智能配电网中无线通信技术的运用分析

2023-09-22林超智吴钦莹

通信电源技术 2023年14期

林超智，吴钦莹

国网宁德供电公司，福建宁德 352100）

1 无线通信技术概述

1.1 内涵

无线通信技术指借助电磁波信号建立信息传播模式，从而实现自由空间内信息的传播交互和管理。相较于传统应用体系，智能配电网在运行环境中要完成分布式电源的接入处理，为此要充分融合无线通信技术，借助技术的自愈、保护等功能来建立更加完整的信息处理控制模式。

1.2 技术应用优势

（1）无线通信技术的项目成本较低。在传统通信技术安装作业中，要配合土工作业敷设大量的电缆设备，增加了项目成本。此外，电缆传输存在传输速度受限、灵活性不足等问题。而无线通信安装作业中，仅需要设置信号接收器就能完成信号的收集和传递，这大大缩减了项目的投资成本，同时为信息实时交互管理控制提供保障，更好地满足用户的实际需求。

（2）无线通信技术辐射范围广。在实际作业中，只需安装配套的信号接收器和设施，就能实现大范围的信号传输处理。相较于传统技术模式，无线通信技术方案不易受外界因素的影响，在满足覆盖要求的同时，建立长时间通信管理控制模式，最大限度上满足特殊区域用户的通信需求[1]。

（3）无线通信技术的扩展性较好。在安装处理应用方案时，能有效提高用户整体用电水平，为电力资源平衡化分配提供保障。同时，该技术扩展性较好，能够构建更加科学合理的技术应用管理体系，为经济落后地区的配电网络协同发展提供保障。

相较于传统有线敷设的技术模式，无线通信技术突破了技术瓶颈，成功构建覆盖面更广、作业成本更低、控制管理更加便利的技术体系，为智能配电网规划管理工作的全面落实提供支持。

2 智能配网中无线通信技术的应用规划

2.1 整体技术规划

在无线通信技术应用体系中，无线局域网（Wireless LAN，WLAN）技术、5G 技术、无线网状网（Wireless Mesh Network，WMN）技术等是主要的技术表现形式，利用不同的技术方案，共同打造完整的无线通信技术运行管理平台。

（1）移动数据业务（General Packet Radio Service，GPRS）技术。在无线分组数据业务处理环节能提供相应的数据传输服务，并且保证数据传输效率满足实际应用需求，共同构建较为完整的应用控制体系，维持用户端对端分组管理的基本水平[2]。GPRS 技术支持智能配网系统规范化落实相关工作，使用者无须投入基础设施的建设费用，只需在每个测量点安装对应的终端设备就能进行数据的富集化管理。GPRS 技术能有效提高信息传输交互的安全性，满足IP 网络安全运行管理需求。GPRS 技术支持实时性数据管理，整体丢包率仅为0 ～10%，提高了信息交互的可靠性。与此同时，在无线通信技术的应用过程中，如果网络用户数量达到一定的数量级，则频段资源会利用竞争处理模式优化配置效果，有效减少网络波动造成的影响。

（2）基础模块化架构（B-segment Modular Architecture，BMA）技术。BMA 技术本身属于无线宽带技术，能够满足配电自动化延时宽带要求，建立较为合理的技术交互控制模式。BMA 部署较为便捷，能实现无线广域网、城域网、局域网以及个人域网的部署分型，在满足信息交互标准的同时最大限度的减少资源损耗。最关键的是，BMA 技术能对微电网孤岛控制和分布式能源予以保护处理，维持无线通信技术运行环境的稳定性，提升智能配网信息管理效果[3]。

2.2 组网规划

基于无线通信技术的应用优势，要将其有效融合在智能配电体系中，还需整合具体组网应用要点，建立健全完整的技术控制模式，以保证相关联信息都能逐步落实，保证数据应用管理的科学性。配电终端需要通过传输控制协议/网络协议（Transmission Control Protocol/Internet Protocol，TCP/IP）数据平台与主站进行无线连接。

（1）建立完整的内置无线传输模块应用管理体系，配合相应模块的设置和处理，搭建能实现无线数据实时性交互控制的管理模式，减少信息覆盖面不足所造成的影响，维护各个模块之间信息交流管理的科学性。

（2）建立基于串口外置的无线传输管理体系，维持连接的合理性和可控性，并依据电力二次系统安全防护规定的具体要求，保证智能配电系统归属稳定且合理[4]。例如，基于电力系统应用管理要求，对智能配电网进行安全分区，按照网络专用分区、横向隔离和纵向认证并行的方式构建控制体系，提高阶段性无线通信网络应用管理控制工作的运行水平。智能配电网无线通信技术组网结构如图1 所示。

3 智能配网中无线通信技术的应用内容

基于无线通信技术的优势作用，将其应用在智能配网中，可以搭建较为合理的技术运行管理模式，更好地提升智能配电网统筹管理质量，为电力系统协同进步创设良好的技术平台。

3.1 变电站自动化控制

配电网要想积极落实智能化发展规划，就要结合运行服务要求落实相应的技术方案，共同维系技术控制效能，保证统筹管理的科学性。与此同时，变电站的主要功能之一就是调节输电线路电压和潮流，利用无线通信技术打造更加合理的变电站控制模式，配合相关设备及时进行电力数据的汇总，将其应用在变电站控制体系内，匹配以太网运行模式和无线局域网控制模式，保证数据传输管理的合理性[5]。

另外，在应用无线通信技术的过程中，要设置专用的数据传感器，在完成数据收集的同时，将其直接传导到电力控制中心，以维持信息汇总管理的及时性和规范性。控制中心的相关工作人员在分析数据信息的同时，会对整个地区用电情况予以调整，并合理分配用电量，保证传感器能将获取到的信息直接传输到相关终端设备，维持智能化配电网运行管理的平衡，也为各地区平衡用电提供支持，保证电力资源均衡分配。

3.2 自动抄表系统

在传统配电网电力系统数据收集工作中，受线路铺设模式的限制，在数据收集方面要耗费大量的人力物力。而在应用无线通信技术后，不仅能支持电力系统建构更加精准化的数据管理模式、维护智能配电线路自动远程抄表，还能在满足数据交换处理要求的同时，提高阶段性作业的精准性[6]。

3.2.1 电力载波抄表

依据输电线载波、配电线载波以及低压配电线载波的差异性分为不同的载波通信模式，能满足相应线路的应用要求和标准，建立完整的电力配电线载波控制体系，更好地满足应用管理的具体需求，提高抄表控制工作的合理性。

3.2.2 扩频载波抄表

扩频载波抄表是目前较为常见的电力线载波处理机制，其在信息频带展宽的基础上，接收端通过相关接收装置接收处理数据并恢复数据带宽，能在降低信噪比要求的同时，为信号传输处理工作的落实和开展提供保障。基于自适应均衡技术的应用要求，借助无线通信前向纠错技术模块能最大限度提高抄表系统运行管理的科学性。

3.2.3 配电线载波抄表

配电线载波抄表体系在实际应用中借助集中器进行数据的管理，配合信道传输控制，完成控制中心的数据富集。将载波信号利用变压器直接传输至中央控制单元，以便及时完成信息数据的综合管理。

随着科学技术的不断发展和进步，远程抄表系统的应用范围也在扩大，在监理规范且操作系统化的同时，能充分发挥无线通信技术的优势，建立更加完整的配网中心数据管理模式，为实际工作提供较大便利，也为智能配网综合管理质量的优化提供保障[7]。

3.3 满足用户实时性需求

在智能配电网多元发展进程不断加快的背景下，无线通信技术的融合化处理方式受到了关注。要想维持智能配电网运行质量，就要整合具体的技术方案，从而维持协同控制的合理性。目前，部分用户借助安装太阳能板或者小型风机的方式进行分布式电源的接入处理，这就使得分布式接入模块的类型、结构、模式都存在较大的差异，为提高电网运行质量，引入无线通信技术势在必行。利用无线通信技术能使用户实时掌握相关信息，用户利用装置即可完成电价信息的精准化评估，掌握最新电价情况，有效落实资源整合处理的具体要求。与此同时，无线通信技术的应用支持个性化控制管理，维持智能配电网双向、高速的开展数据管理[8]。

3.4 McWiLL

在无线通信技术全面发展的基础上，技术的多元化整合模式也在逐步落实智能配电网的发展中，建立相匹配的技术运行管理体系，能更好地维护智能配网统一管理效果。其中，宽带无线通信（Multi-Carrier Wireless Information Local Loop，McWiLL）技术是基于大规模商用窄带技术同步码分多址（Syhchronous code Dicision Multiple Access，SCDMA）V5 的体系，结合我国自主研发的智能天线、信道跟踪管理、预测码扩正交频分多址（Orthogonal Frequency Division Multiple Access，CS-OFDMA）动态信道分配等技术体系，打造更加完整的技术运行管理模式，维持信息通信管理控制的科学性和规范性。

一方面，McWiLL 技术支持全IP 架构机制，能够实现固定、便携以及全移动模式下语音数据等业务的交互，并满足多媒体业务控制需求。此外，McWiLL 技术宽带无线接入系统能划分为不同的层级模式。一是顶层核心层，完成终端控制以及业务交互管理；二是业务汇聚层，满足无线数据业务接入控制，并且能建立数据包交换控制体系，维持系统数据管理的及时性和规范性；三是接入层，完成具体接入设备的管理，并且保证接入功能得以落实，维持系统统筹控制处理的科学性。

另一方面，McWiLL 技术支持遥测、遥控等功能，搭配无线数据传输终端，能在获取指令后进行配电网的实时性监控[9]。