關于配網通信中無線通信技術的探討研究

馮 超

（云南電網有限責任公司麗江供電局，麗江 674100）

1 引言

智能配電網（Smart Distribution Grid，SDG）是智能電網的重要組成部分，其中配電網通信建設是實現智能配電網的基礎。配電網通信需要解決配電線路、配變和戶表等環節的數據傳輸問題。目前主流的配網通信技術有：基于以太網無源光網絡、電力線載波通信技術、工業以太網都是有線傳輸組網。在電力網絡通信系統中，因為無線網絡的發展并不局限于該接地線結構，以及最新的無線通信技術已具備強勁的傳輸能力、自然災害的強阻力，短期部署周期，以及安全傳輸的優勢，無線通信施工分配網絡通信的應用是無與倫比的長處。為解決最后一公里的通信問題，提出有線通信為主，無線通信為延伸的解決方案。

2 配網通信有線技術的應用

目前主流配網通信技術主要分為有線通信、無線通信兩類。

有線通信方式包括：以太網無源光網絡（EPON）、電力線載波通信技術（PLC）、工業以太網交換機3類。在電網配通信建設中根據組網需求可采用EPON技術或工業以太網技術，各通信技術特點見表1。

表1 通信技術特點

3 無線通信技術的應用

3.1 無線公網技術分析

這種網絡形式主要是借助GPRS/CDMA/TD-SCDMA等公網進行技術應用，和傳統GSM系統存在不同，這種通信技術方式可以更好實現外圍和中心點連接，從而更好滿足不同方式的通信技術需求，具備較好的傳輸效果。在對無線公網技術進行應用的環節中，雖然能通過對APN+VPN技術的應用，構建起無線虛擬網絡通道，進一步實現對網絡安全性的提升，但無線公網的安全性和可靠性依然達不到配網自動化的通信需求，只能承載配網自動化的一部分業務，電監會頒布的《電力二次系統安全防護規定》和《電力二次系統安全防護總體方案》電監會[2006]34號中明確規定，電網“控制類”業務必須采用電力通信專網，不得通過公網進行承載，因此無線公網也不能完全滿足配網自動化通信需求。

3.2 無線專網技術分析

LTE（長期演進）是基于OFDMA技術，是3GPP制定的全球標準，包括FDD和TDD模式。

對于成對頻譜和非成對頻譜，LTE技術的優點有傳輸帶寬大、有效抵抗自然災害的能力、傳輸的距離遠、不受限于地面線路結構等，可為用戶提供自動化的營銷傳播服務，配電網視頻監控服務等需要，提高了配電網整體工作性能和效率，增加了配電終端在線率。因此，建設LTE無線專網可以較好地解決配網自動化通信接入的問題。但無法覆蓋的最后一公里的問題，因為電力無線專網建設也面臨著頻譜資源構建的問題。電力無線專網宜采用TD-LTE寬帶技術體制，目前可選擇的頻率有230MHz電力頻率、1.8GHz頻段、5.8GHz頻段。

230MHz頻段是工信部分配給電力系統建設無線專網的電頻率通道，電力行業擁有230MHz頻段的40個頻點，在帶寬內無干擾、具有覆蓋廣泛、效率高等優點，但是總帶寬只有1Mb/s，與目前3G、4G技術動輒10Mb/s、20Mb/s的帶寬相比下帶寬資源十分有限，且40個頻點離散、不對稱，技術開發難度比較大，無法保證實時數據的可靠性和是事實性，傳輸信號質量難以有效的控制；特別是在一些地形條件復雜的地區，230MHz通信信號強度也容易受到極大干擾和影響，不能保證傳輸的信號質量。

1.8 GHz頻段廣泛在在運營商、政府、機場、交通運輸等多個行業內使用，具有大容量、低時延、時序配置靈活、部署一張網絡可實現多種業務傳輸，但也因頻段覆蓋多個行業存在較大干擾，致使1.8GHz頻段覆蓋能力受限、且容易受到天氣、地形等因素影響，無法保證傳輸數據的實時性和可靠性。

5.8 GHz頻段主要開放給工業、科學和醫學機構應用，屬于開放性頻段，不需要授權許可，在無線電管理機構進行備案即可，遵守規定的發射功率，嚴格控制不對其它頻段造成干擾。此外5.8GHz無線專網還具有通信距離遠、傳輸速率高等特點，單載波5.8GHz系統，基站與端站之間在具備視距的條件下，傳輸距離最大可達80km，以20MHz的信道帶寬作為一個例子，使用16QAM調制方式，所述業務帶寬可以達到51Mb/s。

4 結語

目前電力系統配網通信建設中主流的組網方式：有線通信為主、無線為延伸。在配電通信網建設中可根據需求合理選擇不同的有線通信技術、無線通信網技術組網來保證配網自動化信息傳輸的安全性和可靠性，助力智能電網的快速發展。