儲(chǔ)亞男

（國網(wǎng)海安縣供電公司，江蘇 海安 226600）

電力負(fù)荷管理系統(tǒng)采用230MHz 無線專網(wǎng)作為主要通信載體，全國各地電力負(fù)荷管理系統(tǒng)運(yùn)行中的無線數(shù)傳電臺(tái)近百萬臺(tái)。230MHz 無線專網(wǎng)采用時(shí)分廣播方式實(shí)現(xiàn)信道共享，由于內(nèi)外部影響因素多，故同頻干擾問題導(dǎo)致通信成功率下降是系統(tǒng)運(yùn)維面臨的現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)。同頻干擾的來源通常有主臺(tái)及中繼站電臺(tái)長發(fā)、終端電臺(tái)長發(fā)以及外部同頻干擾。在負(fù)控終端電臺(tái)防長發(fā)監(jiān)控模塊逐步完善后終端電臺(tái)長發(fā)現(xiàn)象呈減少趨勢，而近年來由于電力負(fù)荷管理系統(tǒng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，230MHz 信道通信質(zhì)量面臨著新的挑戰(zhàn)，比如由于頻點(diǎn)資源緊張，造成了地域上靠近的公司系統(tǒng)間相互影響。本文介紹了兩家相鄰公司同頻干擾的實(shí)際案例，首發(fā)現(xiàn)象是Z 公司站點(diǎn)數(shù)據(jù)采集發(fā)生問題，表現(xiàn)為夜間自動(dòng)任務(wù)速度慢、成功率低，經(jīng)補(bǔ)測又能提高采集指標(biāo)。

1 干擾場強(qiáng)

Z 公司基站側(cè)測試了干擾信號(hào)的強(qiáng)度，測試值均為10dBμV/m 左右。經(jīng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、運(yùn)行情況分析以及方向、場強(qiáng)值等排查初步確定為H 公司基站干擾所致。為明確干擾影響程度，在停用、啟用H 公司高速基站的條件下巡測了Z 系統(tǒng)通信成功率，三次測試平均值為92%、86%，相差6%，結(jié)果具有顯著性。

為了確認(rèn)初步判斷，同時(shí)為解決問題提供支撐，先對Z 公司接收到的干擾場強(qiáng)進(jìn)行了分析與計(jì)算。

1.1 電力負(fù)荷管理系統(tǒng)信道數(shù)據(jù)

1）H 公司基站數(shù)據(jù)

天線高度：80m；

發(fā)射機(jī)功率：Pt=25W；

天線增益：Gt=8dB；

饋線損耗：Lt=0.05×80+0.5×2=5dB（DF-12D型饋線80m，0.05dB/m，饋線接頭0.5×2dB）。

2）Z 公司基站數(shù)據(jù)

天線高度：75m；

接收系統(tǒng)天線增益：Gr=8dB；

饋線損耗：Lr=0.05×100+0.5×2=6dB（DF-12D型饋線100m，0.05dB/m，饋線接頭0.5×2dB）；

通信距離d=100km。

1.2 場強(qiáng)計(jì)算

1）自由空間場強(qiáng)E0計(jì)算

式中，Pt為發(fā)射機(jī)輸出功率，W；Gt為基站天線增益，dB；d為通信距離，km。

2）平面大地場強(qiáng)E平計(jì)算

收、發(fā)信電臺(tái)在視距范圍內(nèi)通信時(shí)，若第一菲涅爾區(qū)內(nèi)有阻擋時(shí)，可以使用大地平面場強(qiáng)公式計(jì)算：

即

式中，Pt為發(fā)射機(jī)輸出功率，W；ht為發(fā)射機(jī)天線高度，m；hr為接收機(jī)天線高度，m；λ為波長，m；d為通信距離，km。

用對數(shù)形式表示：

3）若在電波傳播路徑上有阻礙物存在時(shí)，將會(huì)引起附加損耗，此時(shí)應(yīng)先求出附加損耗（Δβ）：

式中，K為矩形修正系數(shù)，查圖1為0dB；Kt為郊區(qū)修正因子，查圖2為7dB；Kz為路徑損耗修正因子，查圖3為54dB。 則

圖1 矩形修正系數(shù)圖

圖2 郊區(qū)修正因子圖

圖3 路徑損耗修正因子圖

4）計(jì)算Z 公司所接收到的H 公司大地平面場強(qiáng),計(jì)及附加損耗，由式（1）至式（4），有

5）場強(qiáng)波動(dòng)的分析

Z 基站測得的干擾值為10dBμV/m 左右。觀察表明，Z 基站收到的干擾值是波動(dòng)的，有時(shí)候甚至沒有，有時(shí)候可能還要強(qiáng)一些。4）中計(jì)算結(jié)果為Z公司基站接收H 公司基站無線電波在自由空間傳輸?shù)睦碚撝?，?shí)測值和理論值有一定偏差。

應(yīng)當(dāng)說明，除了空間波傳輸外，230M 頻段傳輸路徑還存在對流層散射、繞射等多種傳輸途徑。其中，因氣候、環(huán)境等的變化引起傳輸介質(zhì)空中對流層發(fā)生變化時(shí)，接收端的信號(hào)強(qiáng)度也會(huì)發(fā)生變化。從Z 公司受到的干擾信號(hào)特征來看，該信號(hào)直接通過空間傳輸?shù)絑 公司的信號(hào)強(qiáng)度較弱，較強(qiáng)信號(hào)來源途徑應(yīng)為H 公司基站通過空間對流層的散射傳輸過來的信號(hào)。因此，在變化的大氣對流層環(huán)境下，Z公司基站不同時(shí)間段可接收到波動(dòng)的干擾信號(hào)。

應(yīng)地方無線電委員會(huì)要求，H 公司系統(tǒng)改造時(shí)更換原頻點(diǎn)并使用目前頻點(diǎn)已半年以上。在運(yùn)行初期的幾個(gè)月里，Z 公司負(fù)控系統(tǒng)并未收到明顯的干擾，系統(tǒng)自動(dòng)任務(wù)執(zhí)行正常。5月以后，H 公司對Z公司的干擾影響整體上逐步加劇，可以推測在冬季氣溫較低時(shí)，H 公司系統(tǒng)對Z 公司系統(tǒng)影響較小或基本無影響；而氣溫升高后影響整體上逐步加大并有波動(dòng)。

考慮到天饋線效率、地形、介質(zhì)環(huán)境如空氣濕度、溫度、遮擋、多徑反射、信號(hào)衰弱等多種因素，實(shí)際場強(qiáng)的數(shù)學(xué)模型較為復(fù)雜，因此場強(qiáng)理論與實(shí)測值有所差異應(yīng)當(dāng)是合理的。

2 處理過程

2.1 降低H 公司天線高度

降天線高度的方式主要影響H 公司信號(hào)空間波方式的傳輸。如果H 公司信號(hào)主要通過對流層散射的途徑對Z 公司系統(tǒng)造成影響，那么天線下降15m后對流層散射傳輸情況仍將存在，這也說明為什么H公司天線下降后Z 系統(tǒng)干擾信號(hào)下降不明顯的原因。

另外，基站的覆蓋范圍和天線高度有關(guān)，具體覆蓋面積可以通過理論測算，但和現(xiàn)場地形、遮擋等環(huán)境密切相關(guān)，實(shí)際覆蓋面一般通過邊界場強(qiáng)測試的方式確定。一般來說，75m 高的天線高度，可以滿足平原地區(qū)25～35km 的終端通信要求，但覆蓋區(qū)域內(nèi)盲區(qū)和盲點(diǎn)一定會(huì)存在。如下降到60m，一般可以滿足20～25km 終端的通信?，F(xiàn)在的主要問題是H 公司系統(tǒng)主天線正前方有四座15 層以上的高樓，樓高已達(dá)到55～60m，如果降天線高度，大樓方向信號(hào)一定會(huì)受到影響，這已在巡測結(jié)果中體現(xiàn)（成功率下降10%）。在此情況下，Z 公司接收到的干擾信號(hào)未有本質(zhì)下降。

2.2 下調(diào)H 公司發(fā)射功率

先嘗試降低H 公司高速主站電臺(tái)發(fā)射功率，將25W 發(fā)射功率改為20W，經(jīng)檢測，對對方的干擾依舊存在，繼續(xù)降低H 公司電臺(tái)發(fā)射功率，情況未改觀，降至15W 以下將降低H 公司負(fù)控系統(tǒng)的通信成功率。

當(dāng)Z 公司基站使用效果較差的天線時(shí)，調(diào)整H公司基站電臺(tái)功率或天線高度，可使得Z 公司收不到H 公司信號(hào)。在此情況下Z 公司的通信成功率取決于該天線的實(shí)際使用效果。測試結(jié)果表明，由于天線效果較差，Z 公司自動(dòng)任務(wù)執(zhí)行時(shí)間和成功率未改善。

2.3 調(diào)整通信參數(shù)，解決干擾問題

采用多種組合調(diào)整H 公司基站天線高度、電臺(tái)功率，Z 系統(tǒng)仍能收到清晰的干擾，這時(shí)H 公司系統(tǒng)成功率有不同程度的下降?？紤]到為滿足Z 系統(tǒng)的使用一味下調(diào)H 公司指標(biāo)，而且實(shí)際效果不明顯，這樣將造成“Z 沒有解決，H 公司反而受到很大影響”的得不償失的結(jié)果，因此該思路無法實(shí)施。在主參數(shù)難以調(diào)整的情況下，對系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行調(diào)整是一個(gè)新思路。

首先，H 公司增加了CAP 分配間隔，從原來的25ms 延長到現(xiàn)在的50ms，啟用低速令牌優(yōu)先，強(qiáng)迫系統(tǒng)延長了信標(biāo)發(fā)送時(shí)間，降低系統(tǒng)信標(biāo)發(fā)送密度，并在幾個(gè)關(guān)鍵時(shí)段降低了系統(tǒng)優(yōu)先級(jí)別，給Z公司系統(tǒng)以適當(dāng)?shù)耐ㄐ磐ǖ篮蜁r(shí)間。

在自動(dòng)任務(wù)方面優(yōu)化配置：把相對不重要的自動(dòng)任務(wù)從凌晨改到中午左右執(zhí)行；將終端日數(shù)據(jù)召測，營銷電表數(shù)據(jù)采集等幾個(gè)重要任務(wù)從零點(diǎn)三十分改為一點(diǎn)三十分執(zhí)行，給對方自動(dòng)任務(wù)的執(zhí)行留出了時(shí)間。

通過以上方法，最終Z 公司與H 公司同頻干擾的問題得以解決。

3 結(jié)論

同頻干擾直接影響系統(tǒng)運(yùn)行，處理問題時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，排除終端長發(fā)以及其他頻點(diǎn)干擾，查找源點(diǎn)，采取切實(shí)可行的方案。當(dāng)然，基站建設(shè)在頻點(diǎn)選擇時(shí)一定要仔細(xì)考慮多方面因素，避免類似現(xiàn)象的發(fā)生。

[1] 祁兵,唐良瑞,龔鋼軍.基于Mobitex 的電力負(fù)荷管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2006,30(5): 83-86.

[2] 牛春霞,趙洋.電力負(fù)荷管理系統(tǒng)運(yùn)行方式優(yōu)化方案的探討[J].電網(wǎng)技術(shù),2007,31(S1): 145-147.

[3] 張晶,韓平軍.蜂窩式電力負(fù)荷管理系統(tǒng)的通信組網(wǎng)設(shè)計(jì)[C]//中國電機(jī)工程學(xué)會(huì)電力系統(tǒng)自動(dòng)化專委會(huì)供用電管理自動(dòng)化學(xué)科組二屆三次會(huì)議論文集,2007: 202-205.

[4] 王欣,劉智國,禹成七.電力負(fù)荷管理系統(tǒng)的運(yùn)行優(yōu)化[J].電力需求側(cè)管理,2008,10(3): 29-31.

[5] 魯春生.230MHz 無線專網(wǎng)電力負(fù)荷管理系統(tǒng)防終端長發(fā)干擾解決方案[J].電力需求側(cè)管理,2008,10(5): 73 - 75.