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配网通信的无线通信技术研究

 论文栏目:无线通信论文     更新时间:2018/1/26 14:51:13   

摘要:当前我国的电力发展水平与我国经济的发展水平存在明显的不平衡,已经无法满足我国高速发展的工业化进程。配电网络的建设对于我国电力系统的未来发展具有非常积极的价值。而实现配电网络通信过程中的无线通信技术则更是未来发展的重中之重。通过对配网通信过程的自动化进行概述,进而比较当前常用的多种配网通信。最后将重点探讨如何实现配网通信过程中的无线通信技术。

关键词:配电网络;通信工程;无线通信技术

我国电力系统的发展一直都影响国家经济发展的命脉,尤其在现阶段国家能耗需求明显增强的现代,更是社会各界关注的热点问题。随着电力系统发展的深入进展,用电采取用地按用户,用电的安全性和可靠性的要求水准也日渐提高。如何实现对配电网络系统的升级优化,将成为解决当前配电节点分散、繁多以及工作环境不确定等多个方面的难题的关键。通过对配电网络的通信实行无线通信模式,可以显著提升配电网络的系统优化,为我国经济发展水平提供可靠的电力系统保障。

1配电网络自动化信息内涵

在实现配电网络的自动化信息过程,尤其需要重视集成配网过程中多种不同的信息安全参数,例如电网内部参数以及结构数据、电网布局实地信息、瞬时网络信息、离线发送的预留信息以及用户开发后期信息等相关内容。集成信息安全需要借助配电网络的自动化系统来实现,从而保证管理系统的可靠性,实现配电网络对于配电情况的实时监控。配电网络自动化系统可以保障对于即时的网络故障实行最及时的补救保护措施,优化现有配电管理模式。配电网络自动化系统需要处理电力实际支出费用、电力业务实际数据处理、配电网络调度以及多项其他数据处理业务等等。在考虑到处理用电营销相关的数据时,需要调度配电网记性以及数据信息的实际情况完成,最终完成对整体电网的调度情况的可行性探索。

2配网通信技术的通信方式

常见的配电网通信方式中,主要可以分为光纤通信、无线公网通信以及载波通信等。

2.1光纤通信技术

光纤传输通信具有较强的安全性以及容量,但当处理组网方式等情况下暴露明显的不灵活缺陷,制约了配网通信的发展。而配电载波通信包括低压宽带载波和低压窄带载波两种,能实现在配网网络情形下双向通信的最大化需求。

2.2载波通信技术

配电线载波通信技术是指以载波形式将模拟或数字信号传递的一项技术。该技术主要适用于通信的实时性要求较低的终端,或者适用于断电引起信号中断场合,但并不适用于自动化中断与与主站间的通信。

2.3无线通信技术

配电网中最常使用的无线通信技术主要包括GPRS、CDMA以及4G等。GPRS技术主要依赖于GSM系统的无线分组交换技术,可以为GSM用户提供分组。CDMA则是基于数字分支扩频技术而发展的一类新的无线通信技术。GPRS网络覆盖范围较广,涵盖所有的省会城市和绝大部分重点城市。相比其他通信技术,GPRS具有实时传递、覆盖面广、承载量大等优点,因此数据传输业务在配网终端主要是基于GPRS技术。然而该无线方式的缺点在于费用偏高,同时运营商在实际操作时,采用最小计费单位计费,费用较高。另外一个明显的问题在于通过GPRS以及CDMA通信会造成较低的连通率。究其原因在于传输时,主要对语音信号进行传送,导致电力数据信息业务传输时经常发生断线现象,效率堪忧。再者,该方式情况下的配电网络传输安全性较低,难以满足部分客户尤其是涉密行业企业或个人用户的基本要求。4G或者第四代移动通信技术主要包括TD-LTE和FDD-LTE两种制式。4G是集3G与WLAN于一体,能够以100Mbps速度快速传输数据、高质量、音频、视频和图像等。与传统的电力通信方式相比,4G等数字蜂窝网具有数据传送率高、覆盖面广阔、可升级性强等优点,而且它不需要建设通信网架,建设成本低。随着5G等通信网络的进步与发展,该系统的可升级性巨大。

3网络的配网自动化系统组网方案

配网自动化系统中,其管理中心在进行网络接入时需要使用专用的无线网络或者光纤专线,并且对诸多测控点安装无线设备的配置,成为无线基站。当信息数据由交换机汇总后,是可以传输到网控中心,通过专线完成传输后进入配网自动化的管理中心保存。通过保存相同的计算机路径可以实现信息传递到特定测控点中。主要存在如下四种配网方式。

3.1采用ADSL公网连接中心以及固定

IP或者公网动态IP+DNS解析服务该配网方式需要申请ADSL宽带业务作为连接中心。①中心公网IP固定:监控点可以直接向中心请求建立连接,运行相对稳定。②连接中心的动态IP+DNS解析业务:客户在获得DNS服务商授权后开通动态域名,监控点通过域名寻址连接DNS服务器,继而寻找中心公网动态IP建立连接。节省公网固定IP的成本。优于该配网方式主要取决于DNS服务器的稳定,因此稳定性主要取决于可靠的DNS服务商。该配网方式适合小规模用户配网。

3.2采用主副GPRS-DTU中心及移动内网动态

IP+移动DNS解析服务该配网方式需要由DNS服务商授权后开通动态域名,监控点通过域名寻址连接DNS服务器,继而寻找中心公网动态IP建立连接。GPRS中心稳定性较弱,使用GPRS-DTU接收,采用主副GPRS-DTU备份。主副备份可以保障掉线后监控点接收端的切换,极大节省了采用固定IP的费用。然而国内仅是部分城市提供DNS解析服务,因此该配网方式有一定的地域性限制。同时,该配网方式适合小规模,同时时效性和稳定性偏弱,不推荐使用。

3.3采用主副GPRS-DTU中心以及移动APN专网固定IP

该配网方式需要与移动公司申请APN专网服务。客户申请到专用的APN,其他用户将不能再次申请该APN。获得APN专网服务后,监控点及中心将获得移动内部固定IP。该配网方式中心也像第二个配网方式一样采用双GPRS-DTU作接收端备份。但该配网方式无需DNS解析,地域性限制解除。同时该方式具有固定IP,中间环节减少而稳定性明显提高。数据传递无需经过公网,而在移动GPRS的APN内网传输,安全系数高。该配网方式无固定月租费,性价比高,值得推荐。

3.4采用APN专网中心以及内网固定

IP公网数采服务器可以通过专线连入GPRS网络,通过GPRS虚拟专用网(VPN)连接无线。为保证数据传输的安全性,向移动运营商申请了APN专网服务,并且所有用于GPRS专网通信的SIM卡仅开通该专用APN服务、分配内部固定IP,限制使用其他APN服务。无线终端数据传输在APN内网传输,安全系数高。该配网方式在时效性、安全性及稳定性等方面明显优于其他方式,对于安全性要求较高、数据点繁多、时效性要求偏高的应用环境,具有非常好的应用前景。

4结语

在国内现阶段的配电网络建设历程中,多项不同类型的通信方式均起到了较强的作用,但随着时间的推移均表现出或多或少的弊端。总体而言,传统的通信方式已经基本无法满足现代配电网络化建设的实际要求。世界范围内包括我国均对新型的无线接入技术的研究以及在配电网络中的实际应用产生浓厚的兴趣与关注。分析广带无线接入技术和多载波无线信息技术的市场动向,我们可以发现两类技术的应用发展可以在不久的将来对电力行业进行强有力的支援。电力系统的优化需要结合用电用户个性化需求以及供电系统的安全性能等方面。无线通信技术可以较大程度上满足用户多样化、个性化以及实用化等需求。因此,配电通信过程中需要强化无线通信技术的广泛使用,实现电力行业的健康持续发展。同时也需要尽可能实现经济和社会效益,促进电力行业的发展对社会经济发展的促进带头作用。

参考文献:

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[4]王帅.面向农村配网的微功率无线通信系统设计与实现[D].西南交通大学,2015.

作者:刘小敏 单位:海南电网有限责任公司

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