時間：2023-03-14 15:16:46
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先進的通信、信息技術是智能電網關鍵技術的基礎，更靈活、清潔、安全及經濟是“智能電網”技術所追求的目標。有助于實現實時信息快速處理和大電網大區域信息交互，做到實時掌握自身系統的各種反應系統穩定特征的參數變化，診斷預測故障，增強系統的穩定性。
1.1智能電網通信技術
實現智能電網的前提條件是實現通信技術的智能化，進一步實現各種不同信息相互之間的聯系，通過這樣的一個智能化通信系統可以建立一個高度的智能電網。也就是說集成度高、靈敏性好，雙向快速反應的通信系統是智能電網實現的基礎，缺少這樣的通信系統的支持，也就無從談起電網的智能化。因此要建設智能電網，我們首先就必須的建立這樣的通信系統。
1.2參數量測技術
在智能電網基本的組成部件中參數量測技術顯得尤為重要，智能電網中的各項數據信息可以通過先進的參數量測技術獲得，這些信息可以在智能電網的各方面使用。智能電網中使用的是智能固態表計，智能固態表計的好處與作用是可以使電力公司與用戶進行很好的雙向通信技術，提高包括功率因數、相位關系（WAMS）、電能質量、表計損壞、設備狀況和故障的定位、線路負荷、變壓器和關鍵元件停電確認、電能消費、預測和溫度等數據。
1.3高級的電力電子設備
目前的電能損耗比較嚴重，其中電力電子設備的使用是其中原因之一，落后的電力電子設備會損耗相當多的電能。而要提高電能的有效利用率的措施之一便是對電力電子設備的改善。高級、先進的電力電子設備可以為用戶提供高質量的電能，提高電能的利用率，能滿足各種不同的電力需求。高級、先進的電力電子設備設備技術，可以極大地提高輸配電系統的性能，提高功率密度和電力生產的效率。高級的電力電子設備有著重要的作用在發電和輸電以及配電、用電的過程中。
1.4先進的電力電子技術
有關研究顯示先進的電力電子技術的節能效果可達10%～40%，對電能的控制和變換不在采取傳統的方法，而是采取更先進的電力電子器件進行變換和控制。電力電子技術的不斷發展，為電能的控制和變換提供了硬件條件。目前對電力系統運行要求的不斷提高，導致電力電子技術大范圍的應用于電力系統發、輸、配、用等各個環節。當前電力電子市場上出現了SVC為基礎的柔流輸電技術；高壓變頻電氣傳動技術；新型超高壓輸電技術；智能開關同步開斷技術和靜止無功發生器、動態電壓恢復器的電力技術等。
二、智能電網的展望
根據現階段我國的國情，在一些遠距離特高電壓輸送上相對落后，智能電網建設必須要解決好這個問題。同時可以通過智能電網的建設，能更進一步加強地區配電網自動化水平，實現多地區的電網共用，建設靈活、安全、有效、堅固的配電網絡，實現對傳統的電網結構的優化升級，滿足未來社會與經濟的發展。3.1分布式能源的接入分布式能源接入改變以往單線的接入方式，采用一種新型的接入方式，通過建立混合樹狀、網狀等接入方式，這樣的接入方式可以使每個點既可作為負荷消耗也可作為負荷提供，電力資源的交換得以雙向交換。比如風力發電太陽能發電這樣的，發電量不大，分布在負荷附近的發電形式叫做分布式能源。與傳統的火電、核電、水電集中上網，然后在分布給負荷這種形式相對應的能源接入，節省輸電網的投資，提高全系統可靠性，為系統運行提供了很高的靈活性。如電網遇到大風暴和冰雪天氣，即使遭到嚴重破壞，但是其中的分布式電源可自行形成孤島或微網，向交通樞紐、醫院和廣播電視等提供應急供電。3.2建立堅強、靈活的電網結構我國能源分布與生產力布局很不平衡，目前急需解決的問題就是如何進一步、優化特高壓和各級電網規劃。當前全球各國都在努力發展清潔能源，然而由于清潔能源間歇性、不確定性、隨機性等本身的特點，因此電網的建設不得不加以考慮，這些因素會帶來了極大挑戰給電網的安全運行。解決這一問題的關鍵，在于通過對電網結構的運用靈活，通過電網結構靈活運用可以使電網結構安全可靠，就算是遇到自然災害和社會災害等突發災害性也能保證電網的安全運行。而我們現實智能電網的主要目的便是在于提高電力體系安全性與可靠性，希望實現提高清潔能源規劃與電網規劃的協調性，能夠更好的將新能源介入電網的運行以及并網的運行控制。
1.1電網通信系統的網絡結構不合理，比較脆弱
國內電網的發展經歷了數十年的建設，有了長遠的發展，在自動化程度上有了飛速的建設，已經逐步的完善，但是由于技術發展的不平衡性，加上國內電網的復雜性，在客觀上造成了電力通信難的問題，而目前國內用的較多的是星型結構和樹形結構。這樣的結構對電網的通信的可靠性都會造成不小的影響，一旦發生接地故障等，對供電搶修、運維人員的操作都會造成影響，也不利于資源的合理調配。許多通訊設備長期運行后，將進入設備護理期、修復期，甚至衰老期，所以需要照顧、修理或更換。此外，網絡傳輸設備許多電力通信網中心站和可靠性的結構仍然存在著許多問題，需要在今后的技術改造中不斷的完善，以達到電網通訊的通暢和快捷。
1.2電力通信網絡的結構管理復雜
電力通信網運行管理一般分為一級通信網絡，兩個網絡和三級通信網絡，電源結構、規劃線更復雜。隨著變電站面積繼續增加，在變電站新設備節點被串成的環形網絡的拓撲結構，優化不足，越來越復雜。不少電力通信業務需要跨環甚至是跨多環進行傳輸，導致無法滿足傳輸時的要求，當調度中心下達指令的時候，由于各個節點的增加，無法及時傳達到每個節點，包括倒閘操作的時候，在控制室下達操作指令的時候無法及時地進行遠程操作，造成延時等問題。
1.3電力通信網絡的傳輸質量差
常見的電力通信網線屏蔽層質量很差，無法防止共模的干擾；單股銅線電纜的電力通信網絡，比較容易產生干擾中斷；電纜電線尺寸太小，減少網絡傳輸的距離和減少懸掛裝置；造成了距離長，傳輸質量很差。在大型變電站里，通常電纜溝有數百米的距離，從主控制出來的控制電纜控制著各個斷路器和隔離開關的操作，一旦傳輸出現問題，就會對日常的操作造成影響。
1.4電力通信網網絡管理不嚴謹、標準不一致
目前，對電力通信的用戶界面輸入的模擬信號接口的使用，不能傳輸信息的多樣化和界面調整，也造成了很大困難。電力企業不斷地進行技術革新，對變電站內部通信技術進行升級和改造，這些新技術的發展日新月異，企業如果不遵循相關技術措施，及時制定相應的規則和標準，規范用戶的行為，可能出現魚目混珠的現象，為網絡監督埋下隱患。2.5地域發展不均衡由于各地區經濟發展水平不一致，地域之間的差異和分化也越來越嚴重。在東部沿海等較發達的地方，數字化、光纖化的應用，為社會提供了有效的通信服務。但同時，在中部和西部地區的調度電話，許多地方連最基本的都沒有完全解決。東西部之間或某些鄰近地區之間的差距，造成電力通信網絡不能使用接口設備一致，區劃調整成本增加。
2電網通信自動化的發展
目前電網中通過利用現代電子技術、通信、計算機及網絡技術與電力設備相結合、工作管理有機結合的網格監控、保護，在正常和事故條件下，供電部門一起測量和控制，改善和提高供電質量，為了與客戶建立更密切的關系，電網自動化是一個綜合性很高的系統性工程，其主要功能依靠通信技術得以實現，所以電網通信技術的發展顯得尤為重要。
2.1電網通信關鍵技術
關鍵的通信網絡建設的各種成熟的技術和電網公司的企業信息網絡工程已經建立起來，特別充分利用網格運算，結合統一通信技術的優勢，采用電力通信網絡平臺，將電網公司的數據網絡的語音網絡和視頻網絡，集成在一起，采用一個統一通信平臺，該統一通信技術和實際需求緊密地聯系在一起，在一個系統的基礎上提出的子系統，即移動多媒體調度子系統應急指揮系統，就可以將日常的操作和電力的運行聯系起來，采用移動操作系統和電力營銷子系統及通信相結合的核心的網格通信組件，外層的通訊和電網系統的一部分。融合固定電話系統，語音信箱，傳真系統，視頻會議系統，信息系統，實現多業務系統的集成，通過對各業務單點登錄系統的通信，應急統一、統一消息、語音、視頻、統一的郵件列表。
2.2電網通信技術平臺的應用及展望
目前，在電力系統通信，還有光纖通信的高帶寬和高可靠性的特點，如高傳輸速率，但對災害應急配電網絡自動化辦公智能化的需求，目前的電網，隨著快速部署的特點的網絡通信不受限制，在通信電源，因此在應用系統的地面，網絡通信可以成為電力系統通信的重要輔助手段，為電力系統構建綜合通信網提供非常重要的一個部分。
3結論
［論文摘要］隨著現代科學技術的飛速發展，構建完善堅強可靠的電力通信網，顯得越來越重要。文章結合電力通信的特點和需求及無線新技術的特性，分析無線通信技術在電網通信中的應用前景。
一、概述
電力通信網是為了保證電力系統的安全穩定運行應運而生的。它同電力系統的安全穩定控制系統、調度自動化系統被人們合稱為電力系統安全穩定運行的三大支柱。我國的電力通信網經過幾十年風風雨雨的建設，已經初具規模，通過衛星、微波、載波、光纜等多種通信手段構建而成為立體交叉通信網。隨著無線通信技術的發展，無線通信系統的特性發生巨大的變化。鑒于采用無線通信網不依賴于電網網架，且抗自然災害能力較強，同時具有帶寬大、傳輸距離遠、非視距傳輸等優點，非常適合彌補目前通信方式的單一化、覆蓋面不全的缺陷。本文簡單介紹一下無線通信傳輸體制的應用特點和優缺點，并分析其在電力系統的應用前景。
二、無線技術介紹
（一）無線通信技術的概念
目前，無線通信及其應用已成為當今信息科學技術最活躍的研究領域之一。其一般由無線基站、無線終端及應用管理服務器等組成。
（二）無線通信技術的發展現狀
無線通信技術按照傳輸距離大致可以分為以下四種技術，即基于IEEE802.15的無線個域網（WPAN）、基于IEEE802.11的無線局域網（WLAN）、基于IEEE802.16的無線城域網（WMAN）及基于IEEE802.20的無線廣域網（WWAN）。
總的來說，長距離無線接入技術的代表為：GSM、GPRS、3G；短距離無線接入技術的代表則包括：WLAN、UWB等。按照移動性又可以分為移動接入和固定接入。其中固定無線接入技術主要有：3.5GHz無線接入（MMDS）、本地多點分配業務（LMDS）、802.16d；移動無線接入技術主要包括：基于802.15的WPAN、基于802.11的WLAN、基于802.16e的WiMAX、基于802.20的WWAN。按照帶寬則又可分為窄帶無線接入和寬帶無線接入。其中寬帶無線接入技術的代表有3G、LMDS、WiMAX；窄帶無線接入技術的代表有第一代和第二代蜂窩移動通信系統。
1.主流無線通信技術
從技術發展的趨勢可以看出，以OFDM+MIMO為核心的無線通信技術將成為未來無線通信發展的主流方向。而目前基于該技術的無線通信技術主要有：B3G、WiMAX、WiFi、WMN等4種技術。
2.其他無線通信技術
除了上述主流的無線通信技術外，目前已存在的無線通信技術還包括：IrDA、Bluetooth、RFID、UWB、集群通信等短距離通信技術及LMDS、MMDS、點對點微波、衛星通信等長距離通信技術。
（1）IrDA：InfraredDataAssociation，是點對點的數據傳輸協議，通信距離一般在0～1m之間，傳輸速率最快可達16Mbps，通信介質為波長900納米左右的近紅外線。
（2）Bluetooth：Bluetooth工作在全球開放的2.4GHzISM頻段，使用跳頻頻譜擴展技術，通信介質為2.402GHz到2.480GHz的電磁波。
（3）RFID：RadioFrequencyIdentification，即射頻識別，俗稱電子標簽。它是一種非接觸式的自動識別技術，通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據。RFID由標簽、解讀器和天線三個基本要素組成。
（4）UWB：UltraWideband，即超寬帶技術。UWB通信又被稱為是無載波的基帶通信，幾乎是全數字通信系統，所需要的射頻和微波器件很少，因此可以減小系統的復雜性，降低成本。
三、無線技術優劣分析
（一）WLAN技術分析
Wi-Fi的技術和產品已經相當成熟，而且大批量生產。該技術適用于無線局域網，作為有線網絡的延伸，對于特殊地點寬帶應用，盡管Wi-Fi技術應用非常廣泛，但是它依然在安全性上存在一定的安全隱患，Wi-Fi采用的是射頻（RF）技術，通過空氣發送和接收數據。由于無線網絡使用無線電波傳輸數據信號，所以非常容易受到來自外界的攻擊，黑客可以比較輕易地在電波的覆蓋范圍內盜取數據甚至進入未受保護的公司內部局域網。
（二）WiMax技術分析
WiMax是一個先進的技術，推出相對較晚，存在頻率復用性小、利用率低的問題，但由于最近才完成標準化，該技術的大規模推廣還需要實踐考驗。從應用前景看，該技術可以在較大范圍內滿足上網要求，覆蓋可以包括室外和室內，可以進行大面積的信號覆蓋，甚至只要少數基站就可以實現全城覆蓋。WiMax由于其技術的先進性和超遠的傳輸距離，一直被業界看好，是未來移動技術的發展方向，并提供優良的最后一公里網絡接入服務。
（三）WMN技術分析
WMN是正在研究中的技術，在研究中不斷地在不同方面結合各種技術的特點進行融合，而且暫時沒有一個成熟的產品系列來支持該技術的大規模應用。從應用前景看，WMN這一新興網絡不僅在無線寬帶接入中有著廣闊的應用空間，在其他方面如結合數據、圖像采集模塊可以對目標對象進行監控或數據采集，并廣泛應用到環境檢測、工業、交通等領域。隨著其他技術的不斷更新完善，WMN更好地與之相融合、互補，從而能夠揚長避短，發揮出各自的優勢。
（四）3G技術分析
3G于1996年提出標準，2000年完成包括上層協議在內的完整標準的制訂工作。3G網絡部署已具備相當的實踐經驗，有一成套建網的理論，包括對網絡的鏈路預算、傳播模型預算以及計算機仿真等。從商用前景看，目前，3G在部分地區已得到大規模的商業應用，比如歐洲很多國家、日本、韓國等都已經建設了3G的網絡。3G技術已經進入可以實用的階段，還有很多國家和地區正在建設或將要建設3G網絡。
（五）LMDS技術分析
本地多點分布業務系統LMDS是一種提供點對多點通信的固定寬帶無線接入技術，其工作頻率在20GHZ以上，利用毫米波傳輸，可在一定的范圍內提供數字雙工語音、數據、因特網和視頻業務，是一種非常好的寬帶固定無線接入解決方案。在最優情況下，距離可達8公里；但是由于受降雨的原因，距離通常限于1.5公里。
其主要工作原理是通過扇區或基站設備將ATM骨干網基帶信息調制為射頻信號發射出去，在其覆蓋區域內的許多用戶端設備接收并將射頻信號還原為ATM基帶信號，在無需為每個用戶專門鋪設光纖或銅纜情況下，實現數據雙向對稱高帶寬無線傳輸。
（六）MMDS技術分析
MMDS的主要缺點是有阻塞問題且信號質量易受天氣變化的影響，可用頻帶亦不夠寬，最多不超過200MHz。其次，MMDS對傳輸路徑要求非常嚴格。由于MMDS采用的調制技術主要是相移鍵控PSK（包括BPSK、DQPSK、QPSK等）和正交幅度調制QAM調制技術，無法做到非視距傳輸，在目前復雜的城市環境下難以推廣應用。另外，MMDS沒有統一的國際標準，各廠家的設備存在兼容性問題。中國-七）集群通信技術分析
數字集群系統具有很多優點，它的頻譜利用率有很大提高，可進一步提高集群系統的用戶容量；它提高了信號抗信道衰落的能力，使無線傳輸質量變好；由于使用了發展成熟的數字加密理論和實用技術，所以對數字系統來說，保密性也有很大改善。
數字集群移動通信系統可提供多業務服務，也就是說除數字語音信號外，還可以傳輸用戶數字、圖像信息等。由于網內傳輸的是統一的數字信號，因此極大地提高了集群網的服務功能。
（八）點對點微波通信技術分析
微波傳輸的優勢主要體現在以下幾個方面：第一，可以降低運營商的運營成本。與租用線路相比，微波系統的投資只要一年左右即可收回。第二，微波傳輸系統部署簡潔快速。與傳統的傳輸手段相比，其快速部署的優勢可以更快地滿足新業務發展的需要。第三，目前的微波產品對未來的發展是有保障的，對于運營商的新業務和新需求都可以給予很好的支撐。未來，微波傳輸系統將升級到全IP的平臺之上，可以全面支持運營商未來的發展。
（九）衛星通信技術分析
利用衛星在有些人口不很密集的地區來配合陸地通信。在這些地區散布著范圍較廣但不密集的用戶，可以利用衛星作為用戶連至固定有線網的接入設施。在陸地通信網已經構成寬帶多媒體通信網的環境下，利用衛星建成寬帶衛星接入系統是比較好而切合實際的方案，經濟又可靠。
但是衛星通信畢竟是采用衛星作為通信平臺，其地面站的建設、通信信道租用費用都需要花費大量資金，而且通信資源為衛星通信公司所有，受其帶寬的限制，使得大量數據的傳輸需要付出非常大的代價。因此，作為日常生產、生活使用是極為不經濟的；而將衛星通信作為應急通信、作戰通信、海外通信等則比較適合。
四、無線技術綜合比較
目前無線通信領域各種技術的互補性日趨鮮明。這主要表現在不同的接入技術具有不同的覆蓋范圍、不同的適用區域、不同的技術特點、不同的接入速率。3G可解決廣域無縫覆蓋和強漫游的移動性需求，WLAN可解決中距離的較高速數據接入，而UWB可實現近距離的超高速無線接入。
首先，從標準化程度上看，本報告所涉及的技術中，僅僅WMN技術沒有成熟的標準體系，LMDS、MMDS、集群通信均有多種標準，只是沒有統一的國際標準，其余的技術均已經完成標準化工作，并且都進行了試驗網建設和商業網建設。
從頻率上看，Wi-Fi技術、WMN均使用的是開放頻段，WiMax技術、3G技術等其他技術使用的是授權頻段。
從覆蓋范圍上看，Wi-Fi技術、WMN技術屬于局域網無線接入技術，僅覆蓋35m～100m；WiMax技術、3G技術、LMDS技術、MMDS技術、集群通信屬于城域網接入技術，覆蓋范圍在1km～54km不等，而衛星通信、點對點微波則屬于廣域網技術，通常用于通信主干組網建設。
從傳輸速率上看，點對點微波和衛星通信屬于干線傳輸技術，不同的情況速率變化較大，而其余的技術均為接入技術，僅僅是3G技術接入速率最小，僅為384k，而其余技術均為幾十M甚至上百M的速率。
從調制技術上看，其中WiFi技術、WiMax技術、WMN、3G技術均采用最新的調制技術OFDM，其余的技術均未采用OFDM調制技術。
從天線技術上看，僅僅3G和WiMax技術采用了MIMO技術，而其他技術均未采用MIMO技術；從傳輸環境上看，僅僅WiMax技術和3G技術支持非視距傳輸，其余技術均要求視距傳輸環境；從網絡安全和QoS機制上看，WiMax技術和3G技術在這方面做得比較優秀、完善，其余的均存在較大的問題。
1.1光纖通信技術光纖專網通信方式帶寬高、容量大、覆蓋范圍廣，可靠性、實時性、安全性都很高，適用于配用電通信領域的所有業務，和其他通信方式相比優勢明顯。從技術角度看，配電通信網可以采用工業以太網技術或者無源光網絡技術。工業以太網技術比較成熟，可靠性高，電力系統應用多，但成本偏高；以太網無源光網絡（EPON）和吉比特無源光網絡（GPON）技術發展前景很好，上下行速率為1．25Gb／s（GPON下行速率可達2．5Gb／s），并且組網靈活，拓撲結構可支持樹型、星型、總線型、混合型、冗余型等網絡拓撲結構。非常適合配電網的網絡結構。目前EPON建網成本低于GPON，技術成熟度較高。光纖專網通信方式的缺點在于建設成本較高，部分老線路不具備光纜鋪設條件［3－4］。
1.2無線寬帶專網技術無線寬帶專網方式帶寬較高、系統容量較大、擴展性好，實時性較好，為電網公司在智能配電網建立全面覆蓋、接入方式便捷的寬帶綜合業務通信平臺提供了一個技術選擇。但無線寬帶通信網絡的安全可靠性比有線通信網絡低，目前業界主流的通信技術都有各自的缺點。全球微波互聯接入（WiMAX）技術在國外應用較多，國內沒有分配頻點，存在政策風險；多載波無線信息本地環路（McWiLL）技術標準化程度不高，只有很少部分企業掌握核心技術，存在壟斷風險；3GPP長期演進（LTE）技術尚未大規模商用，成熟度有待進一步驗證［5］。230MHzLTE系統利用電力行業已有的230MHz負控頻率資源（電力專用頻率帶寬1MHz，40個頻點），通過擴充頻點可實現上行15Mb／s和下行6Mb／s傳輸速率，采用多種解決高吞吐量和高可靠性傳輸的LTE關鍵技術，如自適應調制與編碼（AdaptiveModulationandCoding，AMC）技術、混合自動重傳請求（HybridAutomaticRepeat－Request，HARQ）技術、動態調度技術、干擾協調技術等，具備成本低、廣覆蓋和較大帶寬的特點，并且組網靈活，便于施工。目前已有廠商研發出電力專用230MHzLTE產品。
1.3中壓電力線載波技術中壓電力線載波技術為電力系統特有的通信方式，利用10kV配電線路為媒質進行通信，無需布線，具有成本低、安全性好等優點。根據調制頻帶和帶寬的不同可分為寬帶技術和窄帶技術。目前中壓窄帶電力線載波技術在配電通信領域使用較多，但由于頻帶限制，其傳輸帶寬和實時性較低，同時中壓電力線路情況復雜，開關眾多，電力線載波通信容易受到配電網運行狀況的影響［6］。以往因技術成熟度所限，中壓電力線載波技術的大規模應用還比較少，僅僅作為對光纖和無線通信方式的補充手段，近年隨著OFDM（正交頻分復用）自適應調制解調、卷積編碼、信道估計等技術的采用，中壓寬帶電力線載波技術也趨于成熟，視線路條件和環境情況，傳輸速率可達2～10Mb／s。目前中壓寬帶電力線載波技術在國外應用相對較多，在國內也開始試點應用。
1.4無線公網通信技術無線公網通信是指配用電終端設備通過無線通訊模塊接入到無線公網，再經由專用光纖網絡接入到主站系統的通信方式，目前無線公網通信主要包括GPRS、CDMA、3G等。無線公網通信方式具有系統容量較大，建設成本較低，運行維護簡便等優點，但采用無線公網通信方式安全性、實時性不能得到保證。另外，無線公網通信方式每年需要向運營商支付的使用費用也很大。電力專網與無線公網通信技術見表2和表3。
2智能配電通信網建設原則
綜合考慮智能配電網規劃建設情況和業務需求，并通過配電網通信技術的綜合比較，建議智能配電通信網建設原則如下：a．因地制宜，綜合采用多種通信技術相結合的方式建設智能配電通信網絡。宜以專網為主，公網為輔。b．應根據實施智能配電區域的具體情況選擇合適的通信方式。配電網主干線路宜采用光纖通信方式，分支線路可采用光纖與無線及中壓載波相結合的通信方式。c．實現“三遙”功能的站點、依賴通信實現故障自動隔離的饋線自動化區域、分布式電源等宜采用通信專網，優先采用光纖通信方式；實現“兩遙”、“一遙”功能的站點可采用光纖通信、中壓載波及無線通信等多種方式，但采用無線公網時需采取相應的安全防護策略。d．采用光纖通信方式的配電通信網可根據情況采用無源光網絡（EPON／GPON）、工業以太網等通信技術。e．應充分考慮配網改造工程多、網架頻繁變動的特點，智能配電通信網系統規劃設計時要有預留和備份資源。f．光纜建設應充分考慮智能配電通信網建設需求，以及用電通信網和其它增值業務的接入需求，新建配電網電纜線路或架空線路宜同步建設通信光纜或預留光纜架設通道。g．進行LTE、中壓寬帶電力線載波等通信新技術試點建設，技術成熟時可進一步推廣。
3結束語
1.無線通信技術具有成本低的特點。
在過去，有線通信技術的使用需要進行溝槽施工、電纜架設等，需要電力企業投入大量的建設資金。而無線通信技術的使用則省去了很多地面施工經費，只需要在信號接收點安裝一下信號接收器就可以了，大大降低了通信的資金，成本較低。
2.無線通信技術具有安裝方便、工期短特點。
在有線通信的施工過程中，通信設備的安裝環節復雜，施工周期也較長。與之相比，無線通信的安裝比較簡單，工期也短，能夠在較短的時間內滿足人們對信號傳遞的需求。
3.無線通信技術信號適應性強。
從信號強度來說，有線通信會受到地理位置等因素的影響給用戶帶來很多麻煩，而無線通信則很少受到外界因素的制約，信號的適應性更強。
4.無線通信技術擴展性大。
目前，我國經濟發達地區已經普遍采用無線通信技術，但是在落后地區依舊采用的是有線通信技術。今后，隨著經濟社會和科學技術的發展進步，通信技術和通信設備將會在更大程度上得到發展，這就使得我國無線通信技術在將來也擁有更大的擴展空間。
二、無線通信技術在智能配電網中的實施要點分析
目前，無線通信技術已經在很多地方的智能電網中得到廣泛應用。從現有的技術條件來看，我國目前智能電網中運用的無線通信技術主要包括3G技術、WLAN技術、WMN技術以及LMDS技術等，這些無線通信技術的應用在保證信號的穩定傳遞方面發揮著重要作用。下面，我們就對這些無線通信技術在智能電網中的應用進行分析。
1.3G技術的應用。
當前，3G技術已經形成了包括鏈路預算和傳播模型預算以及計算機仿真在內的一套建網理論，并在很多地區得到了的大規模的商業應用。由此可見，3G技術網絡技術已經具有相當多的實踐經驗，為智能配電網提供了成熟的技術支撐。
2.WLAN技術的應用。
WLAN技術是傳統有線網絡的延伸，通過射頻技術來進行數據信息的發送和接收?，F在，WLAN技術也逐漸走向成熟，WLAN產品也已經開始進行批量生產，為智能配電網提供物質幫助。但是，WLAN技術的應用過程中在數據安全方面存在一些隱患，需要做好防范工作。
3.WMN技術的應用。
與3G技術和WLAN技術相比，WMN技術是一種新興的技術，它不僅在無線寬帶的接入中發揮著重要作用，而且可以與數據和圖像采集結合在一起對目標實行數據采集和監控等，現在已經在工業、交通以及環境檢測等領域中得到廣泛應用，也為智能配電網的構建提供技術支持和保證。
4.LMDS技術的應用。
在智能電網中，LMDS技術是一種固定寬帶無線接入應用技術，它通過毫米波進行數據傳輸，從而在一定范圍內提供數據、視頻以及數字雙工語音等業務，是智能配電網中一種很好的寬帶固定無線接入解決方法。
三、小結
關鍵詞：無線通信；電網通信；技術分析
一、概述
電力通信網是為了保證電力系統的安全穩定運行應運而生的。它同電力系統的安全穩定控制系統、調度自動化系統被人們合稱為電力系統安全穩定運行的三大支柱。我國的電力通信網經過幾十年風風雨雨的建設，已經初具規模，通過衛星、微波、載波、光纜等多種通信手段構建而成為立體交叉通信網。隨著無線通信技術的發展，無線通信系統的特性發生巨大的變化。鑒于采用無線通信網不依賴于電網網架，且抗自然災害能力較強，同時具有帶寬大、傳輸距離遠、非視距傳輸等優點，非常適合彌補目前通信方式的單一化、覆蓋面不全的缺陷。本文簡單介紹一下無線通信傳輸體制的應用特點和優缺點，并分析其在電力系統的應用前景。
二、無線技術介紹
（一）無線通信技術的概念
目前，無線通信及其應用已成為當今信息科學技術最活躍的研究領域之一。其一般由無線基站、無線終端及應用管理服務器等組成。
（二）無線通信技術的發展現狀
無線通信技術按照傳輸距離大致可以分為以下四種技術，即基于IEEE802.15的無線個域網（WPAN）、基于IEEE802.11的無線局域網（WLAN）、基于IEEE802.16的無線城域網（WMAN）及基于IEEE802.20的無線廣域網（WWAN）。
總的來說，長距離無線接入技術的代表為：GSM、GPRS、3G；短距離無線接入技術的代表則包括：WLAN、UWB等。按照移動性又可以分為移動接入和固定接入。其中固定無線接入技術主要有：3.5GHz無線接入（MMDS）、本地多點分配業務（LMDS）、802.16d；移動無線接入技術主要包括：基于802.15的WPAN、基于802.11的WLAN、基于802.16e的WiMAX、基于802.20的WWAN。按照帶寬則又可分為窄帶無線接入和寬帶無線接入。其中寬帶無線接入技術的代表有3G、LMDS、WiMAX；窄帶無線接入技術的代表有第一代和第二代蜂窩移動通信系統。
1.主流無線通信技術
從技術發展的趨勢可以看出，以OFDM+MIMO為核心的無線通信技術將成為未來無線通信發展的主流方向。而目前基于該技術的無線通信技術主要有：B3G、WiMAX、WiFi、WMN等4種技術。
2.其他無線通信技術
除了上述主流的無線通信技術外，目前已存在的無線通信技術還包括：IrDA、Bluetooth、RFID、UWB、集群通信等短距離通信技術及LMDS、MMDS、點對點微波、衛星通信等長距離通信技術。
（1）IrDA：InfraredDataAssociation，是點對點的數據傳輸協議，通信距離一般在0～1m之間，傳輸速率最快可達16Mbps，通信介質為波長900納米左右的近紅外線。
（2）Bluetooth：Bluetooth工作在全球開放的2.4GHzISM頻段，使用跳頻頻譜擴展技術，通信介質為2.402GHz到2.480GHz的電磁波。
（3）RFID：RadioFrequencyIdentification，即射頻識別，俗稱電子標簽。它是一種非接觸式的自動識別技術，通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據。RFID由標簽、解讀器和天線三個基本要素組成。
（4）UWB：UltraWideband，即超寬帶技術。UWB通信又被稱為是無載波的基帶通信，幾乎是全數字通信系統，所需要的射頻和微波器件很少，因此可以減小系統的復雜性，降低成本。
三、無線技術優劣分析
（一）WLAN技術分析
Wi-Fi的技術和產品已經相當成熟，而且大批量生產。該技術適用于無線局域網，作為有線網絡的延伸，對于特殊地點寬帶應用，盡管Wi-Fi技術應用非常廣泛，但是它依然在安全性上存在一定的安全隱患，Wi-Fi采用的是射頻（RF）技術，通過空氣發送和接收數據。由于無線網絡使用無線電波傳輸數據信號，所以非常容易受到來自外界的攻擊，黑客可以比較輕易地在電波的覆蓋范圍內盜取數據甚至進入未受保護的公司內部局域網。
（二）WiMax技術分析
WiMax是一個先進的技術，推出相對較晚，存在頻率復用性小、利用率低的問題，但由于最近才完成標準化，該技術的大規模推廣還需要實踐考驗。從應用前景看，該技術可以在較大范圍內滿足上網要求，覆蓋可以包括室外和室內，可以進行大面積的信號覆蓋，甚至只要少數基站就可以實現全城覆蓋。WiMax由于其技術的先進性和超遠的傳輸距離，一直被業界看好，是未來移動技術的發展方向，并提供優良的最后一公里網絡接入服務。
（三）WMN技術分析
WMN是正在研究中的技術，在研究中不斷地在不同方面結合各種技術的特點進行融合，而且暫時沒有一個成熟的產品系列來支持該技術的大規模應用。從應用前景看，WMN這一新興網絡不僅在無線寬帶接入中有著廣闊的應用空間，在其他方面如結合數據、圖像采集模塊可以對目標對象進行監控或數據采集，并廣泛應用到環境檢測、工業、交通等領域。隨著其他技術的不斷更新完善，WMN更好地與之相融合、互補，從而能夠揚長避短，發揮出各自的優勢。
（四）3G技術分析
3G于1996年提出標準，2000年完成包括上層協議在內的完整標準的制訂工作。3G網絡部署已具備相當的實踐經驗，有一成套建網的理論，包括對網絡的鏈路預算、傳播模型預算以及計算機仿真等。從商用前景看，目前，3G在部分地區已得到大規模的商業應用，比如歐洲很多國家、日本、韓國等都已經建設了3G的網絡。3G技術已經進入可以實用的階段，還有很多國家和地區正在建設或將要建設3G網絡。
（五）LMDS技術分析
本地多點分布業務系統LMDS是一種提供點對多點通信的固定寬帶無線接入技術，其工作頻率在20GHZ以上，利用毫米波傳輸，可在一定的范圍內提供數字雙工語音、數據、因特網和視頻業務，是一種非常好的寬帶固定無線接入解決方案。在最優情況下，距離可達8公里；但是由于受降雨的原因，距離通常限于1.5公里。
其主要工作原理是通過扇區或基站設備將ATM骨干網基帶信息調制為射頻信號發射出去，在其覆蓋區域內的許多用戶端設備接收并將射頻信號還原為ATM基帶信號，在無需為每個用戶專門鋪設光纖或銅纜情況下，實現數據雙向對稱高帶寬無線傳輸。
（六）MMDS技術分析
MMDS的主要缺點是有阻塞問題且信號質量易受天氣變化的影響，可用頻帶亦不夠寬，最多不超過200MHz。其次，MMDS對傳輸路徑要求非常嚴格。由于MMDS采用的調制技術主要是相移鍵控PSK（包括BPSK、DQPSK、QPSK等）和正交幅度調制QAM調制技術，無法做到非視距傳輸，在目前復雜的城市環境下難以推廣應用。另外，MMDS沒有統一的國際標準，各廠家的設備存在兼容性問題。
（七）集群通信技術分析
數字集群系統具有很多優點，它的頻譜利用率有很大提高，可進一步提高集群系統的用戶容量；它提高了信號抗信道衰落的能力，使無線傳輸質量變好；由于使用了發展成熟的數字加密理論和實用技術，所以對數字系統來說，保密性也有很大改善。
數字集群移動通信系統可提供多業務服務，也就是說除數字語音信號外，還可以傳輸用戶數字、圖像信息等。由于網內傳輸的是統一的數字信號，因此極大地提高了集群網的服務功能。
（八）點對點微波通信技術分析
微波傳輸的優勢主要體現在以下幾個方面：第一，可以降低運營商的運營成本。與租用線路相比，微波系統的投資只要一年左右即可收回。第二，微波傳輸系統部署簡潔快速。與傳統的傳輸手段相比，其快速部署的優勢可以更快地滿足新業務發展的需要。第三，目前的微波產品對未來的發展是有保障的，對于運營商的新業務和新需求都可以給予很好的支撐。未來，微波傳輸系統將升級到全IP的平臺之上，可以全面支持運營商未來的發展。
（九）衛星通信技術分析
利用衛星在有些人口不很密集的地區來配合陸地通信。在這些地區散布著范圍較廣但不密集的用戶，可以利用衛星作為用戶連至固定有線網的接入設施。在陸地通信網已經構成寬帶多媒體通信網的環境下，利用衛星建成寬帶衛星接入系統是比較好而切合實際的方案，經濟又可靠。
但是衛星通信畢竟是采用衛星作為通信平臺，其地面站的建設、通信信道租用費用都需要花費大量資金，而且通信資源為衛星通信公司所有，受其帶寬的限制，使得大量數據的傳輸需要付出非常大的代價。因此，作為日常生產、生活使用是極為不經濟的；而將衛星通信作為應急通信、作戰通信、海外通信等則比較適合。
四、無線技術綜合比較
目前無線通信領域各種技術的互補性日趨鮮明。這主要表現在不同的接入技術具有不同的覆蓋范圍、不同的適用區域、不同的技術特點、不同的接入速率。3G可解決廣域無縫覆蓋和強漫游的移動性需求，WLAN可解決中距離的較高速數據接入，而UWB可實現近距離的超高速無線接入。
首先，從標準化程度上看，本報告所涉及的技術中，僅僅WMN技術沒有成熟的標準體系，LMDS、MMDS、集群通信均有多種標準，只是沒有統一的國際標準，其余的技術均已經完成標準化工作，并且都進行了試驗網建設和商業網建設。
從頻率上看，Wi-Fi技術、WMN均使用的是開放頻段，WiMax技術、3G技術等其他技術使用的是授權頻段。
從覆蓋范圍上看，Wi-Fi技術、WMN技術屬于局域網無線接入技術，僅覆蓋35m～100m；WiMax技術、3G技術、LMDS技術、MMDS技術、集群通信屬于城域網接入技術，覆蓋范圍在1km～54km不等，而衛星通信、點對點微波則屬于廣域網技術，通常用于通信主干組網建設。
從傳輸速率上看，點對點微波和衛星通信屬于干線傳輸技術，不同的情況速率變化較大，而其余的技術均為接入技術，僅僅是3G技術接入速率最小，僅為384k，而其余技術均為幾十M甚至上百M的速率。
從調制技術上看，其中WiFi技術、WiMax技術、WMN、3G技術均采用最新的調制技術OFDM，其余的技術均未采用OFDM調制技術。
從天線技術上看，僅僅3G和WiMax技術采用了MIMO技術，而其他技術均未采用MIMO技術；從傳輸環境上看，僅僅WiMax技術和3G技術支持非視距傳輸，其余技術均要求視距傳輸環境；從網絡安全和QoS機制上看，WiMax技術和3G技術在這方面做得比較優秀、完善，其余的均存在較大的問題。
電力通信網是為了保證電力系統的安全穩定運行應運而生的。它同電力系統的安全穩定控制系統、調度自動化系統被人們合稱為電力系統安全穩定運行的三大支柱。我國的電力通信網經過幾十年風風雨雨的建設，已經初具規模，通過衛星、微波、載波、光纜等多種通信手段構建而成為立體交叉通信網。隨著無線通信技術的發展，無線通信系統的特性發生巨大的變化。鑒于采用無線通信網不依賴于電網網架，且抗自然災害能力較強，同時具有帶寬大、傳輸距離遠、非視距傳輸等優點，非常適合彌補目前通信方式的單一化、覆蓋面不全的缺陷。本文簡單介紹一下無線通信傳輸體制的應用特點和優缺點，并分析其在電力系統的應用前景。
二、無線技術介紹
（一）無線通信技術的概念
目前，無線通信及其應用已成為當今信息科學技術最活躍的研究領域之一。其一般由無線基站、無線終端及應用管理服務器等組成。
（二）無線通信技術的發展現狀
無線通信技術按照傳輸距離大致可以分為以下四種技術，即基于IEEE802.15的無線個域網（WPAN）、基于IEEE802.11的無線局域網（WLAN）、基于IEEE802.16的無線城域網（WMAN）及基于IEEE802.20的無線廣域網（WWAN）。
總的來說，長距離無線接入技術的代表為：GSM、GPRS、3G；短距離無線接入技術的代表則包括：WLAN、UWB等。按照移動性又可以分為移動接入和固定接入。其中固定無線接入技術主要有：3.5GHz無線接入（MMDS）、本地多點分配業務（LMDS）、802.16d；移動無線接入技術主要包括：基于802.15的WPAN、基于802.11的WLAN、基于802.16e的WiMAX、基于802.20的WWAN。按照帶寬則又可分為窄帶無線接入和寬帶無線接入。其中寬帶無線接入技術的代表有3G、LMDS、WiMAX；窄帶無線接入技術的代表有第一代和第二代蜂窩移動通信系統。
1.主流無線通信技術
從技術發展的趨勢可以看出，以OFDM+MIMO為核心的無線通信技術將成為未來無線通信發展的主流方向。而目前基于該技術的無線通信技術主要有：B3G、WiMAX、WiFi、WMN等4種技術。
2.其他無線通信技術
除了上述主流的無線通信技術外，目前已存在的無線通信技術還包括：IrDA、Bluetooth、RFID、UWB、集群通信等短距離通信技術及LMDS、MMDS、點對點微波、衛星通信等長距離通信技術。
（1）IrDA：InfraredDataAssociation，是點對點的數據傳輸協議，通信距離一般在0～1m之間，傳輸速率最快可達16Mbps，通信介質為波長900納米左右的近紅外線。
（2）Bluetooth：Bluetooth工作在全球開放的2.4GHzISM頻段，使用跳頻頻譜擴展技術，通信介質為2.402GHz到2.480GHz的電磁波。
（3）RFID：RadioFrequencyIdentification，即射頻識別，俗稱電子標簽。它是一種非接觸式的自動識別技術，通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據。RFID由標簽、解讀器和天線三個基本要素組成。
（4）UWB：UltraWideband，即超寬帶技術。UWB通信又被稱為是無載波的基帶通信，幾乎是全數字通信系統，所需要的射頻和微波器件很少，因此可以減小系統的復雜性，降低成本。
三、無線技術優劣分析
（一）WLAN技術分析
Wi-Fi的技術和產品已經相當成熟，而且大批量生產。該技術適用于無線局域網，作為有線網絡的延伸，對于特殊地點寬帶應用，盡管Wi-Fi技術應用非常廣泛，但是它依然在安全性上存在一定的安全隱患，Wi-Fi采用的是射頻（RF）技術，通過空氣發送和接收數據。由于無線網絡使用無線電波傳輸數據信號，所以非常容易受到來自外界的攻擊，黑客可以比較輕易地在電波的覆蓋范圍內盜取數據甚至進入未受保護的公司內部局域網。
（二）WiMax技術分析
WiMax是一個先進的技術，推出相對較晚，存在頻率復用性小、利用率低的問題，但由于最近才完成標準化，該技術的大規模推廣還需要實踐考驗。從應用前景看，該技術可以在較大范圍內滿足上網要求，覆蓋可以包括室外和室內，可以進行大面積的信號覆蓋，甚至只要少數基站就可以實現全城覆蓋。WiMax由于其技術的先進性和超遠的傳輸距離，一直被業界看好，是未來移動技術的發展方向，并提供優良的最后一公里網絡接入服務。
（三）WMN技術分析
WMN是正在研究中的技術，在研究中不斷地在不同方面結合各種技術的特點進行融合，而且暫時沒有一個成熟的產品系列來支持該技術的大規模應用。從應用前景看，WMN這一新興網絡不僅在無線寬帶接入中有著廣闊的應用空間，在其他方面如結合數據、圖像采集模塊可以對目標對象進行監控或數據采集，并廣泛應用到環境檢測、工業、交通等領域。隨著其他技術的不斷更新完善，WMN更好地與之相融合、互補，從而能夠揚長避短，發揮出各自的優勢。
（四）3G技術分析
3G于1996年提出標準，2000年完成包括上層協議在內的完整標準的制訂工作。3G網絡部署已具備相當的實踐經驗，有一成套建網的理論，包括對網絡的鏈路預算、傳播模型預算以及計算機仿真等。從商用前景看，目前，3G在部分地區已得到大規模的商業應用，比如歐洲很多國家、日本、韓國等都已經建設了3G的網絡。3G技術已經進入可以實用的階段，還有很多國家和地區正在建設或將要建設3G網絡。
（五）LMDS技術分析
本地多點分布業務系統LMDS是一種提供點對多點通信的固定寬帶無線接入技術，其工作頻率在20GHZ以上，利用毫米波傳輸，可在一定的范圍內提供數字雙工語音、數據、因特網和視頻業務，是一種非常好的寬帶固定無線接入解決方案。在最優情況下，距離可達8公里；但是由于受降雨的原因，距離通常限于1.5公里。
其主要工作原理是通過扇區或基站設備將ATM骨干網基帶信息調制為射頻信號發射出去，在其覆蓋區域內的許多用戶端設備接收并將射頻信號還原為ATM基帶信號，在無需為每個用戶專門鋪設光纖或銅纜情況下，實現數據雙向對稱高帶寬無線傳輸。
（六）MMDS技術分析
MMDS的主要缺點是有阻塞問題且信號質量易受天氣變化的影響，可用頻帶亦不夠寬，最多不超過200MHz。其次，MMDS對傳輸路徑要求非常嚴格。由于MMDS采用的調制技術主要是相移鍵控PSK（包括BPSK、DQPSK、QPSK等）和正交幅度調制QAM調制技術，無法做到非視距傳輸，在目前復雜的城市環境下難以推廣應用。另外，MMDS沒有統一的國際標準，各廠家的設備存在兼容性問題。
（七）集群通信技術分析
數字集群系統具有很多優點，它的頻譜利用率有很大提高，可進一步提高集群系統的用戶容量；它提高了信號抗信道衰落的能力，使無線傳輸質量變好；由于使用了發展成熟的數字加密理論和實用技術，所以對數字系統來說，保密性也有很大改善。
數字集群移動通信系統可提供多業務服務，也就是說除數字語音信號外，還可以傳輸用戶數字、圖像信息等。由于網內傳輸的是統一的數字信號，因此極大地提高了集群網的服務功能。
（八）點對點微波通信技術分析
微波傳輸的優勢主要體現在以下幾個方面：第一，可以降低運營商的運營成本。與租用線路相比，微波系統的投資只要一年左右即可收回。第二，微波傳輸系統部署簡潔快速。與傳統的傳輸手段相比，其快速部署的優勢可以更快地滿足新業務發展的需要。第三，目前的微波產品對未來的發展是有保障的，對于運營商的新業務和新需求都可以給予很好的支撐。未來，微波傳輸系統將升級到全IP的平臺之上，可以全面支持運營商未來的發展。
（九）衛星通信技術分析
利用衛星在有些人口不很密集的地區來配合陸地通信。在這些地區散布著范圍較廣但不密集的用戶，可以利用衛星作為用戶連至固定有線網的接入設施。在陸地通信網已經構成寬帶多媒體通信網的環境下，利用衛星建成寬帶衛星接入系統是比較好而切合實際的方案，經濟又可靠。
但是衛星通信畢竟是采用衛星作為通信平臺，其地面站的建設、通信信道租用費用都需要花費大量資金，而且通信資源為衛星通信公司所有，受其帶寬的限制，使得大量數據的傳輸需要付出非常大的代價。因此，作為日常生產、生活使用是極為不經濟的；而將衛星通信作為應急通信、作戰通信、海外通信等則比較適合。
四、無線技術綜合比較
目前無線通信領域各種技術的互補性日趨鮮明。這主要表現在不同的接入技術具有不同的覆蓋范圍、不同的適用區域、不同的技術特點、不同的接入速率。3G可解決廣域無縫覆蓋和強漫游的移動性需求，WLAN可解決中距離的較高速數據接入，而UWB可實現近距離的超高速無線接入。
首先，從標準化程度上看，本報告所涉及的技術中，僅僅WMN技術沒有成熟的標準體系，LMDS、MMDS、集群通信均有多種標準，只是沒有統一的國際標準，其余的技術均已經完成標準化工作，并且都進行了試驗網建設和商業網建設。
從頻率上看，Wi-Fi技術、WMN均使用的是開放頻段，WiMax技術、3G技術等其他技術使用的是授權頻段。
從覆蓋范圍上看，Wi-Fi技術、WMN技術屬于局域網無線接入技術，僅覆蓋35m～100m；WiMax技術、3G技術、LMDS技術、MMDS技術、集群通信屬于城域網接入技術，覆蓋范圍在1km～54km不等，而衛星通信、點對點微波則屬于廣域網技術，通常用于通信主干組網建設。
從傳輸速率上看，點對點微波和衛星通信屬于干線傳輸技術，不同的情況速率變化較大，而其余的技術均為接入技術，僅僅是3G技術接入速率最小，僅為384k，而其余技術均為幾十M甚至上百M的速率。
從調制技術上看，其中WiFi技術、WiMax技術、WMN、3G技術均采用最新的調制技術OFDM，其余的技術均未采用OFDM調制技術。
從天線技術上看，僅僅3G和WiMax技術采用了MIMO技術，而其他技術均未采用MIMO技術；從傳輸環境上看，僅僅WiMax技術和3G技術支持非視距傳輸，其余技術均要求視距傳輸環境；從網絡安全和QoS機制上看，WiMax技術和3G技術在這方面做得比較優秀、完善，其余的均存在較大的問題。
