基于TDLTE系统的智能配电网组网技术研究.docx

基于 TD － LTE 系统的智能配电网组网技术研究智能电网是国内外电网技术发展的必然趋势，已成为 各国电网技术研究的重要内容，而智能配电网络的建设是 关键环节。从我国智能配电网的现状及需求来看，目前主 要问题在于通信接入层部分的网络建设。介绍了利用未来 无线通信技术分时长期演进 ( TD － LTE，Time Division Long Term Evolution) 网络技术建设智能配电网络及使 用无线通信建设智能电网的关键技术，分析了 TD － LTE 无线通信系统的性能及其优势，为智能电网的建设拓宽思 路，提供理论参考。沈 冬 / 上海市电力公司奉贤供电分公司 李锦鸿 / 北京邮电大学信息与通信工程学院智能电网是当今世界各国电力系统 发展 变 革 的 最 新 动 向， 它 以 发、 输、 变、配、用及调度等多个环节的电力供 应及电力通信系统为研究对象，不断引 入新型管理、控制和通信技术，朝着智 能化、信息化发展。电力通信系统作为 支撑智能电网建设的公共平台和重要手 段，始终贯穿于六大应用环节，是实施 配电自动化的基础，是智能电网发展的 一项关键技术。要实现数据和命令即 技术提供了新思路，加快了智能电网的建 设进程。目前对于使用无线网络承载智能 电网通信业务的研究较少，因此，将从利 用无线网络研究智能配电网的建设问题。配电通信网的现状及业务需求1. 配电通信网现状配电通信网是实现配电自动化和智能 电网的重要信息基础设施，是建设智能电 网的重要内容。配电网自动化业务主要包 括配电自动化、计量自动化、远程管理控 制和少量视频监控业务，满足配电网运行 监测、管理、控制和配电线路纵联保护等 功能。配电通信网主要与城市配电自动化系 统配套建设，由于缺乏统一的网络规划， 电力通信基础资源得不到有效利用。从目 前我国实施配电自动化通信系统总体发展 看［1］，东部沿海地区及发达城市开展情况 较好，覆盖率相对较高，光纤网络覆盖的 面积较大，建网施工相对容易，部分老旧小区、农村和城郊没有敷设电力通信光纤沈 冬 / 工程师关键词/ Keywords 智能配电网·组网技术· 无线通信· 分时长期演进·时、快速地传递都离不开稳定可靠的电力通信系统作为支撑。 经过多年建设，电力通信系统主干网络已基本实现传输媒介光纤化，业务 承载网络化，运行监视和管理自动化和 信息化。然而，作为骨干网接入层网络 的配电通信网，由于节点多、覆盖面广 以及建设难度大等原因，一直以来缺乏 适用的通信技术和建设模式，成为电力 通信系统发展的瓶颈，制约了智能配电 业务的应用。通过无线网络可以有效解 决有线传输介质部署难题，极大地丰富 了骨干网接入层技术，为智能电网接入网络，需要部署载波通信或无线通信网络 实现覆盖; 中、西部地区只有少量试点， 覆盖率较低。2. 配电通信业务需求根据上海市奉贤区的电力通信网发展 状况，35 kV 以上变电站已经基本完成光 纤到站的接入网建设，目前的主要工作在 于解决 10 kV 变电站的通信接入问题。根 据 《配电自动化建设与改造标准化设计技 术规定》，10 kV 通信接入网可采用光纤 专网、电力线通信和无线通信等多种通信 方式，并应同步考虑通信网络管理系统的36 ·电力电气·2014 年第 33 卷第 1 期基于 TD － LTE 系统的智能配电网组网技术研究 Power System | 电力系统建设、扩容和改造，实现对配电通信系统的统一 管理。在利用无线公网方式通信时，应符合相关 安全防护和可靠性规定要求，采用可靠的安全隔 离和认证措施，支持用户优先级管理，并宜以专 线方式建立与运营商间高可靠性的网络连接。主 要通信指标如下表所示［2］。表 无线通信方式通信指标内内容遥测越限由终端传递到主站 遥信变位由终端传递到主站指标 ( 时延) / s＜ 30模拟量状态量＜ 30，目前，3G 技术标准中规定，用户的语音、视 频和数据业务的时延最大均不能超过 10 s，可以 充分满足配电通信网的通信时延需求。TD － LTE 网络的系统时延要求比 3G 网络更加高，用户从 开机到接入网络的控制面时延大约为 1. 5 s，而当 用户连接上网络后，数据的发送时延能够控制在 100 ms 以内，能够满足配电通信网的需求。，配电通信网无线组网技术研究利用无线通信方式建设智能配电网，可以选 择专用网络及公用网络方式。由于配电网对通信 的性能及安全性要求较高，将研究运用集群通信 系统建立智能配电网的组网方案及关键技术。集群通信系统是为了满足行业用户指挥调度 需求而开发的、面向特定行业应用的专用无线通 信系统。其发展经过了三个阶段: 第一代集群系 统是模拟集群通信系统，目前市场上已经不再使 用。第二代集群