安徽四創(chuàng)電子股份公司 王 偉 梁本仁

WiMAX技術(shù)在配網(wǎng)通信中的應用研究

安徽四創(chuàng)電子股份公司 王 偉 梁本仁

該論文主要就WiMAX技術(shù)在配網(wǎng)通信中的應用進行研究，針對不同設備的優(yōu)缺點，提出二級組網(wǎng)的方法，即一級主干網(wǎng)絡傳輸使用安徽四創(chuàng)電子股份公司生產(chǎn)的SunMAX3500設備，該設備為點對多點可視傳輸設備，其傳輸帶寬可達16Mbps以上，二級網(wǎng)絡使用SunMAX230設備，該設備具有很強的繞射能力，其傳輸帶寬約為150kbps，該組合取兩設備的優(yōu)勢，有效的解決了在復雜環(huán)境下的配網(wǎng)通信問題，且架設方便，成本低。

WiMAX；配網(wǎng)通信；二級組網(wǎng)；智能電網(wǎng)

引言

電力是與國家安全及每個家庭生活質(zhì)量息息相關(guān)，國家對供電可靠性與供電質(zhì)量提出越來越高的要求。中國國家電網(wǎng)在《智能電網(wǎng)發(fā)展計劃》中強調(diào)建設智能電網(wǎng)是“十二五”工作的主要工作，當前老的配電網(wǎng)在數(shù)據(jù)采集過程中主要還是依靠人工到各個開閉所查詢數(shù)據(jù)后匯總上報，實時性與可靠性均很難得到保障，也不滿足國家對電力日益發(fā)展的需要；在新電網(wǎng)建設或者老城區(qū)電網(wǎng)改造中，很多地方有線通信施工困難、成本高，在該情況下，采用二級組網(wǎng)的通信方式具有施工簡單、周期短的特點，有效的降低了人工成本。

1 系統(tǒng)介紹

電力公司各開閉所一般都建在小區(qū)當中，周圍環(huán)境比較復雜，與電力公司之間一般均為非視距。高速率的無線設備使用頻點較高，不具備非視距傳輸能力，具備非視距傳輸能力的無線設備一般速率較低。

考慮到以上因素，決定采用二級組網(wǎng)的方式進行數(shù)據(jù)傳輸。開閉所的數(shù)據(jù)一般在10kbs以內(nèi)，一級傳輸采用工作頻點在230MHz的SunMAX230設備作為開閉所到中轉(zhuǎn)站之間的傳輸設備，SunMAX230設備的傳輸速率在150kbps左右，滿足需求；二級傳輸是從中轉(zhuǎn)站到電力公司，采用SunMAX3500作為傳輸設備，該設備最大傳輸速率在16Mbps以上，該設備遵守WiMAX IEEE802.16-2004協(xié)議，滿足電力公司對數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋Ｃ芤蟆?/p>

當前，所有變電站均已有光纖與電力公司控制中心相連，因此只需將開閉所、箱變等采集數(shù)據(jù)傳輸?shù)阶冸娬荆偻ㄟ^光纖將采集數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娏究刂浦行?。該系統(tǒng)連接圖示意圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)連接示意圖

由于數(shù)據(jù)采集點較為分散，且周圍環(huán)境復雜，因此使用二級組網(wǎng)方式進行傳輸。如圖1所示：SunMAX230CPE具備繞射傳輸能力，用于開閉所、箱變的數(shù)據(jù)采集，5-10個SunMAX230CPE數(shù)據(jù)采集點匯集到一個SunMAX230BS（SunMAX230基站）上，SunMAX230BS與SunMAX3500CPE（SunMAX3500用戶端）直連，5-10個SunMAX3500CPE將數(shù)據(jù)匯集到一個SunMAX3500BS（SunMAX3500基站）上。這樣一套系統(tǒng)可完成對100個點左右的開閉所、箱變數(shù)據(jù)采集，同時滿足SunMAX230CPE架設點的其他總帶寬在16M以內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸需求，如視頻點播、OA辦公等，后期如與WIFI熱點相連，可滿足數(shù)據(jù)上傳、電力巡檢等工作需求。

2 實際使用案例及測試結(jié)果分析

2.1 SunMAX3500測試

按照圖2所示，建立起一級組網(wǎng)中SunMAX3500測試環(huán)境：

圖2 一級組網(wǎng)測試示意圖

其中，SunMAX3500基站架設在某小區(qū)20樓，用戶端架設在四創(chuàng)公司辦公樓6樓，兩者之間距離約為5km，無遮擋。

測試參數(shù)：BS：RF DL Channel [kHz]：3550000

Tx Output Power[dBm]：0

Reference RSSI [dBm]：-65

Channel Size [MHz]：7

Guard Interval：1/16

Frame Duration [ms]：10

Dl Ratio [%]：58

CPE：RF Scan Start Frequency：3550000

RF Scan Stop Frequency：3550000

Channel Bandwidth：7MHz

測試工具：Chariot V5.40

測試結(jié)果如圖3所示。

圖3 一級組網(wǎng)流量測試結(jié)果

在Chariot測試軟件上選擇TCP協(xié)議Throughput腳本，上下行兩個方向同時測試。測試流量結(jié)果如圖3所示，其中上、下行流量分別為：8.286Mbps、8.281Mbps，總流量為16.567Mbps。

2.2 二級組網(wǎng)測試

按照圖4所示，建立起二級網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)，其中，SunMAX230BS與SunMAX230CPE之間距離1km左右，兩者之間存在大量樹木、高樓等，完全遮擋。二級傳輸?shù)幕九c一級傳輸用戶端之間通過網(wǎng)線直接連接，二級傳輸用戶端與數(shù)據(jù)采集點之間通過485線連接。二級傳輸用戶端內(nèi)嵌IEC1107規(guī)約、DLT645-1997規(guī)約的協(xié)議解析模塊，可以直接解析處符合規(guī)約的智能終端，測試時，使用的電表型號為：蘭吉爾ZMD405CT44.0007S2、松鶴DTSF446。

圖4 二級網(wǎng)絡測試示意圖

電力公司控制中心有監(jiān)測點與SunMAX3500BS相連，通過上位機測試軟件或通過電力測試標準軟件，可以讀出被測終端的實時數(shù)據(jù)，經(jīng)過長期測試，在雨、雪環(huán)境下，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，數(shù)據(jù)傳輸正常。

3 結(jié)束語

城市環(huán)境下，電力公司對開閉所、箱變等終端自動數(shù)據(jù)采集率不高，利用人工數(shù)據(jù)采集費時費力，且準確度不高。本文中介紹的二級組網(wǎng)方式進行自動數(shù)據(jù)采集，利用了不同頻點無線傳輸設備各自的優(yōu)點，具有部署方便、傳輸距離遠的特點，且后期對SunMAX230CPE深入開發(fā)，利用其傳輸速率高的特點，開發(fā)出多種適合電力工作流程需要的模塊，如oa辦公、電力巡檢等。

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Study on the Application of WiMAX Technology for Distribution Communication

Wang Wei,Liang Benren
(SUN CREATE ELECTRONICS,ANHUI,HEFEI)

The main study is the application of wimax technology for distribution communication,Focusing on the traits of different equipments,2-Step networks is proposed.The first step,SunMAX3500 which can be used by point-to-multipoint、sight transmission mood is used,it is produced by Anhui Suncreate company,and its maximum speed is over 16Mbps.The second step,SunMAX230 which does well in diffraction transmission.Summarized the advantages of the two equipments,2-Step networks effectively resolve the problem of distribution communication in complex environment,which can be wildly used foreground with easy setup and low cost.

WiMAX;Distribution Communication;2-Step Networks;Intelligent Power Network