無線通信技術(shù)在電力通信專網(wǎng)中的運(yùn)用

張 暢

（內(nèi)蒙古電力（集團(tuán)）有限責(zé)任公司阿拉善電業(yè)局，阿拉善 750306）

為了盡早實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的全自動(dòng)化發(fā)展，就需借助先進(jìn)通信技術(shù)來完成高效信息傳輸。在現(xiàn)階段，電力系統(tǒng)中建立了多種通信技術(shù)，為智能電網(wǎng)提供技術(shù)支撐，主要包括光纖通信技術(shù)、電力載波通信技術(shù)、微波通信技術(shù)、無線公網(wǎng)技術(shù)、無線專網(wǎng)技術(shù)等。隨著光纖在電力通信組網(wǎng)中的大量應(yīng)用，一旦發(fā)生自然災(zāi)害就會(huì)嚴(yán)重威脅光纜的正常使用，檢修光纜又需要特定的條件，時(shí)間也較長(zhǎng)，影響電力系統(tǒng)的正常安全運(yùn)行。而無線通信技術(shù)能有效彌補(bǔ)光纖通信的弊端，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急通信，研究它在電力通信專網(wǎng)中的運(yùn)用具有重要意義。

1 無線通信技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

第一，延時(shí)低、容量大。智能電網(wǎng)的終端數(shù)量很大，有很多都需要電力通信系統(tǒng)實(shí)時(shí)調(diào)度和支持，毫秒級(jí)低延時(shí)和大容量的無線通信技術(shù)就能充分確保電力業(yè)務(wù)實(shí)時(shí)雙通信，持續(xù)開發(fā)電力系統(tǒng)的寬帶新業(yè)務(wù)[1]。第二，覆蓋廣、損耗小。無線通信技術(shù)在郊區(qū)和農(nóng)村的覆蓋半徑是15km，在市區(qū)的覆蓋半徑時(shí)2～3km，有較強(qiáng)的終端續(xù)航能力。第三，安全性高，容易建設(shè)和維護(hù)。無線通信中的雙向鑒權(quán)和信令完整性保護(hù)、UTRAN加密等技術(shù)能確保電力通信網(wǎng)絡(luò)安全可靠，隔離安全等級(jí)不同的業(yè)務(wù)，有效保障信息安全，在建設(shè)和維護(hù)時(shí)也無需敷設(shè)光纜，只需在后續(xù)擴(kuò)容環(huán)節(jié)加裝CPE、更新數(shù)據(jù)。第四，寬帶動(dòng)態(tài)分配。無線通信技術(shù)上下行時(shí)隙的配置比較靈活，滿足電力業(yè)務(wù)需求，可直接通過業(yè)務(wù)不同的優(yōu)先級(jí)分配寬帶，提升高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)的寬帶等級(jí)。

2 電力通信專網(wǎng)對(duì)無線通信技術(shù)的運(yùn)用需求

（1）使用者抄表。在電力通信專網(wǎng)中運(yùn)用無線通信技術(shù)時(shí)，可以對(duì)電力用戶使用電能的情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并且隨著無線通信技術(shù)的延伸運(yùn)用對(duì)這些用戶實(shí)施精確化的控制，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表，節(jié)省大量人力物力財(cái)力。（2）配網(wǎng)自動(dòng)化。國(guó)內(nèi)的配網(wǎng)自動(dòng)化發(fā)展目前還處于比較薄弱的階段，對(duì)無線通信技術(shù)的運(yùn)用可以快速把電力通信專網(wǎng)覆蓋到不同的節(jié)點(diǎn)之中，大大減少電纜的用量，促使不同的電力用戶享受更有效的、全面的服務(wù)。（3）應(yīng)急有效性。通過無線通信技術(shù)的運(yùn)用，應(yīng)在電力用戶使用電路遇到危險(xiǎn)時(shí)進(jìn)行有效的應(yīng)急處理。當(dāng)發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)或光纜發(fā)生程度不同的損壞時(shí)往往難以維修，運(yùn)用無線通信網(wǎng)絡(luò)就可提供重要的應(yīng)急通信方式。（4）小范圍覆蓋。對(duì)于用電控制的變電站或電廠等區(qū)域而言，也需在電力通信專網(wǎng)中運(yùn)用無線通信技術(shù)，對(duì)其實(shí)現(xiàn)無線覆蓋控制，達(dá)到實(shí)時(shí)檢測(cè)、實(shí)時(shí)監(jiān)控的目的[2]。對(duì)于需求量較小的區(qū)域也可運(yùn)用無線通信技術(shù)，替代綜合布線系統(tǒng)，提供快速便捷的接入方式，預(yù)防浪費(fèi)資源。（5）構(gòu)建臨時(shí)方案。在構(gòu)建變電站的過程中，因電力通信專網(wǎng)建設(shè)會(huì)受到外部的施工環(huán)境、線路施工條件等因素的影響，運(yùn)用無線通信技術(shù)構(gòu)建變電站時(shí)，就不會(huì)受到這些外界因素的影響，所以構(gòu)建電力通信專網(wǎng)時(shí)也能進(jìn)一步實(shí)行有效的大范圍布局，更快捷地完成通信方案。

3 無線通信技術(shù)在電力通信專網(wǎng)中的運(yùn)用途徑

3.1 運(yùn)用思路

在電力通信專網(wǎng)建設(shè)中，為預(yù)防大量重復(fù)建設(shè)和投資，避免閑置應(yīng)急網(wǎng)絡(luò)，保證電力通信專網(wǎng)的可行性、經(jīng)濟(jì)性，就應(yīng)科學(xué)合理地選擇并運(yùn)用無線通信技術(shù)，確定科學(xué)的組網(wǎng)思路，制定合理的組網(wǎng)方案。常用的無線通信技術(shù)主要包括WiMAX、WLAN、衛(wèi)星通信等，這些技術(shù)都可以實(shí)現(xiàn)電力通信專網(wǎng)的應(yīng)急通信，只是對(duì)于配網(wǎng)自動(dòng)化通信而言只有WiMAX技術(shù)是合適的，在這里就主要考慮WiMAX技術(shù)在電力通信專網(wǎng)中的具體運(yùn)用。并且為預(yù)防發(fā)生網(wǎng)絡(luò)建設(shè)重復(fù)投資、應(yīng)急網(wǎng)絡(luò)閑置等問題，可以有機(jī)結(jié)合WiMAX、WLAN和衛(wèi)星通信等無線通信技術(shù)，同時(shí)按照光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)、微波網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)等的現(xiàn)狀，加大運(yùn)用微波網(wǎng)絡(luò)資源、光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)資源的力度，促使無線通信技術(shù)既能運(yùn)用于電力通信專網(wǎng)的應(yīng)急通信，又能在電力系統(tǒng)的日常運(yùn)行中被電力生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)所用。

3.2 運(yùn)用方案

按照上述無線通信技術(shù)的運(yùn)用思路，可以設(shè)計(jì)切實(shí)可行的電力通信專網(wǎng)的組網(wǎng)方案。即：分別在110kV和220kV變電站、供電所、附近的高山上等處建設(shè)WiMAX基站，同時(shí)在各個(gè)配網(wǎng)的接入點(diǎn)和搶修車輛、災(zāi)變現(xiàn)場(chǎng)、通信應(yīng)急需求現(xiàn)場(chǎng)等配置WiMAXCPE終端，回傳信息；結(jié)合每一個(gè)基站的實(shí)際情況，通過光纖傳輸、衛(wèi)星通信、微波通信、IP數(shù)據(jù)等無線通信技術(shù)，使基站和配網(wǎng)中心、應(yīng)急指揮中心連接，在災(zāi)變環(huán)節(jié)利用原有網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)構(gòu)建電力生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)，提供災(zāi)變現(xiàn)場(chǎng)的業(yè)務(wù)通信需求側(cè)；將無線通信技術(shù)運(yùn)用于電力通信專網(wǎng)的應(yīng)急通信，把光纖視作整個(gè)配網(wǎng)自動(dòng)化的專用通信網(wǎng)絡(luò)，為提升配網(wǎng)自動(dòng)化水平提供強(qiáng)大通信需求。

此外，WLAN是在局部范圍內(nèi)運(yùn)用無線通信技術(shù)建立的網(wǎng)絡(luò)，是結(jié)合無線通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)物，它將無線多址信道視作傳輸媒介，提供有限局域網(wǎng)LAN功能，促使電力用戶能隨時(shí)隨地自由接入寬帶網(wǎng)絡(luò)。運(yùn)用這一技術(shù)能組建其無線局域網(wǎng)，尤其是同一層樓的辦公室能實(shí)現(xiàn)無線辦公，提高傳輸速率，適應(yīng)寬帶聯(lián)網(wǎng)需要[3]。WLAN的組網(wǎng)方案就是由接入控制點(diǎn)AC、接入點(diǎn)AP、無線網(wǎng)卡和網(wǎng)絡(luò)管理構(gòu)成的。雖然Wi-Fi技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛，但它使用射頻技術(shù)發(fā)送數(shù)據(jù)、接收數(shù)據(jù)，它依舊面臨一些安全隱患，并且無線網(wǎng)絡(luò)通過無線電波把數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸出去，因而很容易受到外界攻擊，必須加強(qiáng)安全防范。

4 結(jié)束語

建設(shè)電力無線通信專網(wǎng)是一個(gè)復(fù)雜的、系統(tǒng)性的工程，關(guān)系到方方面面的工作，需要相關(guān)部門及單位通力配合，明確在電力通信專網(wǎng)中運(yùn)用無線通信技術(shù)的需求，確定科學(xué)合理的運(yùn)用思路，制定優(yōu)良的運(yùn)用方案，充分體現(xiàn)無線通信技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，從而在電力系統(tǒng)運(yùn)行的各個(gè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用無線通信技術(shù)，滿足數(shù)據(jù)安全、數(shù)據(jù)高速交互等需求，提高電力無線通信專網(wǎng)應(yīng)用水平。