電力通信專網(wǎng)中無線通信技術(shù)的應(yīng)用研究

張志欽 王旭蕊 李英敏 聶盛陽

【摘要】? ? 不同于傳統(tǒng)的通信技術(shù)，無線通信技術(shù)具有覆蓋面積廣、靈活性好、傳輸效率高以及成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，并且具體設(shè)施在抵御自然災(zāi)害、無需安設(shè)線纜等方面都獨(dú)具優(yōu)勢。上述優(yōu)點(diǎn)促使無線通信技術(shù)在最近幾年逐漸在電力通信專網(wǎng)中得到越來越多的應(yīng)用。所以，針對(duì)電力通信專網(wǎng)中無線通信技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行研究探討，對(duì)于促進(jìn)我國的電網(wǎng)建設(shè)事業(yè)的發(fā)展具有一定幫助。

【關(guān)鍵詞】? ? 電力通信專網(wǎng)? ? 無線通信技術(shù)? ? 應(yīng)用? ?研究

隨著無線通信技術(shù)的逐漸發(fā)展，促使通信無需再依賴電線與電網(wǎng)設(shè)施，無線通信技術(shù)不僅傳輸效率高，并且?guī)捿^大，一定程度上解決了傳統(tǒng)通信技術(shù)的不足之處。當(dāng)前，電力通信大多是借助光纖組網(wǎng)，而若是出現(xiàn)大規(guī)模的自然災(zāi)害，例如洪澇、臺(tái)風(fēng)、火災(zāi)等，便會(huì)導(dǎo)致光纖無法正常使用，從而形成極大損失，并且光纜維修也需耗費(fèi)大量時(shí)間，而無線通信技術(shù)不僅無需布線，節(jié)省了布線成本，而且可以適應(yīng)更多的終端接入場景，所以無線通信技術(shù)在電力通信專網(wǎng)中逐漸得到了廣泛的普及應(yīng)用。

一、電力通信專網(wǎng)中無線通信技術(shù)組網(wǎng)技術(shù)

1、WiMAX 無線通信。WiMAX技術(shù)主要采用的是從一個(gè)點(diǎn)向更多個(gè)的點(diǎn)進(jìn)行分散的網(wǎng)絡(luò)覆蓋形式，這種形式恰恰和電力系統(tǒng)的電力傳輸形式一致，因此這種技術(shù)非常的適合在電力系統(tǒng)當(dāng)中進(jìn)行專網(wǎng)的組建。除了這一特點(diǎn)以外，它還具有成本低、傳輸效率高、傳輸?shù)乃俣瓤?、覆蓋面積廣等優(yōu)勢。其傳輸距離最遠(yuǎn)可達(dá)50千米，傳輸速率在10至70M 范圍內(nèi)，頻段為2-11GHz。因此，就技術(shù)和經(jīng)濟(jì)層面進(jìn)行分析，其較為適合用于創(chuàng)建IP化地區(qū)級(jí)或縣級(jí)電力通信網(wǎng)絡(luò)。

2、LoRa技術(shù)。LoRa由semtech公司創(chuàng)建，其主要特點(diǎn)為在相同功耗情況下，相較于其他無線技術(shù)所能傳播的距離更遠(yuǎn)，實(shí)現(xiàn)了低功耗與遠(yuǎn)距離的統(tǒng)一。在城鎮(zhèn)的傳輸距離為2至5千米，郊區(qū)則最遠(yuǎn)可達(dá)15千米，傳輸速率為幾百至幾十Kbps，傳輸速率越低則距離越長，在全球免費(fèi)頻段運(yùn)行，主要頻段有433、868、915 MHz等。LoRa技術(shù)主要用于物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)，如智慧水利、智慧消防等等，對(duì)于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中低速、低功耗、時(shí)延要求不高的應(yīng)用場景具有比較明顯的技術(shù)優(yōu)勢。

3、5G技術(shù)。5G技術(shù)的主要特點(diǎn)為傳輸速率高（最高可達(dá)10Gbit/s），網(wǎng)絡(luò)延遲低（低于1毫秒）。頻率范圍分別定義為不同的FR：FR1與FR2。因?yàn)槠鋽?shù)據(jù)傳輸速率更快，5G網(wǎng)絡(luò)在視頻會(huì)議、視頻監(jiān)控、作業(yè)現(xiàn)場監(jiān)督、AR/VR等大帶寬業(yè)務(wù)方面將獲得應(yīng)用。其低延遲特性在工業(yè)生產(chǎn)控制領(lǐng)域具有明顯技術(shù)優(yōu)勢，將有力推動(dòng)電網(wǎng)在變電站自動(dòng)化、配電自動(dòng)化方面的進(jìn)步。

二、電力通信專網(wǎng)中無線通信技術(shù)的應(yīng)用

1、發(fā)生災(zāi)難時(shí)起到應(yīng)急作用。由于電力系統(tǒng)的專網(wǎng)在架設(shè)的過程中受到自然因素的影響很大，惡劣天氣以及地質(zhì)災(zāi)害都會(huì)給電網(wǎng)設(shè)施帶來很大破壞，一旦電力系統(tǒng)專網(wǎng)遭到這些自然因素的破壞，就必須要進(jìn)行緊急搶修，而這一過程耗費(fèi)時(shí)間較長。相較之下無線通信技術(shù)的優(yōu)勢就顯現(xiàn)出來了，它能在最短的時(shí)間內(nèi)，達(dá)到最穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，從而完成電力系統(tǒng)的應(yīng)急工作。還有，因?yàn)闊o線通信技術(shù)已經(jīng)日趨成熟，所以花費(fèi)較少，而且應(yīng)用程序簡單，沒有過于繁瑣的步驟，因此還可以在修建變電站的過程中應(yīng)用該技術(shù)。在整個(gè)建筑工程當(dāng)中，用穩(wěn)定的無線網(wǎng)絡(luò)來完成通信的工作，從而一舉兩得，因?yàn)樗某杀镜托Ч趾?，而且不?huì)影響變電站的整體施工進(jìn)度。綜上所述，無線通信技術(shù)可以在電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障等突發(fā)情況的時(shí)候，起到很好的應(yīng)急和補(bǔ)救作用。

2、配網(wǎng)自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)方面。電力公司要想對(duì)用電客戶提供更優(yōu)質(zhì)的用電服務(wù)，便需要實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)的自動(dòng)化建設(shè)，所以電力公司也應(yīng)當(dāng)格外重視配網(wǎng)自動(dòng)化方面的建設(shè)工作。這一建設(shè)的關(guān)鍵點(diǎn)之一在于通信質(zhì)量的好壞，而無線通信技術(shù)具有低成本的優(yōu)勢，其應(yīng)用有效的補(bǔ)上了電力系統(tǒng)中專網(wǎng)在光纖通信方面的不足，而且將無線通信和光纖通信結(jié)合起來，綜合雙方的優(yōu)勢，不但能夠更加迅速地提升配網(wǎng)自動(dòng)化水平，還可以對(duì)在配網(wǎng)建設(shè)中出現(xiàn)的一些問題進(jìn)行及時(shí)地處理。此外，應(yīng)用無線通信技術(shù)，還會(huì)在某種程度上降低電網(wǎng)在建設(shè)過程中在通信方面的電纜建設(shè)難度，這樣就減少了在配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)的資金投入，降低了成本。

3、長距離通信需求方面。因?yàn)闊o線通信的特點(diǎn)為覆蓋面積大、成本較低，而且通信信息的傳輸速度較快，所以當(dāng)出現(xiàn)主變電站以及其對(duì)應(yīng)的供電所之間距離較遠(yuǎn)時(shí)，電力公司為了降低成本，從而節(jié)省下架設(shè)電纜的高額費(fèi)用，那么以無線通信技術(shù)來替代正常架設(shè)過程中的光纖通信技術(shù)便是一項(xiàng)較佳選擇。同時(shí)，電力公司還無需承擔(dān)由于降低成本而出現(xiàn)的電網(wǎng)質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，無線通信技術(shù)的應(yīng)用能夠在顯著降低電網(wǎng)建設(shè)成本的基礎(chǔ)上保障整體質(zhì)量。

三、結(jié)束語

由于無線通信技術(shù)不依賴于電網(wǎng)網(wǎng)架，抵御自然災(zāi)害的能力較強(qiáng)，所以將其用作彌補(bǔ)光纖線路在智能化處理災(zāi)害和自動(dòng)化配網(wǎng)方面的不足，作為電力通信專網(wǎng)的后方，兩者互相配合能夠更為有效的解決突發(fā)性故障問題，而且能夠有效提升電力通信專網(wǎng)的智能化和自動(dòng)化水平，因此應(yīng)用于電網(wǎng)建設(shè)方面具有重要意義。對(duì)此，應(yīng)當(dāng)積極研究無線通信技術(shù)的應(yīng)用，進(jìn)而使得其能夠?qū)⑵渫晟?、可靠、穩(wěn)定的性能在電力通信專網(wǎng)中得到充分發(fā)揮。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

[1]駱凱波， 譚元?jiǎng)偅?鄒波. 電力通信專網(wǎng)中無線通信技術(shù)的運(yùn)用分析及研究[J]. 電子測試， 2016（24）：93-94.