配网通信当中无线通信技术的研究思路

文/刘成江

本文结合目前配电网络的通信需求，对目前较为常用的无线通信技术在配电网络中应用的优劣进行了比较，并且分析了430M宽带无线通信技术应用于配电网通信中的优势，并对比了目前常用的主流宽带无线通信技术的优缺点，对于配电网络中无线通信技术的应用具有重要的参考价值。

【关键词】配网通信 无线通信技术 研究思路

在我国的电力系统的发展过程中，发电系统的进步一直是广泛关注的重点内容，而在这个过程中，往往忽略了供电系统的进步与发展，随着电力市场不断的发展与改革，用户对用电安全、可靠性的要求越来越高，这就需要供电企业在现有的基础上，做好电能的传输与管理工作，有效的提高供电可靠性与稳定性，在配电网络中，尤其是低压的配电网络，网络中涉及的供电设备数量庞大，所涉及的供电支路也是分布非常的广，这就使得配电网中的相互通信具有较大的难度，为了很好的解决配电网通信节点数量众多、分布散、工作环境差得问题，在配电网的通信中逐渐引入了无线通信的通信模式，本文就对配电网中无线通信技术进行简单分析。

1 配电网自动化信息系统构成分析

配电网中的自动化系统的主要功能是完成配电网中的地理信息、电网结构参数、用户信息、离线信息、实时信息的集成工作，使其能够构成完整的自动化管理系统，以便于对配电网络进行实时的控制、监测、保护以及配电管理，其主要的业务内容有：配电网调度数据业务、用电营销数据业务、用户抄表数据业务、电能计费数据业务等，实现这些业务的最基本的保证就是配电系统的信息数据的完整。将配电网中的数据从整体上来进行分类，可以将其分为两类，即与用户有关的各种信息及与配电网设备有关的各种信息。与用户有关的各种信息主要有：负荷远程控制、分时计费电度表切换、电度表的测量等。与配电线路有关的信息主要包括：事故预测、事故点检出、电压、电流等配电线路的管理信息；以及线路切换操作、事故隔离分段、开关状态监视等线路开关的远程监测控制。

如果将这些信息按照数据的流向进行分类，主要可以分为下行数据与上行数据两种，下行数据的主要数据内容是管理系统依照上行数据的分析结果，向受控设备下达远程的控制指令；而上行数据的主要数据内容是对相关设备进行远程测量时得到的各项数据信息。

2 目前较常使用的配电网通信技术优劣分析

在目前的配电网通信方式中，主要有两种不同的通信方式，即有线通信与无线通信，配电载波通信与光纤通信是主要的两种有线通信方式。其中的配电载波通信又可以划分为低压宽带载波与低压窄带载波两种，该种通信方式下，能够很好的满足配电网络双向通信的需求，并且采用该种通信方式，不用进行通信线路的另外铺设，对于远程的数据监测及抄表来说是非常经济的一种通信方式，并且该种通信方式的技术非常的简单，易于操作，但是该种通信方式也具有没有统一的通信标准的缺点，很多厂家生产的设备不能很好的兼容，并且受电磁干扰的现象比较严重。

光纤传输通信具有安全性能高、实时性好、抗干扰能力强、容量大、可靠性好的诸多优点，但是该种通信方式下，组网的成本较高，并且组网方式不灵活，这些缺点导致其在配网通信中的应用受到了一定程度的制约。通过以上的分析可以看出，在配电网中采用有线通信的通信方式，具有较高的可靠性，但是建设其通信网络需要投入较大的资金，并且通信方式不够灵活，这使得其在配电网中的应用无法得到广泛的推广。在配电网中常用的几种无线通信技术有GPRS、CDMA、430M 数传电台等， 下面就对这几种无线通信方式应用于配电网通信中的优劣性能进行简单分析。

2.1 430M无线通信技术

430M 无线通信技术具有组网灵活、组网成本低、单站覆盖范围广的优点，但是将该种通信方式应用于配电网的通信中，也具有一系列的缺点，主要表现为：（1）在电力行业中数传电台所采用的调制方式通常是比较落后的，并且在数据的传输过程中，采用的是透明的无协议传输模式，不能对传输数据进行加密，也没有响应的纠错能力，所传输的信号很容易被截获，这对于信号传输过程中的安全性能是有较大影响的。（2）该传输方式中进行数据交换的主要方式是轮询，并且其周期是随着监控点的数量的增加而表现出现行增长的特点的，对于配电网通信的实时性要求无法满足。（3）各个传输节点是独立存在的，没有进行统一的网络管理，也不能进行无线信号的同步，信道的利用率非常的低，在通信的过程中，资源浪费现象非常的严重。

2.2 GPRS/CDMA2000 1X无线通信技术

GPRS/CDMA 无线通信技术是目前配电网中广泛采用的一种无线通信技术，该技术具有网络覆盖面积广、成熟度高的特点，但是该技术中还是存在着一些缺点，如：（1）资费比较高，运营商所采用的计费方式是以比特为最小的计费单位，导致其自费较高。（2）该通信方式中的节点连通率较低，该传输方式中的传输网络中，主要的传输任务是语音传输，这就会导致电力数据业务在传输的过程中连通率较低，容易发生断线。（3）该传输方式中的网络安全得不到保障，由于该传输方式中是租用相关的运营商的网络，无法满足配电网数据传输安全、可靠性的要求。（4）无法保证网络延时，在该种通信方式中，数据在传输的过程中具有较大的网络延时，而配电网数据传输要求具有较强的实时性，这与配电网络的要求是不相符的。

3 宽带无线通信技术应用于配电网无线通信中的优点

配网中的自动化通信的主要特点是：信息总量大、信息节点分布广、单个节点的信息量小；并且要具有很好的可扩展性；对于传输带宽、时延、速率等都有严格的要求，而通过对宽带无线接入技术进行分析，其传输特点正好能够符合配电网自动化通信的要求，尤其是BWA 技术，其具有较高的传输带宽、带宽分配机制非常的灵活等优点。

通过对BWA 技术进行分析，可以发现该技术具有以下的特点：（1）覆盖范围非常的广，对于零散分布的配网监控点能够进行有效的覆盖，并且能够通过无线接入点信号交叉覆盖的方式能够很好的保证各个监控点的传输可靠性。（2）通过窝组网的架构方式，能够实现多种形式的双向数据传输，限制业务性能的只有带宽。（3）能够实现带宽的动态分配，该种分配机制能够满足配电网中的不同业务需求。（4）带宽非常的大，具有很高的吞吐量，对于配电网的业务开展非常的方便。（5）具有很好的安全性能，为了保证数据传输过程中的安全性，无线宽带技术中采用了MAC 地址__绑定、地址/ 协议过滤、防火墙等一系列的措施，并且具有很好的加密功能。（6）基于全IP 架构，因为是采用这种架构，使得该传输方式能够兼容任何基于TCP/IP 协议而进行开发的配电网业务。

正因为宽带无线通信技术具有以上所分析的一系列的优点，因此，在配电网自动化通信系统中，采用宽带无线通信技术进行信息的传输是非常可靠的，下面就对目前使用的两种主流的无线宽带通信技术的优劣性能进行比较。

4 各种主流宽带无线通信技术的优劣比较

WiMAX 与McWiLL 是目前国内的两种主流的BWA 技术，这两种技术都采用的是宏蜂窝组网技术，但是二者在技术上存在着较大的差别，从整体上来讲，McWiLL 相对于WiMAX 存在一些技术上的优势，主要表现为：（1）McWiLL 采用的是智能天线技术，这使得其具有较大的覆盖范围，并且具有较大的链路预算；（2）McWiLL 采用的是CS-OFDMA技术，成功克服了OFDMA 技术在窄带业务上的缺陷，这使得其能够进行宽窄带业务的良好融合，并且该种通信方式在进行大量的窄带并发业务的处理时，具有非常高的通信效率；（3）McWiLL 采用的码扩技术具有很强的抗干扰能力。

McWiLL 技术是我国的自主知识产权技术，国家在政策上对其进行了大力的扶持，而WiMAX 技术的核心技术是从国外进行引进，在国内已经没有频率资源，虽然两者的技术水平各有特点，但是从相关的政策扶持上来看，McWiLL 技术在国内的发展前景相对较好。但是从产业化角度来对二者进行分析，McWiLL 的主要市场是行业市场与专网，其联盟成员的数量也是比较少的，而WiMAX 技术的企业联盟数量非常的庞大，尤其是在国外的发展非常的迅猛。随着国内外通信网络及通信技术的不断发展，不管是WiMAX 技术还是McWiLL 都在不断的发展进步，无线宽带通信技术必将在配电网通信中取得更加广泛的应用。

5 结束语

随着电力系统中，用户对于供电安全、可靠性性能的要求逐渐提高，配电网中的数据通信技术也逐渐引起人们的重视，本文对目前配电网中的主要的数据传输内容进行了分析，并分析了有线通信与无线通信的优缺点，比较了各种无线通信技术应用于配电网中的优劣性，最终对应用于配电网传输中的主流无线宽带通信技术进行了简单分析，对于配电网中的无线通信技术具有一定的参考作用。

参考文献

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