無線通信技術(shù)在電力通信專網(wǎng)中的應(yīng)用研究

林夏薇 國網(wǎng)福建省電力有限公司福州供電公司

新時期，我國逐步推廣智能電網(wǎng)建設(shè)活動，無線通信技術(shù)成為信息通信領(lǐng)域當(dāng)中發(fā)展最快的一種通信技術(shù)，并且得到廣泛的應(yīng)用，社會整體朝著無線網(wǎng)絡(luò)方向發(fā)展。電力通信專網(wǎng)的主要組網(wǎng)方式是光纖通信，但如果發(fā)生自然災(zāi)害將直接影響光纜的正常運行，導(dǎo)致大量光纜中斷，嚴(yán)重威脅到通信安全。另外，具有較大的搶修難度，在很大程度上影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。而無線通信技術(shù)正好具備較強的抗自然災(zāi)害能力，以及廣泛的覆蓋面，有效彌補了光纖通信的弊端。

一、在電力通信專網(wǎng)中應(yīng)用無線通信技術(shù)的必要性

首先在災(zāi)難應(yīng)急狀態(tài)下，電力通信專網(wǎng)應(yīng)用無線通信技術(shù)是災(zāi)難后最佳的通信網(wǎng)絡(luò)方案。一旦發(fā)生突發(fā)性災(zāi)害，或者光纜線路出現(xiàn)問題，并不能及時進行搶修，這種情況下，對于電力通信專網(wǎng)而言，最好的應(yīng)急通信方式為無線通信技術(shù)組網(wǎng)方案。同時，對于海島變電站的接入節(jié)點來說，距離較遠(yuǎn)，所以需要高昂的敷設(shè)光纖線路費用，不具備較好的推廣價值。因此，為了滿足電力通信專網(wǎng)遠(yuǎn)距離接入延伸的需求，可以借助無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)對電力通信專網(wǎng)的全覆蓋，不僅有效解決了敷設(shè)光纖線路較高的成本問題，也能夠解決電力通信關(guān)鍵節(jié)點的通信信號覆蓋問題。并且無線通信網(wǎng)絡(luò)體系在電力通信專網(wǎng)的構(gòu)建，能夠?qū)崿F(xiàn)實時監(jiān)控電力終端用戶用電量。隨著無線通信技術(shù)的不斷發(fā)展，還能夠有效控制終端用戶的用電量。其次，現(xiàn)階段的技術(shù)條件下，不能有力支撐我國配網(wǎng)自動化建設(shè)的應(yīng)用，而無線通信技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對所有節(jié)點的快速覆蓋，不僅能夠服務(wù)電力通信終端用戶，還能有效節(jié)約線纜敷設(shè)成本[1]。最后，在變電站建設(shè)的過程中存在諸多影響因素，如線路施工條件和變電站機房環(huán)境等，這些因素都會對電力通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)質(zhì)量產(chǎn)生不同的影響。同時，要保障變電站能夠正式投入使用，最關(guān)鍵的前提條件是電力通信專網(wǎng)的建設(shè)和投運。因此，電力通信專網(wǎng)建設(shè)的時間不是很充分，而且光纖線路敷設(shè)的數(shù)量非常多，施工時間較長，所以經(jīng)常會影響變電站的投產(chǎn)時間。而無線通信技術(shù)的應(yīng)用，為新建變電站提供臨時通信方案，不僅方便，速度也比較快。

二、電力通信專網(wǎng)中常見的無線通信技術(shù)

（一）WLAN 技術(shù)分析

WLAN 技術(shù)在實際組網(wǎng)中的主要功能為構(gòu)建無線局域網(wǎng)，實現(xiàn)了無線通信技術(shù)與計算機的有機結(jié)合，主要的傳輸媒介為無線多址信道，具備有線局域網(wǎng)的功能，便于用戶接入寬帶網(wǎng)絡(luò)。在實際的組網(wǎng)過程中，主要組成部分為接入控制點、網(wǎng)絡(luò)管理以及接入點等。WLAN 技術(shù)即為Wi-Fi 技術(shù)，傳輸距離有較大的限制，所以主要用在同樓層的無線辦公當(dāng)中，傳輸速度僅僅能夠滿足需求，并且傳輸距離一般只有90m。再加上使用的技術(shù)為射頻技術(shù)，這種技術(shù)主要通過空氣傳輸數(shù)據(jù)，所以很容易受到外界影響，存在較大的安全隱患。

（二）WiMAX 技術(shù)分析

WiMAX 技術(shù)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)主要包括三部分的內(nèi)容，即WiMAX 終端、WiMAX 核心網(wǎng)、WiMAX 無線接入網(wǎng)。根據(jù)不同的應(yīng)用場景以及采用標(biāo)準(zhǔn)，WiMAX 終端主要有固定式、移動式以及便攜式這幾種類型。WiMAX 接入網(wǎng)是指能夠進行無線管理的基站，并且要想實現(xiàn)與其他網(wǎng)絡(luò)的互通，還要具備有業(yè)務(wù)授權(quán)的服務(wù)器。WiMAX 核心網(wǎng)主要作為與其他網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)接口，以及解決用戶的認(rèn)證問題。電力通信具有覆蓋面廣和站點分散的特點，并且容量要求較小，而WiMAX 技術(shù)正好具備點對多點、廣泛的覆蓋范圍和較高的傳輸速度，可以有效滿足電力通信網(wǎng)的需求，并且比光纖通信的成本更低，具有較好的發(fā)展前景[2]。因此不論是從技術(shù)的角度出發(fā)，還是從經(jīng)濟的角度出發(fā)，WiMAX 技術(shù)在電力通信網(wǎng)絡(luò)中都能夠發(fā)揮較大的作用。

（三）WMN 技術(shù)分析

WMN 技術(shù)即為無線網(wǎng)狀網(wǎng)技術(shù)，具有較高的速率和容量，與傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)有較大的差異，是WLAN 與ADHOC 這兩種網(wǎng)絡(luò)的有機結(jié)合，并充分發(fā)揮了兩者的優(yōu)勢。能夠及時發(fā)現(xiàn)故障，不占用有線網(wǎng)絡(luò)資源以及匯聚寬帶無線連接。該技術(shù)具有良好的應(yīng)用前景，不僅可以用在無線寬帶接入上，還可以運用在圖像和數(shù)據(jù)的采集模塊，實現(xiàn)對目標(biāo)對象的跟蹤。另外在交通監(jiān)控和環(huán)境監(jiān)測方面也得到了廣泛的應(yīng)用。

三、電力通信專網(wǎng)中無線通信技術(shù)的應(yīng)用范圍和組網(wǎng)方案

（一）應(yīng)用范圍

在加強無線通信技術(shù)在電力通信專網(wǎng)中應(yīng)用的同時，還需要基本了解它的應(yīng)用范圍，才能科學(xué)設(shè)置組網(wǎng)方案。以下是無線通信技術(shù)在電力通信專網(wǎng)中的主要幾個應(yīng)用范圍。

1.發(fā)生災(zāi)害時有著應(yīng)急作用

在架設(shè)電力系統(tǒng)專網(wǎng)的過程中很容易受到自然災(zāi)害的影響，如地質(zhì)災(zāi)害或者惡劣天氣，都會嚴(yán)重破壞電網(wǎng)設(shè)施，一旦電力專網(wǎng)設(shè)施遭到這些自然因素的破壞，需要立即進行緊急搶修，但搶修要耗費大量時間。這時就能夠凸顯無線通信技術(shù)的優(yōu)勢，其能夠快速達到最穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，起到電力系統(tǒng)應(yīng)急通信的作用。并且隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，不僅應(yīng)用程序越來越簡單，需要的成本也比較少，所以可以應(yīng)用到修建變電站當(dāng)中。對于應(yīng)用穩(wěn)定的無線網(wǎng)絡(luò)到整個建筑工程當(dāng)中，完成通信的工作，既不會對變電站的整體施工進度產(chǎn)生影響，效果比較好，還能夠節(jié)省成本。這些都充分證明了在電力系統(tǒng)出現(xiàn)突發(fā)故障時，無線通信技術(shù)能夠起到很好的應(yīng)急和補救作用。

2.實現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信接入

無線通信具有低成本和覆蓋面積大的特點，并且傳輸通信信息的速度較快，因此，如果主變電站與供電所之間的距離較遠(yuǎn)，電力公司要想節(jié)省下架設(shè)電纜的高額費用，降低成本，就可以使用無線通信技術(shù)替代光纖通信技術(shù)。此外，電力公司還有效避免了由于降低成本可能出現(xiàn)的電網(wǎng)質(zhì)量風(fēng)險，應(yīng)用無線通信技術(shù)不僅能夠大幅降低電網(wǎng)建設(shè)成本，也可以有效保障整體質(zhì)量。

3.實現(xiàn)配網(wǎng)自動化

電力公司需要實現(xiàn)配網(wǎng)的自動化建設(shè)，才能為用戶提供更好的用電服務(wù)。因此，電力公司必須重視配網(wǎng)的自動化建設(shè)工作。對這一建設(shè)有直接影響的是通信質(zhì)量的好壞，而無線通信技術(shù)的應(yīng)用能夠有效彌補電力系統(tǒng)專網(wǎng)在光纖通信上的弊端，實現(xiàn)光纖通信和無線通信的有機結(jié)合，充分發(fā)揮兩者的優(yōu)勢，這樣不僅能夠及時處理配網(wǎng)建設(shè)過程中出現(xiàn)的問題，也可以大幅提升配網(wǎng)自動化水平[3]。另外，無線通信技術(shù)的應(yīng)用還能夠在一定程度上降低電網(wǎng)建設(shè)過程中通信電纜的建設(shè)難度，從而有效降低配網(wǎng)自動化建設(shè)成本。

4.臨時通行方案建設(shè)

在變電站建設(shè)的過程中，很多因素會影響到建設(shè)網(wǎng)絡(luò)，像變電站機房環(huán)境和線路施工條件等，再加上通信工程建設(shè)的過程中經(jīng)常會出現(xiàn)光纜不能按時投產(chǎn)的問題，而無線通信技術(shù)的應(yīng)用能夠有效組織通信方案，從而在光纜線路投產(chǎn)之前完成相應(yīng)的工作。

5.小范圍的無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋

對于小范圍內(nèi)的無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，如電力樓宇、變電站以及電廠等區(qū)域，可以加強無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，特別對于較小的業(yè)務(wù)流量需求，能夠取代綜合布線，不僅能夠提供更加便捷的接入方式，還能降低成本。

（二）組網(wǎng)方案

綜合來說，電力通信專網(wǎng)中對無線通信技術(shù)的需求主要體現(xiàn)在無光纜覆蓋廠站節(jié)點、應(yīng)急通信以及配網(wǎng)自動化的臨時通信當(dāng)中。在建設(shè)網(wǎng)絡(luò)時，如何避免應(yīng)急網(wǎng)絡(luò)閑置和網(wǎng)絡(luò)重復(fù)大量投資，就需要科學(xué)合理的確定組網(wǎng)方案。

1.組網(wǎng)思路

通過對上述幾種無線通信技術(shù)的分析可以發(fā)現(xiàn)，在電力應(yīng)急通信中可以應(yīng)用的無線技術(shù)為衛(wèi)星通信、WiMAX 和WMN，但只有WiMAX 適用于配網(wǎng)自動化通信中。所以可以將WiMAX 技術(shù)應(yīng)用到電力通信專網(wǎng)中。而為了防止出現(xiàn)應(yīng)急網(wǎng)絡(luò)被閑置，或者網(wǎng)絡(luò)建設(shè)造成重復(fù)投資的問題，可以充分結(jié)合WiMAX 技術(shù)、衛(wèi)星技術(shù)和WLAN 技術(shù)，進而有效解決這些問題。同時根據(jù)光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)、微波網(wǎng)絡(luò)以及數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀，可以加強微波網(wǎng)資源的應(yīng)用，從而使得無線通信網(wǎng)絡(luò)不僅能夠應(yīng)用在應(yīng)急通信當(dāng)中，也能應(yīng)用到日常運行的生存網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中。

2.組網(wǎng)方案

首先可以在變電站、高山和供電所建立WiMAX 基站，并在災(zāi)害現(xiàn)場和搶修車輛配備WiMAXCPE 終端，以實現(xiàn)信息實時回傳的作用。根據(jù)各個基站的實際情況，采集光纖傳輸網(wǎng)、IP 數(shù)據(jù)、衛(wèi)星通訊等資源，之后再與配網(wǎng)中心進行信息共享，進而滿足災(zāi)害現(xiàn)場的通信需求。此外，還要根據(jù)實際情況鋪設(shè)光纖，在電力通信配網(wǎng)中，將光纖網(wǎng)絡(luò)作為專用通訊網(wǎng)絡(luò)，進而促進電力通信專網(wǎng)的配網(wǎng)自動化水平得到提升。

四、結(jié)語

綜上所述，電力通信專網(wǎng)雖然已經(jīng)發(fā)展趨于成熟，但也存在一些弊端。因此，在電力通信專網(wǎng)中應(yīng)用無線通信技術(shù)，可以有效改善電力通信專網(wǎng)的通信質(zhì)量，從而使得電力通信專網(wǎng)為用戶提供更加優(yōu)質(zhì)的電力服務(wù)。