1電力無線專網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀分析

隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的展開，電力業(yè)務(wù)對(duì)可靠性、安全性的需求不斷提高，電力無線專網(wǎng)建設(shè)受到越來越多的關(guān)注。智能電網(wǎng)配用電業(yè)務(wù)終端點(diǎn)多面廣且分布分散，光纖通信方式雖然具備業(yè)務(wù)傳輸能力強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，但部署施工難度大、成本高，無法滿足對(duì)海量配用電終端的全覆蓋[1]。隨著無線寬帶通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，作為電力有線光纖通信的補(bǔ)充手段，無線通信對(duì)電力配[2]用[3]電側(cè)業(yè)務(wù)的支持能力已經(jīng)得到了較大的提高，越來越多的電力通信業(yè)務(wù)考慮使用無線通信進(jìn)行承載。

目前，配用電網(wǎng)多采用租用電信運(yùn)營商提供的 GPRS、CDMA 業(yè)務(wù)作為信息采集等業(yè)務(wù)的無線通信手段[4]。公網(wǎng)雖然無需網(wǎng)絡(luò)部署和后期維護(hù)，僅需向運(yùn)營商交納租賃費(fèi)用，但這種以公眾語音通話和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為最高優(yōu)先級(jí)的網(wǎng)絡(luò)，始終無法滿足電力業(yè)務(wù)信息安全、實(shí)時(shí)性以及服務(wù)質(zhì)量的需求。因此，建設(shè)無線專網(wǎng)成為智能電網(wǎng)電力通信發(fā)展的必然趨勢(shì)。

LTE230 系統(tǒng)是工作在 230MHz 頻段的無線專網(wǎng)通信系統(tǒng)[5]，低頻段覆蓋距離遠(yuǎn)的特點(diǎn)使其在建網(wǎng)和后期維護(hù)成本上皆優(yōu)于其它系統(tǒng)。另外在頻率使用政策上，針對(duì) 230MHz 頻段，國家無線電管理委員會(huì)發(fā)布的《關(guān)于印發(fā)民用超短波遙測(cè)、遙控、數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)頻段規(guī)劃的通知》[6]（國無管[1991]5 號(hào)）中規(guī)定，電力行業(yè)擁有專用的 40 個(gè)授權(quán)頻點(diǎn)。因此，LTE230系統(tǒng)在電力行業(yè)中基于頻率使用政策上的天然優(yōu)勢(shì)，結(jié)合 4G LTE 先進(jìn)技術(shù)及廣覆蓋優(yōu)勢(shì)，在電力配用電領(lǐng)域具有良好的推廣應(yīng)用價(jià)值。

2基于 LTE230 系統(tǒng)的電力無線通信專網(wǎng)

現(xiàn)有的電力無線通信專網(wǎng)系統(tǒng)主要包括 LTE230 系統(tǒng)、230 數(shù)傳電臺(tái)和 1800MHz 無線寬帶通信系統(tǒng)等技術(shù)體制。電力無線專網(wǎng)技術(shù)體制的選擇主要考慮三方面因素：?jiǎn)位靖采w半徑、與電力業(yè)務(wù)的適用性、傳輸速率大小。

傳統(tǒng) 230 數(shù)傳電臺(tái)雖然覆蓋能力與 LTE230 系統(tǒng)相當(dāng)，但是僅能提供低速率的窄帶數(shù)據(jù)傳輸，不能滿足智能電網(wǎng)發(fā)展所需的大帶寬、高速率需求；而目前的無線寬帶通信系統(tǒng)大多工作在 1800MHz 等高頻段，雖然數(shù)據(jù)傳輸能力較強(qiáng)，但單站的覆蓋能力方面較弱，建網(wǎng)和運(yùn)維成本很高，且都基于通用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，與電力業(yè)務(wù)的結(jié)合能力一般。LTE230 系統(tǒng)正是從這三方面考慮，結(jié)合電力行業(yè)應(yīng)用需求，既具備廣覆蓋優(yōu)勢(shì)，又為電力行業(yè)定制開發(fā)，同時(shí)具備寬帶傳輸能力，是電力配用電應(yīng)用中通信體制的較好選擇。下面具體闡述 LTE230 電力無線通信專網(wǎng)在智能電網(wǎng)配用電領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

2.1 單基站覆蓋半徑智能電網(wǎng)配用電業(yè)務(wù)終端分布范圍廣且分散，采用廣覆蓋基站不僅能減少同等面積下基站的數(shù)量，更能降低網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的復(fù)雜度，實(shí)現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)的無縫覆蓋，減少基站邊緣弱覆蓋、盲區(qū)出現(xiàn)的概率，降低終端切換可能性，從而提高電力通信的穩(wěn)定性和可靠性。

覆蓋能力不僅是無線通信系統(tǒng)的重要指標(biāo)，更直接影響到網(wǎng)絡(luò)的成本。這里的成本不僅包括硬件成本，同時(shí)包括站址的租金、工程安裝、供電、人員維護(hù)成本。因此，覆蓋能力是電力通信選擇何種通信系統(tǒng)的關(guān)鍵因素之一。

在同等條件下，根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)建立 Okumuram- Hata 模型，分別對(duì)工作在 230MHz、400MHz、1400MHz、1800MHz、2400MHz 頻段的通信系統(tǒng)覆蓋能力進(jìn)行仿真測(cè)試，從測(cè)試結(jié)果可以看出，230MHz 頻段的覆蓋能力是 2400MHz 頻段的 5.5 倍，不同頻段的覆蓋能力如圖 1 所示。

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