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智能配电网中无线通信技术的应用研究刘子卉

发表时间：2020/12/24 来源：《基层建设》2020年第24期作者：刘子卉

[导读] 摘要：由于我国社会经济的快速发展，世界的资源和环境问题日益突出，因此低碳环保、节能降耗等要求越来越多得到大家的肯定，而且清洁能源的使用也得到了推广。

        国网浮山县供电公司山西浮山 042600
        摘要：由于我国社会经济的快速发展，世界的资源和环境问题日益突出，因此低碳环保、节能降耗等要求越来越多得到大家的肯定，而且清洁能源的使用也得到了推广。因此，随着智能电网的出现，为企业进行电能节省提供了可能，也逐渐适应了目前能源消耗结构改变的要求。因此普遍用于智能电网建设。本文对智能电网应用无线通信技术的情况进行了总结，分析了无线通信技术的使用特点，希望起到参考作用。
        关键词：智能配电网；无线通信技术；应用研究
        1智能配电网对无线通信的需求分析
        随着能源利用总量的跃增、用户对高供电可靠性的期冀以及环境保护的要求，电力供需发生了根本性变革。首先，由于传统化石能源的可预见枯竭及其对环境的严重影响，吸纳用户侧新型清洁能源势在必行；其次，实践证实，电力利用经济化和电网调控精细化需要电力需求侧的有效参与；最后，各种情形的电力供应中断将产生越来越严重的社会影响。以上问题的解决离不开智能配电网的建设。智能配电网可划分为主站、通信系统、自动化终端等“区块”，其中，通信是纽带，是关键。智能配电网的通信系统在组网上存在以下困难：（1）配电网节点多、类型杂、分布密度不均，要将它们纳入统一的通信网十分不易。（2）多数节点地处户外，环境恶劣，且电源供应困难，大大限制了通信方式的选择。（3）随着网络自愈、故障定位等要求的提升，配电网通信不但要求全覆盖，还必须满足实时性，这就要求在经济性和技术性上寻找平衡。因此，总的来说，在智能配电网环境下进行通信系统建设不能只依靠光纤方式，而应更多注重无线通信手段，且要做好以下统筹：（1）成本低。目的是适应配电网多节点布设的网络结构。（2）工期短。配电网建设或改造基本是为了满足电力刚需，若通信系统建设周期过长，将影响配电网的实际投运时间节点，进而带来一系列负面影响。（3）适应性强。配电网层面的通信往往带有突发性强、数据量大的特点，必须采用合适的负载均衡方法来降低业务阻塞率。
        2智能配电网中无线通信技术的应用现状
        从智能电网通信的实现来说，无线通信为常用方法和重要方法。在实际应用中主要集中于变电站内部以及线缆塔架，起到了积极的作用，保证系统整体运行的质量。电网中设置的传感器，能够获得电缆运行当下的各类参数，通过信号转换之后，获得无线通信信号，借助无线网络接收设备，实现信息的传输。实际应用方法如下：（1）变电站中应用方法。建设的变电站，其为短途通信，采用无线通信技术手段，能够满足实际需求，获得不错的信息传递效果。通过在设备上安装传感器的方式，实现信息的转变，使其成为电信号，经过信号放大和整合，借助无线通信设备实现信号传递，后经过控制系统的分析以及处理，使用相应的通信设备，掌握被控构件的实际情况，开展电力调配。无线通信技术的应用流程为传感器-信号处理设备-信号发送设备-信号接收设备-数据分析系统-被控构件。在智能变电方面应用，基于电力通信，能够实现变电站的自动化功能以及可视化功能。借助电力通信功能，可为电网安全以及稳定运行提供支持，通过大量数据信息的分析，以及全景实时监测及系统智能化调节等，极大程度上提高了系统运行的稳定性和安全性，助力智能电网的高效运行。（2）供配电系统中的具体应用。建立的供配电系统，主要为供配电线缆和线缆塔架等。在实际运行中选择塔架位置，设置无线通信设备，减少系统运行产生的干扰。若想保证无线通信技术的应用效果，必须要做好系统周围环境的把控，减少其对通信质量造成的不利影响，比如钢制塔架等。

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        3智能配电网中无线通信技术的具体应用研究
        3.1BWA技术的应用
        BWA技术的广泛应用，可以通过无线宽带使得电力系统实现自动化，并且满足了电力用户对通信传输时间、速度以及带宽的需求，是智能电网建设必不可少的核心技术。对于无线宽带和宽带网络的接入，应用BMA技术可以起到非常便捷的作用，其中涉及城域网、个人域网、无线广域网和局域网4种类型。无限网络是现阶段经常使用的网络连接方式之一，普及程度十分高，具有诸多优势，如无线网络覆盖范围广、信息传播快，同时还具有较高的安全系数和抗干扰能力等。此外，无线网络实际操作非常方便，不受时间、空间等因素的约束。如果推广和应用配电网自动化系统，将会对无线通信技术提出相应的要求。首先需要可靠性好，要适应恶劣的环境，不对通信线路造成干扰，其次还能进行通信双向。因为配电网本身所具备的复杂性的特点，所要收集的信息容量较大，加之日常的施工困难等因素，将会严重影响该功能的发挥。但是，当宽带无线引入BWA技术后，可以满足配网自动化要求。目前，智能配电网建设过程中会面临通信问题，主要包括：分布式能源存在的配网保护问题，发生故障后微电网对孤岛的控制和运行，故障后配电网自动恢复控制等。因为环境非常恶劣，一旦发生通信故障，不利于进行维修。因此，运用无线通信的技术能够对以上的问题进行解决，原因是成本低、可靠性好、拓展便捷等，对于可靠性要求不高的负荷，无线通信网可以对系统进行保护，避免工作中断。另外，配电网应用无线通信技术，可以做好自愈以及智能保护控制。因为配电网使用广泛，具有很多通信模块，可以发挥更好的作用。因为无线通信网非常方便拓展，因此通信网络的升级和架设不用重复。所以应用无线通信网是非常必要的，而且维护比较低、运行费用少、投资成本低等，在电力企业中应用广泛，比如应用GPRS的多功能电能表等。
        3.2TD-LTE技术的应用
        TD-LTE作为一项前沿技术，同时也是我国当前拥有专利权的一项重要的技术，其直接集合了多种先进技术，通过衍生从而发展，最终形成了诸多的应用优势。例如，TD-LTE技术本身的数据吞吐率相对于传统技术，拥有明显的优势，在有限的条件下，都可以满足用户享受到更加优质的网络服务网。在当前的智能电网业务中包含了配电和用电两个方面。其中，配电业务包含了供配电自动化、分布式电源供给、供电质量检测等业务。配电业务系统主要是通过数据采集和控制单元的监控，通过多种通信方式的合理使用，在配合上对应的管理模式，以满足智能化的配电业务管理。在用电业务方面则主要是针对智能用电服务以及电信系采集等，其本身属于管理信息大区业务。用电业务本身带有采集业务节点较多，上下行流量差距较大，并且需要在预定时间内做好用户数据信息的全采集；用电业务单点信息量过小，其实际的数据传输并不要求做到实时在线，只有在操作命令或者是轮询机制的要求下才会实现数据的传输，并且也是基于上传作为主体。用电业务要求数据采集终端分布式相对广泛，并且因为多变的地理环境，对于信息安全本身的要求较高，所以还需要对应的安全防护等级的实际支持。TD-LTE230智能电网无线通信系统包含了核心网、基站、网管系统等。
        4结束语
        总而言之，无线通信技术是利用电磁波完成信息数据的交换的，作为一种更加智能的通信技术，它的运用对人们的生活和工作产生了极大的影响，WiFi、4G等通信技术已经成为人们生活中密不可分的部分。随着无线通信技术的不断发展和在配电网中的试点应用，其所具有的传统通信方式无法比拟的灵活性将得以充分发挥，不仅能够满足大量终端的通信需求和信号的广域覆盖，而且符合智能电网对通信时延和安全的要求，智能电网“最后一公里”的通信必将是由无线通信解决。
        参考文献
        [1]于佳,刘金锁,蔡世龙.TD-LTE电力无线专网性能仿真[J].广东电力,2017,30(1):39-45.
        [2]姜有泉,汤亚芳,黄良,等.智能配电网无线通信系统可靠性研究[J].电力大数据,2017,20(12):52-55.
        [3]王宪,王云逸,李云红.分组传送网技术在智能电网电力通信中的应用[J].中国新通信,2018,20(21):57.