一起負控系統同頻干擾問題的解決方法

儲亞男

（國網海安縣供電公司，江蘇 海安 226600）

電力負荷管理系統采用230MHz 無線專網作為主要通信載體，全國各地電力負荷管理系統運行中的無線數傳電臺近百萬臺。230MHz 無線專網采用時分廣播方式實現信道共享，由于內外部影響因素多，故同頻干擾問題導致通信成功率下降是系統運維面臨的現實挑戰。同頻干擾的來源通常有主臺及中繼站電臺長發、終端電臺長發以及外部同頻干擾。在負控終端電臺防長發監控模塊逐步完善后終端電臺長發現象呈減少趨勢，而近年來由于電力負荷管理系統規模不斷擴大，230MHz 信道通信質量面臨著新的挑戰，比如由于頻點資源緊張，造成了地域上靠近的公司系統間相互影響。本文介紹了兩家相鄰公司同頻干擾的實際案例，首發現象是Z 公司站點數據采集發生問題，表現為夜間自動任務速度慢、成功率低，經補測又能提高采集指標。

1 干擾場強

Z 公司基站側測試了干擾信號的強度，測試值均為10dBμV/m 左右。經基礎數據、運行情況分析以及方向、場強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 系統通信成功率，三次測試平均值為92%、86%，相差6%，結果具有顯著性。

為了確認初步判斷，同時為解決問題提供支撐，先對Z 公司接收到的干擾場強進行了分析與計算。

1.1 電力負荷管理系統信道數據

1）H 公司基站數據

天線高度：80m；

發射機功率：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 公司基站數據

天線高度：75m；

接收系統天線增益：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 場強計算

1）自由空間場強E0計算

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

2）平面大地場強E平計算

收、發信電臺在視距范圍內通信時，若第一菲涅爾區內有阻擋時，可以使用大地平面場強公式計算：

即

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

用對數形式表示：

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

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

圖1 矩形修正系數圖

圖2 郊區修正因子圖

圖3 路徑損耗修正因子圖

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

5）場強波動的分析

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的，有時候甚至沒有，有時候可能還要強一些。4）中計算結果為Z公司基站接收H 公司基站無線電波在自由空間傳輸的理論值，實測值和理論值有一定偏差。

應當說明，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、環境等的變化引起傳輸介質空中對流層發生變化時，接收端的信號強度也會發生變化。從Z 公司受到的干擾信號特征來看，該信號直接通過空間傳輸到Z 公司的信號強度較弱，較強信號來源途徑應為H 公司基站通過空間對流層的散射傳輸過來的信號。因此，在變化的大氣對流層環境下，Z公司基站不同時間段可接收到波動的干擾信號。

應地方無線電委員會要求，H 公司系統改造時更換原頻點并使用目前頻點已半年以上。在運行初期的幾個月里，Z 公司負控系統并未收到明顯的干擾，系統自動任務執行正常。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，H 公司系統對Z 公司系統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。

考慮到天饋線效率、地形、介質環境如空氣濕度、溫度、遮擋、多徑反射、信號衰弱等多種因素，實際場強的數學模型較為復雜，因此場強理論與實測值有所差異應當是合理的。

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 公司信號空間波方式的傳輸。如果H 公司信號主要通過對流層散射的途徑對Z 公司系統造成影響，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 系統干擾信號下降不明顯的原因。

另外，基站的覆蓋范圍和天線高度有關，具體覆蓋面積可以通過理論測算，但和現場地形、遮擋等環境密切相關，實際覆蓋面一般通過邊界場強測試的方式確定。一般來說，75m 高的天線高度，可以滿足平原地區25～35km 的終端通信要求，但覆蓋區域內盲區和盲點一定會存在。如下降到60m，一般可以滿足20～25km 終端的通信。現在的主要問題是H 公司系統主天線正前方有四座15 層以上的高樓，樓高已達到55～60m，如果降天線高度，大樓方向信號一定會受到影響，這已在巡測結果中體現（成功率下降10%）。在此情況下，Z 公司接收到的干擾信號未有本質下降。

2.2 下調H 公司發射功率

先嘗試降低H 公司高速主站電臺發射功率，將25W 發射功率改為20W，經檢測，對對方的干擾依舊存在，繼續降低H 公司電臺發射功率，情況未改觀，降至15W 以下將降低H 公司負控系統的通信成功率。

當Z 公司基站使用效果較差的天線時，調整H公司基站電臺功率或天線高度，可使得Z 公司收不到H 公司信號。在此情況下Z 公司的通信成功率取決于該天線的實際使用效果。測試結果表明，由于天線效果較差，Z 公司自動任務執行時間和成功率未改善。

2.3 調整通信參數，解決干擾問題

采用多種組合調整H 公司基站天線高度、電臺功率，Z 系統仍能收到清晰的干擾，這時H 公司系統成功率有不同程度的下降。考慮到為滿足Z 系統的使用一味下調H 公司指標，而且實際效果不明顯，這樣將造成“Z 沒有解決，H 公司反而受到很大影響”的得不償失的結果，因此該思路無法實施。在主參數難以調整的情況下，對系統運行參數進行調整是一個新思路。

首先，H 公司增加了CAP 分配間隔，從原來的25ms 延長到現在的50ms，啟用低速令牌優先，強迫系統延長了信標發送時間，降低系統信標發送密度，并在幾個關鍵時段降低了系統優先級別，給Z公司系統以適當的通信通道和時間。

在自動任務方面優化配置：把相對不重要的自動任務從凌晨改到中午左右執行；將終端日數據召測，營銷電表數據采集等幾個重要任務從零點三十分改為一點三十分執行，給對方自動任務的執行留出了時間。

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 結論

同頻干擾直接影響系統運行，處理問題時應根據實際情況，排除終端長發以及其他頻點干擾，查找源點，采取切實可行的方案。當然，基站建設在頻點選擇時一定要仔細考慮多方面因素，避免類似現象的發生。

[1] 祁兵,唐良瑞,龔鋼軍.基于Mobitex 的電力負荷管理系統設計[J].電力系統自動化,2006,30(5): 83-86.

[2] 牛春霞,趙洋.電力負荷管理系統運行方式優化方案的探討[J].電網技術,2007,31(S1): 145-147.

[3] 張晶,韓平軍.蜂窩式電力負荷管理系統的通信組網設計[C]//中國電機工程學會電力系統自動化專委會供用電管理自動化學科組二屆三次會議論文集,2007: 202-205.

[4] 王欣,劉智國,禹成七.電力負荷管理系統的運行優化[J].電力需求側管理,2008,10(3): 29-31.

[5] 魯春生.230MHz 無線專網電力負荷管理系統防終端長發干擾解決方案[J].電力需求側管理,2008,10(5): 73 - 75.