WiMAX技术在配网通信中的应用研究

安徽四创电子股份公司 王 伟 梁本仁

WiMAX技术在配网通信中的应用研究

安徽四创电子股份公司 王 伟 梁本仁

该论文主要就WiMAX技术在配网通信中的应用进行研究，针对不同设备的优缺点，提出二级组网的方法，即一级主干网络传输使用安徽四创电子股份公司生产的SunMAX3500设备，该设备为点对多点可视传输设备，其传输带宽可达16Mbps以上，二级网络使用SunMAX230设备，该设备具有很强的绕射能力，其传输带宽约为150kbps，该组合取两设备的优势，有效的解决了在复杂环境下的配网通信问题，且架设方便，成本低。

WiMAX；配网通信；二级组网；智能电网

引言

电力是与国家安全及每个家庭生活质量息息相关，国家对供电可靠性与供电质量提出越来越高的要求。中国国家电网在《智能电网发展计划》中强调建设智能电网是“十二五”工作的主要工作，当前老的配电网在数据采集过程中主要还是依靠人工到各个开闭所查询数据后汇总上报，实时性与可靠性均很难得到保障，也不满足国家对电力日益发展的需要；在新电网建设或者老城区电网改造中，很多地方有线通信施工困难、成本高，在该情况下，采用二级组网的通信方式具有施工简单、周期短的特点，有效的降低了人工成本。

1 系统介绍

电力公司各开闭所一般都建在小区当中，周围环境比较复杂，与电力公司之间一般均为非视距。高速率的无线设备使用频点较高，不具备非视距传输能力，具备非视距传输能力的无线设备一般速率较低。

考虑到以上因素，决定采用二级组网的方式进行数据传输。开闭所的数据一般在10kbs以内，一级传输采用工作频点在230MHz的SunMAX230设备作为开闭所到中转站之间的传输设备，SunMAX230设备的传输速率在150kbps左右，满足需求；二级传输是从中转站到电力公司，采用SunMAX3500作为传输设备，该设备最大传输速率在16Mbps以上，该设备遵守WiMAX IEEE802.16-2004协议，满足电力公司对数据传输的保密要求。

当前，所有变电站均已有光纤与电力公司控制中心相连，因此只需将开闭所、箱变等采集数据传输到变电站，再通过光纤将采集数据传输到电力公司控制中心。该系统连接图示意图如图1所示。

图1 系统连接示意图

由于数据采集点较为分散，且周围环境复杂，因此使用二级组网方式进行传输。如图1所示：SunMAX230CPE具备绕射传输能力，用于开闭所、箱变的数据采集，5-10个SunMAX230CPE数据采集点汇集到一个SunMAX230BS（SunMAX230基站）上，SunMAX230BS与SunMAX3500CPE（SunMAX3500用户端）直连，5-10个SunMAX3500CPE将数据汇集到一个SunMAX3500BS（SunMAX3500基站）上。这样一套系统可完成对100个点左右的开闭所、箱变数据采集，同时满足SunMAX230CPE架设点的其他总带宽在16M以内的数据传输需求，如视频点播、OA办公等，后期如与WIFI热点相连，可满足数据上传、电力巡检等工作需求。

2 实际使用案例及测试结果分析

2.1 SunMAX3500测试

按照图2所示，建立起一级组网中SunMAX3500测试环境：

图2 一级组网测试示意图

其中，SunMAX3500基站架设在某小区20楼，用户端架设在四创公司办公楼6楼，两者之间距离约为5km，无遮挡。

测试参数：BS：RF DL Channel [kHz]：3550000

Tx Output Power[dBm]：0

Reference RSSI [dBm]：-65

Channel Size [MHz]：7

Guard Interval：1/16

Frame Duration [ms]：10

Dl Ratio [%]：58

CPE：RF Scan Start Frequency：3550000

RF Scan Stop Frequency：3550000

Channel Bandwidth：7MHz

测试工具：Chariot V5.40

测试结果如图3所示。

图3 一级组网流量测试结果

在Chariot测试软件上选择TCP协议Throughput脚本，上下行两个方向同时测试。测试流量结果如图3所示，其中上、下行流量分别为：8.286Mbps、8.281Mbps，总流量为16.567Mbps。

2.2 二级组网测试

按照图4所示，建立起二级网络传输系统，其中，SunMAX230BS与SunMAX230CPE之间距离1km左右，两者之间存在大量树木、高楼等，完全遮挡。二级传输的基站与一级传输用户端之间通过网线直接连接，二级传输用户端与数据采集点之间通过485线连接。二级传输用户端内嵌IEC1107规约、DLT645-1997规约的协议解析模块，可以直接解析处符合规约的智能终端，测试时，使用的电表型号为：兰吉尔ZMD405CT44.0007S2、松鹤DTSF446。

图4 二级网络测试示意图

电力公司控制中心有监测点与SunMAX3500BS相连，通过上位机测试软件或通过电力测试标准软件，可以读出被测终端的实时数据，经过长期测试，在雨、雪环境下，系统运行稳定，数据传输正常。

3 结束语

城市环境下，电力公司对开闭所、箱变等终端自动数据采集率不高，利用人工数据采集费时费力，且准确度不高。本文中介绍的二级组网方式进行自动数据采集，利用了不同频点无线传输设备各自的优点，具有部署方便、传输距离远的特点，且后期对SunMAX230CPE深入开发，利用其传输速率高的特点，开发出多种适合电力工作流程需要的模块，如oa办公、电力巡检等。

[1]刘振亚．2009年国家电网公司2009年年中会议上的讲话[N]．国家电网报,2009-07-21．

[2]IEEE Std 802．16-2004 IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks[S]．2004．

[3]赵小虎,等．5．8GHz WiMAX研发及在配电网通信中的组网测试与分析[J]．电力系统通信,2008,29．

[4]章坚武,等．基于WiMAX技术的实时视频监控系统设计[J]．电视技术, 2005,3．

[5]刘翔宇,郑建宏．基于WiMAX技术的混合组网的研究[J]．现代电信科技, 2008,38(2)．

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[7]鲁丽娟．自愈性的智能电网[J]．科技情报开发与经济,2009,19．

Study on the Application of WiMAX Technology for Distribution Communication

Wang Wei,Liang Benren
(SUN CREATE ELECTRONICS,ANHUI,HEFEI)

The main study is the application of wimax technology for distribution communication,Focusing on the traits of different equipments,2-Step networks is proposed.The first step,SunMAX3500 which can be used by point-to-multipoint、sight transmission mood is used,it is produced by Anhui Suncreate company,and its maximum speed is over 16Mbps.The second step,SunMAX230 which does well in diffraction transmission.Summarized the advantages of the two equipments,2-Step networks effectively resolve the problem of distribution communication in complex environment,which can be wildly used foreground with easy setup and low cost.

WiMAX;Distribution Communication;2-Step Networks;Intelligent Power Network