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【摘要】隨著我國經濟的快速發(fā)展，各行各業(yè)都得到了前所未有的進步，尤其是無線通信行業(yè)，伴隨著智能電網技術的出現，對電力系統(tǒng)中各種信號的安全性和可靠性提出了更高的要求，電力無線專用網應運而生，基于lte230的電力無線通信專網具有結構簡單、傳輸效果好等優(yōu)點，受到了國內外學者的廣泛關注。本文首先介紹了電力無線專網的發(fā)展現狀，然后結合實際案例給出了基于LTE230系統(tǒng)的電力無線通信專網，希望本文的工作能為從事相關工作的人員提供一定的指導和幫助。

【關鍵詞】電力無線通信技術；LTE230；安全性；可靠性

引言

LTE技術即為4G長期演進技術，該技術為無線專網中處于關鍵位置，現階段共包含兩種傳輸制式，分別為FDD-LTE、TD-LTE無線系統(tǒng)標準，國內應用最廣泛的為第二種，因此在該點的研究也非常的多，雖然取得了一定的成果，但仍然存在著值得研究的點。電力專網按照覆蓋范圍的不同分為三種：分別為電力廣域網、局域網、家庭域網電力專網，對于廣域網包含控制、測量、保護功能，電價變更、自動化裝置分布和數據讀取均為雙向傳輸，實際的網絡應用中常將無線通信和有線通信結合在一起，從而獲得較大的效益，

1電力無線專網發(fā)展現狀分析

智能配電網業(yè)務終端分布廣，在通信領域，我們知道光纖通信方式非常有優(yōu)勢，但是它部署的難度比較大，且會花費大量的資金，并不能滿足海量配用終端覆蓋，伴隨著無線寬帶通信技術的發(fā)展，電力有線光纖通信成為了重要通信手段，在電力配電、用電等業(yè)務應用無線通信技術已經得到了廣泛關注，現在的電力通信業(yè)務更多會考慮無線通信來作為傳輸載體。配電和用電網絡中多租賃電信運營商的無線通信手段，如GPRS、CDMA，雖然電力部門采用這種通信方式，不需要進行網絡部署和維護工作，僅僅需要給運營商繳納一些租賃費用，然而該數據傳輸業(yè)務是具有優(yōu)先級，不能滿足電力各類信號的傳輸，尤其是在國網要求信息的時效性、準確性背景下，采用這類技術已經不能滿足實際的需求，建設無線專用智能電力通信已經成為了發(fā)展的方向。LTE230系統(tǒng)是一種比較常用的通信系統(tǒng)，該頻段為230MHz，其具有覆蓋距離遠、后期維護成本低等。此外，值得一提的是采用該頻段有國家無線電管理委員會的特殊政策，根據《關于印發(fā)民用超短波遙測、遙控、數據傳輸業(yè)務頻段規(guī)劃的通知》的規(guī)定，電力行業(yè)可以擁有230MHz的頻點有40多個，為此，該系統(tǒng)應用在電力行業(yè)具有非常明顯的優(yōu)勢，結合4GLTE技術和優(yōu)勢，電力配用電領域有很高的價值。物聯(lián)網包括傳感網絡、傳輸網絡、應用網絡三部分。傳感網絡由各種具有感知能力的設備組成，包括攝像頭、GPS、傳感器和M2M終端、傳感器網絡和傳感器網關等設備，在這一部分主要實現感知和識別物體，采集和捕獲電力使用場景所產生的相關信息。傳輸網絡將傳感網絡所獲取的相關數據信息通過嫁接了智能電表的電力載波通訊網絡與互聯(lián)網形成的融合網絡，實現信息傳遞和處理。應用網絡通過物聯(lián)網綜合處理平臺與行業(yè)專業(yè)應用結合，實現廣泛智能化的解決方案集。

2基于LTE230系統(tǒng)的電力無線通信專網

目前的電力無線通信專網系統(tǒng)包含數傳電臺、LTE230系統(tǒng)、無線寬帶通信等技術，電力無線專網技術則需要深入考慮以下幾個方面，即單基站覆蓋半徑、電力業(yè)務的適用性、各通道的傳遞速率。傳統(tǒng)意義的230數傳電臺和LTE230系統(tǒng)并不一致，然而卻只能支持低速率數據傳輸，并不能滿足現階段智能電網的發(fā)展需求，現階段，大部分無線通信寬帶工作的頻率為1800MHz，其傳輸能力非常強，但也存在很多缺點如運行維護費用太高、單站覆蓋能力偏弱等，由于設計采用的是通用標準，和電力業(yè)務的結合度偏低。為了這類問題的出現，LTE230系統(tǒng)從以上缺點考慮，充分結合電力行業(yè)的需求，其具有覆蓋范圍廣、傳輸能力強，可以滿足電力行業(yè)定制等優(yōu)點，因此在電力配用電系統(tǒng)中應用廣泛。

2.1230MHz專網采用的230MHz專網終端，具有運行費用比較低、安全系數比較高、保密性強等，不僅有控制終端設備的關鍵點，且為通信網絡資源。對于230MHz的無線專網來說，對于專用頻點而言選用的頻譜范圍為233~235Hz，這段頻率不僅僅應用在采集信息系統(tǒng)中，而且還能夠應用在配電自動化業(yè)務中。230MHz的信道組網劃分采用兩種形式，分別為自組網微蜂窩、宏蜂窩，后一種方式時目前組網中最常用的一種，對于單個基站來說，它的發(fā)射功率一般低于50W，通常為25W，具備覆蓋面積廣，經過科學測算，該面積可以達到4萬m，相對于一些大中型的用戶終端則相應的選用負荷監(jiān)控。而前者的功率非常小，通常為3W，這類方式雖然覆蓋范圍不大，但降低了信通網絡維護技術要求，極大地縮短了組網的費用，加上應用了GPRS等一系列通信網，因此具備了組網簡單靈活、安裝方便，這兩種組網方式都有一定的優(yōu)點和缺點，在實際采用的過程中往往需要根據實際的需求，因地制宜，以此采取科學合理的方法，保證電力無線通信專網傳輸既快速、又方便，從而在電力系統(tǒng)通信系統(tǒng)中的應用將更加受歡迎。

2.2LTE技術所謂的LTE則是由3GPP組織根據需要制定的，這個標準為UMTS技術穩(wěn)步持續(xù)演進，它的核心構架是4G技術，與此同時也是電力無線專網最常用的技術，通過扁平化網絡、MIMO、OFDM等技術的應用可以明顯提升其服務效果。正交頻分系統(tǒng)技術應用的信號調制方式和多地址模式，不但能夠使頻域調度自適應，且有非常強的頻譜效率，可以消除無線網絡，并靈活的應用各種資源。多天線技術可以實現用戶數據的自動分解，通過設置多個狀態(tài)的數據，使其在一定的寬帶范圍內，采用多個天線同時進行發(fā)送，經過無線電通道以后，通過多個天線進行同時發(fā)射，這樣就會被多個天線動態(tài)接收，后期便逐漸形成了源數據流。在LTE內置多個接入網來說，它的網絡構架呈現扁平化，在多個功能模塊中進行了集成操作，方便同時管理多個小區(qū)，同時改善了用戶的體驗感覺，除此之外，有效的降低了系統(tǒng)復雜程度，網絡節(jié)點也逐漸降低，系統(tǒng)時延性明顯減少，同時降低了系統(tǒng)的總體成本，使電力無線通信專網更加經濟。

2.3FDD-LTE230技術在標準的分類中，LTE標準主要支持兩種模式，包含TD-LTE、FDD-LTE，這里所說的頻分雙工即為TD-LTE，本質上就是處在兩個方向之上，采用差異頻率來達到信號的發(fā)射模式，而采用后者FDD-LTE為兩個方向的發(fā)射，通過應用不同的時間，根據使用的頻率來實現信號的雙工發(fā)射。當然，由于采用電力專用230MHz的頻段僅為離散狀態(tài)下的幾個單頻和30個雙頻點，此時的寬帶為25kHz，在實際的應用中，為了滿足相應的要求，通常會將公用頻段733~2170MHz的上下行鏈路分別結合，達到相互促進補充的目的，讓整個電網工程保持穩(wěn)定的運行。大量的實踐表明，在系統(tǒng)中廣泛應用FDD-LTE技術可以對各地區(qū)進行大范圍的覆蓋，這樣來使各種增值業(yè)務穩(wěn)步實現，在智能電網中信號覆蓋的范圍往往比較大，需要及時的進行調整和補充，這類內容包括智能電網的眾多基礎性業(yè)務，如可視化移動資產、用電信息采集、各類配網裝置和負荷管理。為了使電力無線通信網技術的優(yōu)點得到比較充分的發(fā)揮，常常將混合組網和專網頻段進行充分的結合，才可以保證智能電網的安全性和可靠性，從而實現整體的覆蓋，為后期網絡的順利進行提供一定的基礎。

3案例分析

普天技術將新一代移動信息通信技術、網絡和終端產品與電力信息化應用緊密結合，基于電網授權使用的230MHz頻段，深度定制出具有知識產權的“TD-LTE230無線寬帶通信系統(tǒng)”，為用戶大幅度降低建設和維護投入、提供靈活高效的無線傳輸方案以及多業(yè)務集成解決方案，應用于智能電網工業(yè)監(jiān)測等多個領域，使電力突破發(fā)展瓶頸。該系統(tǒng)采用OFD-MA、載波聚合、頻譜感知、自適應編碼調制、同頻組網、HARQ、軟件無線電、空口頭壓縮、動態(tài)資源分配等關鍵技術，承載配用電計量自動化、配網自動化等主營業(yè)務，同時順應未來發(fā)展趨勢，可擴展承載視頻傳輸、移動辦公等增值業(yè)務，廣泛用于發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調度等各個環(huán)節(jié)，有效解決電力生產的技術問題。2013年，張家口地區(qū)LTE230無線寬帶專網試點建設項目正式啟動，工程同時對試點區(qū)域內原運行在無線公網上的采集終端通信方式進行改造，逐步把相關采集業(yè)務轉移到LTE230無線專網上。系統(tǒng)包括了核心網、網管系統(tǒng)各一套，基站設備三套。在公司營銷大樓頂建一個基站，實現城區(qū)核心區(qū)域覆蓋；在宣化縣公司樓頂建一個基站，覆蓋以該站點為中心，方圓5～6km的縣城區(qū)域；市區(qū)人頭山頂建一個基站，覆蓋周邊9km內山區(qū)區(qū)域。基站通過電力光纖直拉方式、電力光纖專網和數字微波等多種通信方式接入位于公司營銷大樓通信機房的核心網和網管系統(tǒng)。LTE230寬帶專網通過覆蓋城區(qū)、縣城、山區(qū)等不同地形，驗證LTE230無線專網系統(tǒng)在不同地域支撐電力業(yè)務的特性。

4結束語

通過應用LTE230技術，可以衍生出一系列的無線專用網技術如FDD-LTE230，利用公用無線通信頻段和230MHz的電力網絡頻段混合應用，不但可以到達預期的效果，而且能夠使LTE230技術得到充分的發(fā)揮，隨著該終端應用的領域越來越寬，其終端數量規(guī)?；潭仍絹碓酱?，在電力業(yè)務中的智能化建設更加明顯，未來該技術將變得更加廣泛，在使用LTE230技術中，需要給與高度重視，加強研究。

作者:孫司予 單位:四川電力設計咨詢有限責任公司