[發明專利]基于混合協議的智能配電網無線通信系統

在審

• 申請號: 201410335886.5
• 申請日: 2014-07-15
• 公開（公告）號: CN104683323A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發明（設計）人: 柯峰;柯永達
• 申請（專利權）人: 廣州中網電力工程設計有限公司
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04W24/00
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明涉及通信技術領域，尤其涉及一種基于混合協議的智能配電網無線通信系統。

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背景技術

目前，無線通信技術主要采用如下方式：?

1）采用基于移動運營商的公網進行傳輸，如GPRS?/CDMA/3G等無線通信方式。GPRS?/CDMA/3G??無線公網通信方式具備部署成本低、產業鏈成熟等特征，但由于依賴公網運營商，數據傳輸帶寬不足、穩定性欠缺、其安全性、可靠性、實時性不能保證，當接入用戶數目增加時，通信速率受影響嚴重。因此不能滿足配電網數據傳輸過程中高可靠性與低傳輸時延需求。?

2）采用802.15?無線傳感網，802.11?無線局域網等技術，特點是協議簡單成熟，組網靈活，容易配置和管理，且工作在ISM?頻段，無需專用的頻段支持。缺點是功率和傳輸距離受限定，很難滿足配電網終端的中遠距離傳輸要求。?

3）采用無線專網通信技術，作為配電通信網終端接入網建設的一種重要手段，符合地理位置復雜、通信點多、單點信息量較小但總信息量大的需求，對于電能量抄表、負荷控制、配電自動化等這些業務能充分發揮無線專網部署快速、擴充方便、不受地面環境限制等優點。目前已有的制包括230M配網專用數傳電臺技術，優勢是除了每年頻點費以外，平時運行無需額外費用，缺點是受地形、氣候等外部條件的影響較大，造成系統的可靠性、實時性較差，且數據傳輸速率低，功能落后，系統功能擴展性不強。

光纖通信以光波作為信息載體,??以光導纖維作為傳輸介質的通信手段.??由于光纖和光電器件的自身故障率低,??受電磁干擾小,??因此光纖通信的可靠性高，傳輸速率高，傳輸損耗小。EPON??技術是一種新興的寬帶接入技術，在物理層采用了PON?技術，在鏈路層使用以太網協議，利用PON?的拓撲結構實現以太網接入。具有帶寬高，易組網，方便接入，可靠性高，實時性高，安全性高，受環境干擾小的特點，但由于配網改造工程多，網絡架構頻繁變動等特點建設成本較高，光纜鋪設難度大、費用太高；由于配網地域范圍很廣,??子站及遠方終端數量眾多,??使用光纖通信方式的經濟投入過大。?

電力線載波通信技術是綜合運用多種調制解調技術，信道編碼技術，網絡通信技術，模擬前端技術以及耦合結合技術，實現以中壓配電線路作為傳輸介質的通信。由于傳輸媒介是配電線路，所以不必額外建設通信通道，載波通道可以沿著配電線路從變電站到達配電站。建設成本較低，施工方便，無需布線，專網運行，安全性高，但是帶寬低，可靠性，實時性一般，組網靈活性差。中壓載波方式不夠穩定，組網受一次網架構影響較大；?

現有配電網通信技術存在的不足：

（1）光纖EPON(Ethernet?Passive?Optical?Network，以太網無源光網絡)?技術，由于配網改造工程多，網絡架構頻繁變動等特點建設成本較高，光纜鋪設難度大、費用太高；由于配網地域范圍很廣,??子站及遠方終端數量眾多,??使用光纖通信方式的經濟投入過大。

（2）電力線載波通信方式，帶寬低，可靠性，實時性一般，組網靈活性差。中壓載波方式不夠穩定，組網受一次網架構影響較大；

（3）無線通信技術

1）采用基于移動運營商的公網進行傳輸，依賴公網運營商，數據傳輸帶寬不足、穩定性欠缺、其安全性、可靠性、實時性不能保證，當接入用戶數目增加時，通信速率受影響嚴重。因此不能滿足配電網數據傳輸過程中高可靠性與低傳輸時延需求。

2）采用802.15?無線傳感網，802.11?無線局域網等技術，功率和傳輸距離受限定，很難滿足配電網終端的中遠距離傳輸要求。

3）采用無線專網通信技術，受地形、氣候等外部條件的影響較大，造成系統的可靠性、實時性較差，且數據傳輸速率低，功能落后，系統功能擴展性不強。

在進行配電網接入層通信技術選擇過程中，需要最大限度選取適應配電網智能化改造、滿足已有或未來可能出現的應用需求，部署和維護成本低、產業鏈成熟等特征的通信技術體制。?

目前TD-LTE?以及FDD-LTE?標準做為中國在下一代移動通信技術，是我國4G自主技術，TD-SCDMA??的后續演進標準，帶寬大，支持20Mbit/s?以上的數據傳輸，技術成熟，體制先進，網絡結構扁平、業務部署開展靈活，且采用128?bit?AES?加密來提高安全可靠性，可以滿足配電網數據安全傳輸的需要，獲得通信產業界的一致推崇，在世界范圍內已經進入真正的商用階段，國內的公網商業應用也已經開始。?