智能電網(wǎng)應(yīng)急通信技術(shù)的研究與應(yīng)用

摘要：智能電網(wǎng)覆蓋地域廣泛，工作人員眾多，野外工作面臨的突發(fā)事故多，包括人為故障、設(shè)備故障、自然災(zāi)害等。因此，在處理突發(fā)事件時(shí)，需要保障任務(wù)執(zhí)行人員的通信需求，以便能夠快速定位故障位置，將設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)傳輸給監(jiān)控中心，分析產(chǎn)生故障的原因，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的緊急修復(fù)。目前，智能電網(wǎng)各個(gè)設(shè)備之間相互獨(dú)立，沒有統(tǒng)一的接口，無法滿足應(yīng)急事件突發(fā)解決，導(dǎo)致分離的業(yè)務(wù)平臺(tái)不能滿足應(yīng)急處置、協(xié)同指揮、信息共享的需求。因此，智能電網(wǎng)引入應(yīng)急通信功能非常必要，可以利用移動(dòng)設(shè)備、監(jiān)控中心實(shí)現(xiàn)便捷的應(yīng)急通信系統(tǒng)，從而增強(qiáng)應(yīng)急處置行動(dòng)能力，提高智能電網(wǎng)監(jiān)控中心的指揮效率。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；應(yīng)急通信技術(shù)；研究與應(yīng)用

1智能電網(wǎng)應(yīng)急通信需求分析

智能電網(wǎng)應(yīng)急通信管理系統(tǒng)的主要業(yè)務(wù)是監(jiān)控、分配、優(yōu)化通信資源，從而實(shí)現(xiàn)應(yīng)急通信指揮。智能電網(wǎng)組成設(shè)備眾多，應(yīng)急通信管理系統(tǒng)需要在設(shè)備網(wǎng)管操作服務(wù)的基礎(chǔ)上，擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控范圍，實(shí)時(shí)整合通信設(shè)備的日志數(shù)據(jù)，然后將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行加工和分析，為通信運(yùn)行、管理操作提供更加全面、完整的視頻監(jiān)控圖，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)多廠商設(shè)備的集中運(yùn)行監(jiān)控，從而面向智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)告警分析，強(qiáng)化故障處理的時(shí)效性。通信的實(shí)時(shí)監(jiān)控能夠?yàn)橛脩籼峁┱{(diào)度分析手段，采用強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)自動(dòng)分析工具，構(gòu)建設(shè)備故障自動(dòng)化預(yù)警功能，將電網(wǎng)設(shè)備和故障記錄關(guān)聯(lián)在一起，針對(duì)告警信息進(jìn)行智能化分析，進(jìn)而提高網(wǎng)絡(luò)故障定位的精準(zhǔn)性。實(shí)時(shí)監(jiān)控還需要采用可視化的服務(wù)界面，然后利用可視化的服務(wù)為用戶提供更加直觀、形象的信息展示，便于電網(wǎng)應(yīng)急通信監(jiān)控人員的管理、操作。應(yīng)急通信管理系統(tǒng)不僅需要為電網(wǎng)提供通信傳輸服務(wù)，還需要適應(yīng)電網(wǎng)通信的集約化、扁平化管理需求，從而面對(duì)日益龐大和復(fù)雜的骨干通信網(wǎng)絡(luò)，快速定位電網(wǎng)的故障位置，實(shí)現(xiàn)告警信息自動(dòng)化分析、故障設(shè)備自動(dòng)捕捉，為通信提供可視化、集中化的服務(wù)功能，實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化調(diào)配，故障及時(shí)處理響應(yīng)，高效保證電網(wǎng)的正常、可靠運(yùn)行。同時(shí)，利用故障決策定位服務(wù)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的加工和處理，也可以為用戶提供強(qiáng)大的應(yīng)用支撐。

2智能電網(wǎng)應(yīng)急通信管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

智能電網(wǎng)應(yīng)急通信管理系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)語音呼叫、語音會(huì)議、語音群組對(duì)講、視頻圖像回傳、視頻轉(zhuǎn)發(fā)、圖片拍傳和實(shí)時(shí)定位功能。應(yīng)急通信過程中，電力設(shè)備巡檢人員之間的業(yè)務(wù)溝通或巡檢人員向領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)都可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)語音單呼。電力調(diào)度員通過控制臺(tái)根據(jù)業(yè)務(wù)類型可以隨時(shí)召開遠(yuǎn)程多方語音電話會(huì)議。巡檢人員給調(diào)度員或領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)線路現(xiàn)場情況時(shí)，可以通過“一鍵對(duì)講”方式實(shí)現(xiàn)群組呼叫。巡檢人員通過無線網(wǎng)絡(luò)可將智能采集終端的現(xiàn)場情況實(shí)時(shí)回傳到巡檢中心，調(diào)度人員可也可同時(shí)呼叫多個(gè)巡檢人員，查看多路視頻圖像，并且與現(xiàn)場的工作人員進(jìn)行視頻通話。調(diào)度人員通過查看控制臺(tái)的視頻圖像后，可將該路視頻圖像根據(jù)需要轉(zhuǎn)發(fā)給外線智能手機(jī)、領(lǐng)導(dǎo)可視話機(jī)、中心大屏幕或正在進(jìn)行的視頻會(huì)議等。巡檢人員通過智能終端對(duì)桿塔上的電子標(biāo)簽及線路情況以圖片方式傳回到后臺(tái)服務(wù)器，調(diào)度人員可隨時(shí)查看。調(diào)度系統(tǒng)與GIS系統(tǒng)對(duì)接后，可實(shí)現(xiàn)對(duì)巡檢人員的定位。在控制臺(tái)上顯示人員的具體位置，并且可點(diǎn)擊人員進(jìn)行語音呼叫、查看視頻監(jiān)控圖像等。

3智能電網(wǎng)應(yīng)急通信關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用

3.1 TD-LTE通信技術(shù)

TD-LTE是第四代移動(dòng)通信技術(shù)。它在TD-SCDMA的基礎(chǔ)上長期演進(jìn)得到，有效提高了射頻通信的覆蓋范圍，引入了更加先進(jìn)的技術(shù)，將無線網(wǎng)絡(luò)劃分為接入層、傳輸層、控制層和應(yīng)用層。接入層可以將電網(wǎng)設(shè)備、傳感器、移動(dòng)終端、控制中心連接在一起，實(shí)現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)的交換和傳輸。傳輸層能夠?qū)⒁曨l流、網(wǎng)絡(luò)信令進(jìn)行正交頻分，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。TD-LTE采用正交頻分多址接入，使用離散傅里葉變換將OFDM作為上行多址接入，以便能夠有效提高頻率，進(jìn)一步改善頻率利用率。TD-LTE采用QAM技術(shù)。QAM是一種針對(duì)振幅和相位進(jìn)行聯(lián)合鍵控的二維調(diào)制模式。利用二者聯(lián)合傳輸比特，不同的幅度和相位代表不同的編碼符號(hào)，擁有較高的調(diào)制效率，也擁有較好的利用功率。目前，QAM常用的狀態(tài)數(shù)包括16、32、64等。狀態(tài)數(shù)越低，調(diào)制效率越低，攜帶信息量越小。

3.2 GPS技術(shù)

智能電網(wǎng)發(fā)生故障后，為了能夠快速定位設(shè)備位置，可以通過GPS進(jìn)行定位，及時(shí)判斷智能電網(wǎng)的發(fā)生現(xiàn)場。GPS是一個(gè)全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，可以采集定位儀所在經(jīng)緯度信息，并將這個(gè)信息傳輸?shù)嚼媒?jīng)緯度建立的移動(dòng)網(wǎng)格中，將其嵌入到衛(wèi)星地圖上，查看智能電網(wǎng)故障設(shè)備，實(shí)現(xiàn)信息加工和處理。GPS能夠部署于智能電網(wǎng)的每一個(gè)設(shè)備上，將智能設(shè)備的位置信息、運(yùn)算速度、運(yùn)行軌跡等數(shù)據(jù)傳回到監(jiān)控中心。監(jiān)控中心接收到這些數(shù)據(jù)后，會(huì)立即進(jìn)行分析、比對(duì)等處理，并將處理結(jié)果以正常信息或者報(bào)警信息兩類形式顯示給管理員，由管理員決定是否要對(duì)故障設(shè)備采取必要措施。

3.3傳感器技術(shù)

傳感器是一種電子設(shè)備。這種設(shè)備可以部署于智能電網(wǎng)的設(shè)備上，利用傳感器采集智能電網(wǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)發(fā)送給TD-LTE網(wǎng)關(guān)，最后發(fā)送給服務(wù)器。服務(wù)器分析后，可以將結(jié)果反饋給管理人員。傳感器不需要繁瑣的接線、拆線等操作，接線過程非常簡單，共享性也非常強(qiáng)。通常，可以通過關(guān)鍵的接口設(shè)備實(shí)現(xiàn)即插即卸。I/O輸入輸出采用標(biāo)準(zhǔn)的接口模式，連接外部設(shè)備通用性也非常強(qiáng)，用戶界面交互性好。目前，隨著單片機(jī)、微程序等技術(shù)的發(fā)展，傳感器已經(jīng)得到了極大改進(jìn)，傳感器的控制能力、運(yùn)算能力、處理能力等均有很大提升。常用的傳感器技術(shù)通常采用兩種操作形式，一種是現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，一種是集散控制系統(tǒng)。但是，隨著傳感器技術(shù)的發(fā)展，它已經(jīng)不僅僅是一種控制系統(tǒng)，還是一個(gè)分布式管理系統(tǒng)，具有數(shù)字通信、智能傳感、遠(yuǎn)程控制、Web服務(wù)等功能。

4結(jié)論

隨著電網(wǎng)信息化的發(fā)展，電網(wǎng)組成設(shè)備、軟件引入的技術(shù)越來越高端，電網(wǎng)也日趨智能化。因此，為了保證智能電網(wǎng)通信實(shí)時(shí)性，本文結(jié)合應(yīng)急通信的實(shí)際需求，利用先進(jìn)的云計(jì)算、傳感器等技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息加工，實(shí)時(shí)地判斷智能電網(wǎng)組成設(shè)備位置，更好地定位智能電網(wǎng)的每一處位置，具有重要的作用和意義。

參考文獻(xiàn)：

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[2]王振.智能電網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D].山東大學(xué)，2017.

作者簡介：丁熠（1998.9-）、男、漢族、學(xué)生、河南南陽、單位：鄭州大學(xué)、專業(yè)：通信工程、身份證號(hào)：41010119980929201X..