TD—LTE技术在智能配电网中的应用研究

曹小冬

【摘要】配用电是电力供应的最后环节，是坚强智能电网的核心基础，智能配用电的发展对通信系统提出了新的要求，现有电力通信系统未能对智能配电网的业务给予有效支撑。TD-LTE技术具有网架结构简单、频谱带宽灵活、高速率低时延、建设运维成本低等优势，成为智能配电网通信系统的不二之选。文章介绍了配用电通信的现状，对TD-LTE的重要技术展开深入分析，重点研究TD-LTE在智能配电网的应用前景。

【关键词】TD-LTE；通信；配电网；应用研究

1.引言

2009年5月份，电网公司提出了建设拥有“信息化、自动化、互动化”的智能电网发展策略，计划到2020年全面建立坚强智能电网。配用电是电力供应最后的环节，是直接面对社会以及广大客户的关键能源网络，也是坚强智能电网的核心基础。配网自动化以及智能用电服务是进行坚强智能电网的关键手段，是提升供电可靠性的必要条件，也是电力系统科技化发展的必然趋势。

2.配用电通信的现状

智能配用电网对其通信系统提出一定的要求，主要包括能够承载恶劣条件的考验，不受到恶劣条件的影响，业务接口拥有灵敏性，装配方式较为灵活，拥有较强的扩展性，保护性较好。目前的电力无线通信系统由于受到科学技术的阻碍，在规划方面缺少统一性，体制较为混乱，功能比较落后，对智能电网业务进展水平造成一定的束缚。智能电网的发展对电力通信系统提出了更高的要求，功效较大，安全性以及有效性更高。

当前，光纤通信系统资金投入比较大，成本比较高，针对配用电业务节点没有实现全部覆盖；30MHz电台专网包含在窄带系统里，不能满足智能电网发展需求；而GPRS/CDMA/3G公网缺少安全性以及有效性，不能保证服务的质量，不能达到网络管理。2013年12月，工业和信息化部正式发放TD-LTE牌照，宣告我国通信行业进入4G时代。TD-LTE技术由于具有网架结构简单、频谱带宽灵活、高速率低时延、建设运维成本低等优势，成为智能配电网通信系统的不二之选。

3.TD-LTE230系统核心技术

3.1 频率资源

1991年，旧国家无线电管理委员会发表《关于印发民用超短波遥测、遥控、数据传输业务频段规划的通知》（国无管[1991]5号），把223.025到235.000MHz当作遥控、遥控测、数据传送等业务应用的频段。近些年来，由于无线通信技术的快速发展，能够用在建立电力无线通信系统的频谱资源日渐缺少，电力系统专有的230MHz频段随之越来越受到注重，怎么样利用这段频谱资源来整治电网通信的现实问题也变得越来越急迫。

在现在可以申请的频谱当中，1800MHz频段传送损耗大，和GSM网存在干扰问题，并且某些地区这个频段已经分发给民航应用，需要整治机场周围电力设备的覆盖问题；1400MHz频段通过各地的无委会自己审批，差异性比较大；450～470MHz和698～806MHz这两个频段用在广播电视传送业务上，传送性能良好；然而在223～235MHz频段里面有无委会授予电力专用的40个25kHz离散频这个频段传送性能良好。2GHz以下的可以用在建立电力无线宽带通信系统的频谱剖析，如表1所示。

表1 12GHz以下频谱使用现状

3.2 大容量接入技术

OFDMA多址技术。在第四代移动通信里，OFDMA调制手段为最主要的调制方法，和其他的调制手段相对比，其优点表现在下面几个方面：首先，频谱的功效比较高；其次，拥有很强的抗频率衰落能力；第三，频域均衡能够保证复杂度较低的接收机的实现。运用OFDMA技术，频谱使用率提升，接入的用户数变多，可以实现宽带业务，不一样的用户需求能够得到满足。

干扰协调技术。在OFDM系统中，小区分配的系统资源是正交子载波资源。运用这种分配手段，可以区别用户，降低相同小区里面的干扰，小区用户出现的干扰关键是临近的小区产生的。要是组网是同频组网，临近的小区会出现相互干扰的现象，为减少干扰，需要使用到两种手段：第一，干扰协调手段；第二，干扰抑制手段。

4.TD-LTE技术在智能配电网中的应用前景

4.1 信息采集

收集居民用户的用电信息，主要是根据单位来收集。供电公司在集中抄表项目方面，主要是分成两种方法：第一，集中器汇聚方法；第二，收集器直接上报方法。

4.2 配电网自动化

如今配电自动化通信较为分散且节点较多，各点的通信数量较少，为了降低成本，使通道结构能够优化，常常是配电子站对周围配电终端数据展开转发。然而，在节点光纤铺设方面，施工的时间较为长，投资力度比较大，在偏远地区，这种投资效益不是很明显。使用TD-LTE230系统，在配电自动化装置，展开无线通信终端的装配，可以收集、监管配电主站的数据，并展开电网扩展的剖析，利用配电网现场的开关对终端FTU展开监管，配电变压器对终端TTU展开监管。LTE无线宽带网络为配网自动化数据信息、用电信息提供双向、高速、安全通道，配网的FTU位置发生改变或电网扩改建的适应能力强，扩容和网络结构的更改都很方便。因此，运用光纤通信传输主导，无线通信接入辅助的手段，配网完全可以满足自动化通信全覆盖。

4.3 图像及视频保障

电力图像及视频监控主要的作用包含：

（1）电力的施工区监管；

（2）关键地段的传输电力的线路；

（3）防风防汛及事故的应急指挥和商讨；

（4）变电站维护等。TD-LTE230系统聚集的离散载波有40个，上行传送的带宽频率是1.76MHz，可以满足传送电力视频的需求。

5.结束语

综上所述，文章主要介绍配电网通信系统状况，对TD-LTE的重要技术展开深入的分析，对多种无线技术及频段展开对比，研究TD-LTE在智能配电网的应用前景。TD-LTE230系统以230MHz无线通信频点为根基，运用离散频谱聚合技术，建立健全无线通信网络，可以采集用电信息，对负载展开掌控，实现配网自动化，提供电力视频和语音通信保障，有效提升工作效率，可以促进智能配電网快速有效的发展。TD-LTE技术实现了配用电网业务的安全可靠传输，满足配用电业务宽带化、互动化、智能化需求，实现电力通信网从点、线覆盖向面覆盖的跨越，解决面向用户侧最后一公里的通信网络资源极其匮乏的问题。

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