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        TD-LTE技術(shù)在智能配電網(wǎng)中的應(yīng)用研究

        2014-03-16 09:26:50廣東電網(wǎng)公司佛山供電局曹小冬
        電子世界 2014年12期
        關(guān)鍵詞:頻段頻譜配電

        廣東電網(wǎng)公司佛山供電局 曹小冬

        1.引言

        2009年5月份,電網(wǎng)公司提出了建設(shè)擁有“信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化”的智能電網(wǎng)發(fā)展策略,計(jì)劃到2020年全面建立堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)。配用電是電力供應(yīng)最后的環(huán)節(jié),是直接面對(duì)社會(huì)以及廣大客戶的關(guān)鍵能源網(wǎng)絡(luò),也是堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的核心基礎(chǔ)。配網(wǎng)自動(dòng)化以及智能用電服務(wù)是進(jìn)行堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的關(guān)鍵手段,是提升供電可靠性的必要條件,也是電力系統(tǒng)科技化發(fā)展的必然趨勢(shì)。

        2.配用電通信的現(xiàn)狀

        智能配用電網(wǎng)對(duì)其通信系統(tǒng)提出一定的要求,主要包括能夠承載惡劣條件的考驗(yàn),不受到惡劣條件的影響,業(yè)務(wù)接口擁有靈敏性,裝配方式較為靈活,擁有較強(qiáng)的擴(kuò)展性,保護(hù)性較好。目前的電力無線通信系統(tǒng)由于受到科學(xué)技術(shù)的阻礙,在規(guī)劃方面缺少統(tǒng)一性,體制較為混亂,功能比較落后,對(duì)智能電網(wǎng)業(yè)務(wù)進(jìn)展水平造成一定的束縛。智能電網(wǎng)的發(fā)展對(duì)電力通信系統(tǒng)提出了更高的要求,功效較大,安全性以及有效性更高。

        當(dāng)前,光纖通信系統(tǒng)資金投入比較大,成本比較高,針對(duì)配用電業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)沒有實(shí)現(xiàn)全部覆蓋;30MHz電臺(tái)專網(wǎng)包含在窄帶系統(tǒng)里,不能滿足智能電網(wǎng)發(fā)展需求;而GPRS/CDMA/3G公網(wǎng)缺少安全性以及有效性,不能保證服務(wù)的質(zhì)量,不能達(dá)到網(wǎng)絡(luò)管理。2013年12月,工業(yè)和信息化部正式發(fā)放TD-LTE牌照,宣告我國(guó)通信行業(yè)進(jìn)入4G時(shí)代。TD-LTE技術(shù)由于具有網(wǎng)架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、頻譜帶寬靈活、高速率低時(shí)延、建設(shè)運(yùn)維成本低等優(yōu)勢(shì),成為智能配電網(wǎng)通信系統(tǒng)的不二之選。

        3.TD-LTE230系統(tǒng)核心技術(shù)

        3.1 頻率資源

        1991年,舊國(guó)家無線電管理委員會(huì)發(fā)表《關(guān)于印發(fā)民用超短波遙測(cè)、遙控、數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)頻段規(guī)劃的通知》(國(guó)無管[1991]5號(hào)),把223.025到235.000MHz當(dāng)作遙控、遙控測(cè)、數(shù)據(jù)傳送等業(yè)務(wù)應(yīng)用的頻段。近些年來,由于無線通信技術(shù)的快速發(fā)展,能夠用在建立電力無線通信系統(tǒng)的頻譜資源日漸缺少,電力系統(tǒng)專有的230MHz頻段隨之越來越受到注重,怎么樣利用這段頻譜資源來整治電網(wǎng)通信的現(xiàn)實(shí)問題也變得越來越急迫。

        在現(xiàn)在可以申請(qǐng)的頻譜當(dāng)中,1800MHz頻段傳送損耗大,和GSM網(wǎng)存在干擾問題,并且某些地區(qū)這個(gè)頻段已經(jīng)分發(fā)給民航應(yīng)用,需要整治機(jī)場(chǎng)周圍電力設(shè)備的覆蓋問題;1400MHz頻段通過各地的無委會(huì)自己審批,差異性比較大;450~470MHz和698~806MHz這兩個(gè)頻段用在廣播電視傳送業(yè)務(wù)上,傳送性能良好;然而在223~235MHz頻段里面有無委會(huì)授予電力專用的40個(gè)25kHz離散頻這個(gè)頻段傳送性能良好。2GHz以下的可以用在建立電力無線寬帶通信系統(tǒng)的頻譜剖析,如表1所示。

        表1 12GHz以下頻譜使用現(xiàn)狀

        3.2 大容量接入技術(shù)

        OFDMA多址技術(shù)。在第四代移動(dòng)通信里,OFDMA調(diào)制手段為最主要的調(diào)制方法,和其他的調(diào)制手段相對(duì)比,其優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在下面幾個(gè)方面:首先,頻譜的功效比較高;其次,擁有很強(qiáng)的抗頻率衰落能力;第三,頻域均衡能夠保證復(fù)雜度較低的接收機(jī)的實(shí)現(xiàn)。運(yùn)用OFDMA技術(shù),頻譜使用率提升,接入的用戶數(shù)變多,可以實(shí)現(xiàn)寬帶業(yè)務(wù),不一樣的用戶需求能夠得到滿足。

        干擾協(xié)調(diào)技術(shù)。在OFDM系統(tǒng)中,小區(qū)分配的系統(tǒng)資源是正交子載波資源。運(yùn)用這種分配手段,可以區(qū)別用戶,降低相同小區(qū)里面的干擾,小區(qū)用戶出現(xiàn)的干擾關(guān)鍵是臨近的小區(qū)產(chǎn)生的。要是組網(wǎng)是同頻組網(wǎng),臨近的小區(qū)會(huì)出現(xiàn)相互干擾的現(xiàn)象,為減少干擾,需要使用到兩種手段:第一,干擾協(xié)調(diào)手段;第二,干擾抑制手段。

        4.TD-LTE技術(shù)在智能配電網(wǎng)中的應(yīng)用前景

        4.1 信息采集

        收集居民用戶的用電信息,主要是根據(jù)單位來收集。供電公司在集中抄表項(xiàng)目方面,主要是分成兩種方法:第一,集中器匯聚方法;第二,收集器直接上報(bào)方法。

        4.2 配電網(wǎng)自動(dòng)化

        如今配電自動(dòng)化通信較為分散且節(jié)點(diǎn)較多,各點(diǎn)的通信數(shù)量較少,為了降低成本,使通道結(jié)構(gòu)能夠優(yōu)化,常常是配電子站對(duì)周圍配電終端數(shù)據(jù)展開轉(zhuǎn)發(fā)。然而,在節(jié)點(diǎn)光纖鋪設(shè)方面,施工的時(shí)間較為長(zhǎng),投資力度比較大,在偏遠(yuǎn)地區(qū),這種投資效益不是很明顯。使用TD-LTE230系統(tǒng),在配電自動(dòng)化裝置,展開無線通信終端的裝配,可以收集、監(jiān)管配電主站的數(shù)據(jù),并展開電網(wǎng)擴(kuò)展的剖析,利用配電網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)的開關(guān)對(duì)終端FTU展開監(jiān)管,配電變壓器對(duì)終端TTU展開監(jiān)管。LTE無線寬帶網(wǎng)絡(luò)為配網(wǎng)自動(dòng)化數(shù)據(jù)信息、用電信息提供雙向、高速、安全通道,配網(wǎng)的FTU位置發(fā)生改變或電網(wǎng)擴(kuò)改建的適應(yīng)能力強(qiáng),擴(kuò)容和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的更改都很方便。因此,運(yùn)用光纖通信傳輸主導(dǎo),無線通信接入輔助的手段,配網(wǎng)完全可以滿足自動(dòng)化通信全覆蓋。

        4.3 圖像及視頻保障

        電力圖像及視頻監(jiān)控主要的作用包含:

        (1)電力的施工區(qū)監(jiān)管;

        (2)關(guān)鍵地段的傳輸電力的線路;

        (3)防風(fēng)防汛及事故的應(yīng)急指揮和商討;

        (4)變電站維護(hù)等。TD-LTE230系統(tǒng)聚集的離散載波有40個(gè),上行傳送的帶寬頻率是1.76MHz,可以滿足傳送電力視頻的需求。

        5.結(jié)束語

        綜上所述,文章主要介紹配電網(wǎng)通信系統(tǒng)狀況,對(duì)TD-LTE的重要技術(shù)展開深入的分析,對(duì)多種無線技術(shù)及頻段展開對(duì)比,研究TD-LTE在智能配電網(wǎng)的應(yīng)用前景。TD-LTE230系統(tǒng)以230MHz無線通信頻點(diǎn)為根基,運(yùn)用離散頻譜聚合技術(shù),建立健全無線通信網(wǎng)絡(luò),可以采集用電信息,對(duì)負(fù)載展開掌控,實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化,提供電力視頻和語音通信保障,有效提升工作效率,可以促進(jìn)智能配電網(wǎng)快速有效的發(fā)展。TD-LTE技術(shù)實(shí)現(xiàn)了配用電網(wǎng)業(yè)務(wù)的安全可靠傳輸,滿足配用電業(yè)務(wù)寬帶化、互動(dòng)化、智能化需求,實(shí)現(xiàn)電力通信網(wǎng)從點(diǎn)、線覆蓋向面覆蓋的跨越,解決面向用戶側(cè)最后一公里的通信網(wǎng)絡(luò)資源極其匱乏的問題。

        [1]王旭,朱慶財(cái).淺析TD-LTE的基本性能與核心技術(shù)[J].甘肅科技縱橫,2013(9).

        [2]朱長(zhǎng)國(guó).TD-LTE 無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃關(guān)鍵技術(shù)研究[J].中國(guó)新通信,2013(16).

        [3]何光宇,孫英云.智能電網(wǎng)基礎(chǔ)[M].北京:中國(guó)電力出版社,2010.

        [4]劉振亞.智能電網(wǎng)技術(shù)[M].北京:中國(guó)電力出版社,2010

        [5]孫建平,林長(zhǎng)錐.基于TD-LTE的智能配電網(wǎng)終端通信技術(shù)研究[J].電力系統(tǒng)通信,V01.33NO.237,2012.

        [6]劉鵬.TD-LTE在南網(wǎng)智能配用電通信示范區(qū)應(yīng)用[J].電力學(xué)報(bào),Vol.28No.4,2013.

        [7]侯思祖,劉瑋,葛寶來.配電通信網(wǎng)一體化管理平臺(tái)研究與設(shè)計(jì)[J].電力科學(xué)與工程,Vol.29,No.10,2013.

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