无线专网在电力通信中的应用

周宇波，付诚，吴佩洪，王艳琦

(1.中国能源建设集团云南省电力设计院有限公司，昆明 650051；2.云南电网有限责任公司迪庆供电局，云南 香格里拉 674400)

无线专网在电力通信中的应用

周宇波1，付诚1，吴佩洪2，王艳琦1

(1.中国能源建设集团云南省电力设计院有限公司，昆明 650051；2.云南电网有限责任公司迪庆供电局，云南 香格里拉 674400)

结合当前电力系统需求，提出了5.8 GHz无线通信技术在输电线路监测以及应急通信等2个领域的应用方案，选择位于高海拔地区的迪庆供电局作为试点，利用仿真软件选择设备部署位置，实地搭建小型无线专网，对无线专网的各项技术指标进行了测试。通过对测试结果进行分析，验证了利用5.8 GHz无线通信技术构建电力通信专网的可行性，总结了无线专网建设的一些经验。

5.8 GHz通信技术；无线专网；输电线路监测；应急通信

0 前言

随着智能电网建设的推进，需要构建覆盖全网直至用户侧的高速实时、支持多业务灵活接入的电力通信网络。若将现有的电力骨干光纤通信网络向下延伸，存在短时间内无法大面积覆盖、光纤布放难度大、投资高、运维工作量大等问题。因此，单一的光纤通信方式已经不能满足智能电网业务全覆盖要求，需要开展以光纤通信为主、无线通信为辅相结合的复合通信网络建设与应用尝试，以更好地开展配电自动化、输电线路监测、无人值守可视化管理、应急抢险、视频监控等业务。近年来电力企业对于供电质量提出了更高的需求，输电线路在线监测系统应运而生。该系统通过各种传感器技术，通信技术，信息处理技术实现输电线路运行状态的感知、预警、分析、评估，以保障电力输电线路的安全运行。输电线路在线监测系统中视频监控是最重要、最直观的手段，而实现视频监控最核心的问题就是如何解决系统的通信。

应急通信系统是电力系统必不可少的组成部分，在特殊情况、突发事件下，常规电力通信网络很可能已经失效，导致抢修指挥中心、相关部门不能及时、充分地了解相关情况而无法下达指令。因此，建设一套电力应急通信系统，将事故现场的视频、语音回传至指挥中心，确保对突发事件做出有序、快速、高效的反应，对于电力企业提高生产安全水平意义重大。

1 5.8 GHz无线通信技术简介

1.1 开放频段

频率对于无线通信来说是非常宝贵的资源，通常需要经过国家无线电管理机构严格审批才可使用某一频段。而5.8 GHz频段主要开放给工业、科学、医学三类机构使用，无需授权许可，只需在无线电管理机构备案，遵守发射功率要求，并且不要对其它频段造成干扰即可使用。因此，5.8 GHz频段的开放性是5.8 GHz无线通信技术的最大优势。

5.8GHz是一个纯净宽阔的无线传输频段，目前使用该频段的设备较少，可使用的信道带宽较大，传输速率也有保障。尤其是在一个频率干扰极小的环境下，5.8 GHz设备可以稳定在一个频段，无需频繁调频，从而也降低了设备的能耗。

1.2 信道划分及载波带宽

从频率规划和业务带宽综合考虑，既要能很好进行频率规划又要有较宽的业务带宽，5.8 GHz系统信道带宽采用15 MHz到25 MHz比较合理。

1.3 调制方式及业务带宽

5.8GHz频段没有规定上下行信道范围，多数5.8 GHz系统采用TDD方式，上下行共用一个信道。其业务带宽指标一般指上下行业务带宽之和。5.8 GHz无线系统主要采用 BPSK、QPSK、8QAM、16QAM、64QAM等调制方式，业务带宽从6 Mbps到105 Mbps不等。

1.4 传播特性及覆盖距离

对于单载波5.8 GHz系统，无线设备之间通常要求视距传输；对于采用 OFDM技术的5.8 GHz系统，无线设备之间可以不要求视距传输。5.8 GHz点对多点系统覆盖距离通常可以达到5 km～10 km。5.8 GHz点对点系统使用抛物面定向天线，最远传输距离可达到80 km。

1.5 协议标准及QoS

5.8GHz无线通信系统采用的协议有802.11a、私有协议。目前还没有完全依据802.16标准开发的5.8 GHz系统。QoS方面，5.8 GHz系统支持限制最大带宽、保证最小带宽及按业务流优先级传输。系统通过判别IP包的TOS字段识别不同的业务流，对视频、VoIP等业务流进行优先传输。

2 在输电线路监测中的应用

2.1 无线和光纤混合式接入方式

在输电线路中采用无线方式将就近的多个杆塔监控节点进行汇聚，然后利用OPGW光缆或ADSS光缆实现光纤汇聚点到变电站的连接，变电站到监控中心之间利用现有电力光纤通信网进行数据传送。

图1 无线和光纤混合式接入方式系统框图

2.2 全无线接入方式

在输电线路中全部采用无线方式，将就近多个杆塔监控节点进行点到多点的汇聚，然后采用无线点到点方式将汇聚信号传到变电站，变电站到监控中心之间利用现有电力光纤通信网进行数据传送。

图2 全无线接入方式系统框图

3 在电力应急通信中的应用

5.8GHz无线通信技术用于电力应急通信系统，克服了现有应急通信系统中存在的通信距离短、通信带宽低、设备运输不便、无法传输视频及其它高带宽业务等缺点。

基于5.8 GHz无线专网的电力应急通信系统中，应急现场的通信设备与作为中继节点的某个变电站通过无线专网进行通信，变电站通信系统与主控和指挥中心通过已有光纤通信网络进行通信，从而快速、精确地完成远程应急指挥任务。

图3 电力应急通信系统框图

4 结束语

通过实际测试，可以确定基于5.8 GHz无线专网的视频监控系统在易用性、功能完善性以及可靠性方面均具有优势，能够较好地满足实际项目中的应用。无线视频远程控制系统能够传输多路视频，且均能够以720p/1080p的标准实时回传，保证控制端可远程操作摄像头进行变焦、转向等调整。

另一方面，也应看到，5.8 GHz属于超高频频段 (3～30 GHz)，无线信号波长很短，为厘米波，绕射能力较差。因此，今后在进行5.8 GHz无线专网建设时，利用仿真软件初步选点之后，还必须对每一个设备部署位置进行实地踏勘，只有确定链路具有视距条件，且设备周围没有树木，未来也无建设较高建筑物的规划时，才可开展建设。

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Research on Application of 5.8 GHz Wireless Network in Electric Power Telecommunication System

ZHOU Yubo1，FU Cheng1，WU Peihong2，WANG Yanqi1
(1.Yunnan Electric Power Design Institute Co.，Ltd.，CEEC，Kunming，650051，China；2.Diqing Power Supply Bureau，Yunnan Power Grid Co.，Ltd，Xianggelila，Diqing 674400，China)

This article proposes the application scheme of transmission line monitoring and emergency communication using the 5.8 GHz wireless communication technology.A small communication system is established according to the simulation results.The main technical indicators of the 5.8 GHz wireless network is tested.The test results verify the feasibility of the electric power communication network based on 5.8 GHz wireless communication technology.Experience in wireless network construction is also summarized.

5.8 GHz wireless communication；wireless communication；transmission line monitoring；emergency communication

TM73

B

1006-7345(2015)05-0105-02

2015-04-29

周宇波 (1964)，女，高级工程师，中国能源建设集团云南省电力设计院有限公司，从事电力通信、调度自动化设计工作(e-mail)zhouyubo＠vip.sina.com。

付诚 (1986)，男，硕士，工程师，中国能源建设集团云南省电力设计院有限公司，从事电力通信、调度自动化设计工作(e-mail)fc1236＠139.com。

吴佩洪 (1982)，男，助理工程师，云南电网有限责任公司迪庆供电局，从事电力通信系统运行、维护工作。