无线通信技术在电力通信专网中的应用研究

2021-01-17林夏薇国网福建省电力有限公司福州供电公司

环球市场 2021年33期

林夏薇国网福建省电力有限公司福州供电公司

新时期，我国逐步推广智能电网建设活动，无线通信技术成为信息通信领域当中发展最快的一种通信技术，并且得到广泛的应用，社会整体朝着无线网络方向发展。电力通信专网的主要组网方式是光纤通信，但如果发生自然灾害将直接影响光缆的正常运行，导致大量光缆中断，严重威胁到通信安全。另外，具有较大的抢修难度，在很大程度上影响电力系统的稳定运行。而无线通信技术正好具备较强的抗自然灾害能力，以及广泛的覆盖面，有效弥补了光纤通信的弊端。

一、在电力通信专网中应用无线通信技术的必要性

首先在灾难应急状态下，电力通信专网应用无线通信技术是灾难后最佳的通信网络方案。一旦发生突发性灾害，或者光缆线路出现问题，并不能及时进行抢修，这种情况下，对于电力通信专网而言，最好的应急通信方式为无线通信技术组网方案。同时，对于海岛变电站的接入节点来说，距离较远，所以需要高昂的敷设光纤线路费用，不具备较好的推广价值。因此，为了满足电力通信专网远距离接入延伸的需求，可以借助无线通信网络技术实现对电力通信专网的全覆盖，不仅有效解决了敷设光纤线路较高的成本问题，也能够解决电力通信关键节点的通信信号覆盖问题。并且无线通信网络体系在电力通信专网的构建，能够实现实时监控电力终端用户用电量。随着无线通信技术的不断发展，还能够有效控制终端用户的用电量。其次，现阶段的技术条件下，不能有力支撑我国配网自动化建设的应用，而无线通信技术的应用，能够实现对所有节点的快速覆盖，不仅能够服务电力通信终端用户，还能有效节约线缆敷设成本[1]。最后，在变电站建设的过程中存在诸多影响因素，如线路施工条件和变电站机房环境等，这些因素都会对电力通信网络建设质量产生不同的影响。同时，要保障变电站能够正式投入使用，最关键的前提条件是电力通信专网的建设和投运。因此，电力通信专网建设的时间不是很充分，而且光纤线路敷设的数量非常多，施工时间较长，所以经常会影响变电站的投产时间。而无线通信技术的应用，为新建变电站提供临时通信方案，不仅方便，速度也比较快。

二、电力通信专网中常见的无线通信技术

（一）WLAN 技术分析

WLAN 技术在实际组网中的主要功能为构建无线局域网，实现了无线通信技术与计算机的有机结合，主要的传输媒介为无线多址信道，具备有线局域网的功能，便于用户接入宽带网络。在实际的组网过程中，主要组成部分为接入控制点、网络管理以及接入点等。WLAN 技术即为Wi-Fi 技术，传输距离有较大的限制，所以主要用在同楼层的无线办公当中，传输速度仅仅能够满足需求，并且传输距离一般只有90m。再加上使用的技术为射频技术，这种技术主要通过空气传输数据，所以很容易受到外界影响，存在较大的安全隐患。

（二）WiMAX 技术分析

WiMAX 技术组网结构主要包括三部分的内容，即WiMAX 终端、WiMAX 核心网、WiMAX 无线接入网。根据不同的应用场景以及采用标准，WiMAX 终端主要有固定式、移动式以及便携式这几种类型。WiMAX 接入网是指能够进行无线管理的基站，并且要想实现与其他网络的互通，还要具备有业务授权的服务器。WiMAX 核心网主要作为与其他网络的互联接口，以及解决用户的认证问题。电力通信具有覆盖面广和站点分散的特点，并且容量要求较小，而WiMAX 技术正好具备点对多点、广泛的覆盖范围和较高的传输速度，可以有效满足电力通信网的需求，并且比光纤通信的成本更低，具有较好的发展前景[2]。因此不论是从技术的角度出发，还是从经济的角度出发，WiMAX 技术在电力通信网络中都能够发挥较大的作用。

（三）WMN 技术分析

WMN 技术即为无线网状网技术，具有较高的速率和容量，与传统的无线网络有较大的差异，是WLAN 与ADHOC 这两种网络的有机结合，并充分发挥了两者的优势。能够及时发现故障，不占用有线网络资源以及汇聚宽带无线连接。该技术具有良好的应用前景，不仅可以用在无线宽带接入上，还可以运用在图像和数据的采集模块，实现对目标对象的跟踪。另外在交通监控和环境监测方面也得到了广泛的应用。

三、电力通信专网中无线通信技术的应用范围和组网方案

（一）应用范围

在加强无线通信技术在电力通信专网中应用的同时，还需要基本了解它的应用范围，才能科学设置组网方案。以下是无线通信技术在电力通信专网中的主要几个应用范围。

1.发生灾害时有着应急作用

在架设电力系统专网的过程中很容易受到自然灾害的影响，如地质灾害或者恶劣天气，都会严重破坏电网设施，一旦电力专网设施遭到这些自然因素的破坏，需要立即进行紧急抢修，但抢修要耗费大量时间。这时就能够凸显无线通信技术的优势，其能够快速达到最稳定的网络状态，起到电力系统应急通信的作用。并且随着无线通信技术的发展，不仅应用程序越来越简单，需要的成本也比较少，所以可以应用到修建变电站当中。对于应用稳定的无线网络到整个建筑工程当中，完成通信的工作，既不会对变电站的整体施工进度产生影响，效果比较好，还能够节省成本。这些都充分证明了在电力系统出现突发故障时，无线通信技术能够起到很好的应急和补救作用。

2.实现远距离通信接入

无线通信具有低成本和覆盖面积大的特点，并且传输通信信息的速度较快，因此，如果主变电站与供电所之间的距离较远，电力公司要想节省下架设电缆的高额费用，降低成本，就可以使用无线通信技术替代光纤通信技术。此外，电力公司还有效避免了由于降低成本可能出现的电网质量风险，应用无线通信技术不仅能够大幅降低电网建设成本，也可以有效保障整体质量。

3.实现配网自动化

电力公司需要实现配网的自动化建设，才能为用户提供更好的用电服务。因此，电力公司必须重视配网的自动化建设工作。对这一建设有直接影响的是通信质量的好坏，而无线通信技术的应用能够有效弥补电力系统专网在光纤通信上的弊端，实现光纤通信和无线通信的有机结合，充分发挥两者的优势，这样不仅能够及时处理配网建设过程中出现的问题，也可以大幅提升配网自动化水平[3]。另外，无线通信技术的应用还能够在一定程度上降低电网建设过程中通信电缆的建设难度，从而有效降低配网自动化建设成本。

4.临时通行方案建设

在变电站建设的过程中，很多因素会影响到建设网络，像变电站机房环境和线路施工条件等，再加上通信工程建设的过程中经常会出现光缆不能按时投产的问题，而无线通信技术的应用能够有效组织通信方案，从而在光缆线路投产之前完成相应的工作。

5.小范围的无线网络覆盖

对于小范围内的无线网络的覆盖，如电力楼宇、变电站以及电厂等区域，可以加强无线网络的覆盖，特别对于较小的业务流量需求，能够取代综合布线，不仅能够提供更加便捷的接入方式，还能降低成本。

（二）组网方案

综合来说，电力通信专网中对无线通信技术的需求主要体现在无光缆覆盖厂站节点、应急通信以及配网自动化的临时通信当中。在建设网络时，如何避免应急网络闲置和网络重复大量投资，就需要科学合理的确定组网方案。

1.组网思路

通过对上述几种无线通信技术的分析可以发现，在电力应急通信中可以应用的无线技术为卫星通信、WiMAX 和WMN，但只有WiMAX 适用于配网自动化通信中。所以可以将WiMAX 技术应用到电力通信专网中。而为了防止出现应急网络被闲置，或者网络建设造成重复投资的问题，可以充分结合WiMAX 技术、卫星技术和WLAN 技术，进而有效解决这些问题。同时根据光纤传输网络、微波网络以及数据网络的现状，可以加强微波网资源的应用，从而使得无线通信网络不仅能够应用在应急通信当中，也能应用到日常运行的生存网络当中。

2.组网方案

首先可以在变电站、高山和供电所建立WiMAX 基站，并在灾害现场和抢修车辆配备WiMAXCPE 终端，以实现信息实时回传的作用。根据各个基站的实际情况，采集光纤传输网、IP 数据、卫星通讯等资源，之后再与配网中心进行信息共享，进而满足灾害现场的通信需求。此外，还要根据实际情况铺设光纤，在电力通信配网中，将光纤网络作为专用通讯网络，进而促进电力通信专网的配网自动化水平得到提升。