智能配電網中無線通信技術的運用分析

林超智，吳欽瑩

國網寧德供電公司，福建 寧德 352100）

1 無線通信技術概述

1.1 內 涵

無線通信技術指借助電磁波信號建立信息傳播模式，從而實現自由空間內信息的傳播交互和管理。相較于傳統應用體系，智能配電網在運行環境中要完成分布式電源的接入處理，為此要充分融合無線通信技術，借助技術的自愈、保護等功能來建立更加完整的信息處理控制模式。

1.2 技術應用優勢

（1）無線通信技術的項目成本較低。在傳統通信技術安裝作業中，要配合土工作業敷設大量的電纜設備，增加了項目成本。此外，電纜傳輸存在傳輸速度受限、靈活性不足等問題。而無線通信安裝作業中，僅需要設置信號接收器就能完成信號的收集和傳遞，這大大縮減了項目的投資成本，同時為信息實時交互管理控制提供保障，更好地滿足用戶的實際需求。

（2）無線通信技術輻射范圍廣。在實際作業中，只需安裝配套的信號接收器和設施，就能實現大范圍的信號傳輸處理。相較于傳統技術模式，無線通信技術方案不易受外界因素的影響，在滿足覆蓋要求的同時，建立長時間通信管理控制模式，最大限度上滿足特殊區域用戶的通信需求[1]。

（3）無線通信技術的擴展性較好。在安裝處理應用方案時，能有效提高用戶整體用電水平，為電力資源平衡化分配提供保障。同時，該技術擴展性較好，能夠構建更加科學合理的技術應用管理體系，為經濟落后地區的配電網絡協同發展提供保障。

相較于傳統有線敷設的技術模式，無線通信技術突破了技術瓶頸，成功構建覆蓋面更廣、作業成本更低、控制管理更加便利的技術體系，為智能配電網規劃管理工作的全面落實提供支持。

2 智能配網中無線通信技術的應用規劃

2.1 整體技術規劃

在無線通信技術應用體系中，無線局域網（Wireless LAN，WLAN）技術、5G 技術、無線網狀網（Wireless Mesh Network，WMN）技術等是主要的技術表現形式，利用不同的技術方案，共同打造完整的無線通信技術運行管理平臺。

（1） 移動數據業務（General Packet Radio Service，GPRS）技術。在無線分組數據業務處理環節能提供相應的數據傳輸服務，并且保證數據傳輸效率滿足實際應用需求，共同構建較為完整的應用控制體系，維持用戶端對端分組管理的基本水平[2]。GPRS 技術支持智能配網系統規范化落實相關工作，使用者無須投入基礎設施的建設費用，只需在每個測量點安裝對應的終端設備就能進行數據的富集化管理。GPRS 技術能有效提高信息傳輸交互的安全性，滿足IP 網絡安全運行管理需求。GPRS 技術支持實時性數據管理，整體丟包率僅為0 ～10%，提高了信息交互的可靠性。與此同時，在無線通信技術的應用過程中，如果網絡用戶數量達到一定的數量級，則頻段資源會利用競爭處理模式優化配置效果，有效減少網絡波動造成的影響。

（2） 基礎模塊化架構（B-segment Modular Architecture，BMA）技術。BMA 技術本身屬于無線寬帶技術，能夠滿足配電自動化延時寬帶要求，建立較為合理的技術交互控制模式。BMA 部署較為便捷，能實現無線廣域網、城域網、局域網以及個人域網的部署分型，在滿足信息交互標準的同時最大限度的減少資源損耗。最關鍵的是，BMA 技術能對微電網孤島控制和分布式能源予以保護處理，維持無線通信技術運行環境的穩定性，提升智能配網信息管理效果[3]。

2.2 組網規劃

基于無線通信技術的應用優勢，要將其有效融合在智能配電體系中，還需整合具體組網應用要點，建立健全完整的技術控制模式，以保證相關聯信息都能逐步落實，保證數據應用管理的科學性。配電終端需要通過傳輸控制協議/網絡協議（Transmission Control Protocol/Internet Protocol，TCP/IP）數據平臺與主站進行無線連接。

（1）建立完整的內置無線傳輸模塊應用管理體系，配合相應模塊的設置和處理，搭建能實現無線數據實時性交互控制的管理模式，減少信息覆蓋面不足所造成的影響，維護各個模塊之間信息交流管理的科學性。

（2）建立基于串口外置的無線傳輸管理體系，維持連接的合理性和可控性，并依據電力二次系統安全防護規定的具體要求，保證智能配電系統歸屬穩定且合理[4]。例如，基于電力系統應用管理要求，對智能配電網進行安全分區，按照網絡專用分區、橫向隔離和縱向認證并行的方式構建控制體系，提高階段性無線通信網絡應用管理控制工作的運行水平。智能配電網無線通信技術組網結構如圖1 所示。

3 智能配網中無線通信技術的應用內容

基于無線通信技術的優勢作用，將其應用在智能配網中，可以搭建較為合理的技術運行管理模式，更好地提升智能配電網統籌管理質量，為電力系統協同進步創設良好的技術平臺。

3.1 變電站自動化控制

配電網要想積極落實智能化發展規劃，就要結合運行服務要求落實相應的技術方案，共同維系技術控制效能，保證統籌管理的科學性。與此同時，變電站的主要功能之一就是調節輸電線路電壓和潮流，利用無線通信技術打造更加合理的變電站控制模式，配合相關設備及時進行電力數據的匯總，將其應用在變電站控制體系內，匹配以太網運行模式和無線局域網控制模式，保證數據傳輸管理的合理性[5]。

另外，在應用無線通信技術的過程中，要設置專用的數據傳感器，在完成數據收集的同時，將其直接傳導到電力控制中心，以維持信息匯總管理的及時性和規范性。控制中心的相關工作人員在分析數據信息的同時，會對整個地區用電情況予以調整，并合理分配用電量，保證傳感器能將獲取到的信息直接傳輸到相關終端設備，維持智能化配電網運行管理的平衡，也為各地區平衡用電提供支持，保證電力資源均衡分配。

3.2 自動抄表系統

在傳統配電網電力系統數據收集工作中，受線路鋪設模式的限制，在數據收集方面要耗費大量的人力物力。而在應用無線通信技術后，不僅能支持電力系統建構更加精準化的數據管理模式、維護智能配電線路自動遠程抄表，還能在滿足數據交換處理要求的同時，提高階段性作業的精準性[6]。

3.2.1 電力載波抄表

依據輸電線載波、配電線載波以及低壓配電線載波的差異性分為不同的載波通信模式，能滿足相應線路的應用要求和標準，建立完整的電力配電線載波控制體系，更好地滿足應用管理的具體需求，提高抄表控制工作的合理性。

3.2.2 擴頻載波抄表

擴頻載波抄表是目前較為常見的電力線載波處理機制，其在信息頻帶展寬的基礎上，接收端通過相關接收裝置接收處理數據并恢復數據帶寬，能在降低信噪比要求的同時，為信號傳輸處理工作的落實和開展提供保障。基于自適應均衡技術的應用要求，借助無線通信前向糾錯技術模塊能最大限度提高抄表系統運行管理的科學性。

3.2.3 配電線載波抄表

配電線載波抄表體系在實際應用中借助集中器進行數據的管理，配合信道傳輸控制，完成控制中心的數據富集。將載波信號利用變壓器直接傳輸至中央控制單元，以便及時完成信息數據的綜合管理。

隨著科學技術的不斷發展和進步，遠程抄表系統的應用范圍也在擴大，在監理規范且操作系統化的同時，能充分發揮無線通信技術的優勢，建立更加完整的配網中心數據管理模式，為實際工作提供較大便利，也為智能配網綜合管理質量的優化提供保障[7]。

3.3 滿足用戶實時性需求

在智能配電網多元發展進程不斷加快的背景下，無線通信技術的融合化處理方式受到了關注。要想維持智能配電網運行質量，就要整合具體的技術方案，從而維持協同控制的合理性。目前，部分用戶借助安裝太陽能板或者小型風機的方式進行分布式電源的接入處理，這就使得分布式接入模塊的類型、結構、模式都存在較大的差異，為提高電網運行質量，引入無線通信技術勢在必行。利用無線通信技術能使用戶實時掌握相關信息，用戶利用裝置即可完成電價信息的精準化評估，掌握最新電價情況，有效落實資源整合處理的具體要求。與此同時，無線通信技術的應用支持個性化控制管理，維持智能配電網雙向、高速的開展數據管理[8]。

3.4 McWiLL

在無線通信技術全面發展的基礎上，技術的多元化整合模式也在逐步落實智能配電網的發展中，建立相匹配的技術運行管理體系，能更好地維護智能配網統一管理效果。其中，寬帶無線通信（Multi-Carrier Wireless Information Local Loop，McWiLL）技術是基于大規模商用窄帶技術同步碼分多址（Syhchronous code Dicision Multiple Access，SCDMA）V5 的體系，結合我國自主研發的智能天線、信道跟蹤管理、預測碼擴正交頻分多址（Orthogonal Frequency Division Multiple Access，CS-OFDMA）動態信道分配等技術體系，打造更加完整的技術運行管理模式，維持信息通信管理控制的科學性和規范性。

一方面，McWiLL 技術支持全IP 架構機制，能夠實現固定、便攜以及全移動模式下語音數據等業務的交互，并滿足多媒體業務控制需求。此外，McWiLL 技術寬帶無線接入系統能劃分為不同的層級模式。一是頂層核心層，完成終端控制以及業務交互管理；二是業務匯聚層，滿足無線數據業務接入控制，并且能建立數據包交換控制體系，維持系統數據管理的及時性和規范性；三是接入層，完成具體接入設備的管理，并且保證接入功能得以落實，維持系統統籌控制處理的科學性。

另一方面，McWiLL 技術支持遙測、遙控等功能，搭配無線數據傳輸終端，能在獲取指令后進行配電網的實時性監控[9]。

4 結 論

無線通信技術所具備的在自由空間內傳播交互管理、維護信息實時性傳達的功能，對智能配電網的組建具有重要意義。智能配電網的組建要結合技術要求和規范，制定更加可控合理的技術跟蹤方案，保證自動抄表系統等技術處理模式得以落實，更好地滿足用戶的實際需求，發揮各項技術應用優勢，為配電網的可持續發展奠定堅實基礎。