技術(shù)在智能電網(wǎng)中的綜合應(yīng)用，必須要對于無線通信技術(shù)有一個全面而正確的認識，比如說本文中所介紹的4G無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)就是其中的一種。智能電網(wǎng)有著許多的優(yōu)勢，但是它在我國的發(fā)展尚不夠成熟，必須要對其進行進一步的開發(fā)，從而保證電網(wǎng)的可靠性和安全性，進一步加強無線通信專網(wǎng)技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用。

參考文獻

［1］沈兵兵，吳琳，王鵬等.配電自動化試點工程技術(shù)特點及應(yīng)用成效分析［J］.電力系統(tǒng)自動化，2012，36（18）：27-32.

［2］林弘宇，田世明.智能電網(wǎng)條件下的智能小區(qū)關(guān)鍵技術(shù)［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2011，35（12）：1-7.

［3］何培東，張君勝，劉鵬等.智能電網(wǎng)計量系統(tǒng)的設(shè)計與實施［J］.電測與儀表，2014，（z1）：112-115.