微功率无线通信技术在电力线路中的适应性

广东长建通信建设有限公司 王 洋 陈文才 林晓燕

微功率无线通信技术在电力线路中的适应性

广东长建通信建设有限公司 王 洋 陈文才 林晓燕

伴随着科技的进步，许多先进的技术都应用到电力产业当中。保持输配电线路通信网络的顺畅成为人们关注的焦点，关于微功率无线通信技术的引入，无疑给输配电线路的通信提供了一个新的发展方向。本文基于对微功率无线通讯

技术的研究，探析其在电力线路中的适应性。

微功率；无线通信技术；电力线路

前言

在当前的输配电线通信网的构建中，无线通信技术的使用为电力企业提供了一个成本较低的发展方向。随着无线通讯的发展，微功率无线通讯技术走进人们的视野，并以其自身具备的优越性迅速的占据了市场，更好的促进了电力企业的发展。

一、无线通讯网络的发展

无线通信网络在近几年逐渐的发展起来，并凭借无线网络成本低且安装方便的优势迅速的发展起来。当前的无线通讯网络的发展主要是通过蜂窝无线网络技术展开的电力通信网络建设，其中微功率的无线通讯技术更是凭借着系统灵活、简洁的优势成为当下电力通信选择的主要技术之一。

在大多数的为功率无线网络设计的初衷是为了实现近距离的实时接入，但输配电线路往往需要进行长达数公里的通讯，微功率无线网络技术尚难保证稳定的通讯效果。近年来展开了对于通讯协议在远距离传输中的讨论，从研究的角度将微功率无线技术的远距离传输提上日程。并在充分考虑信号不稳定的状态下的信息传输，将微功率无线技术与业务宽带进行融合，为智能电网的通信网络建设提供了借鉴[1]。

二、微功率无线技术的设计与分析

实际中输电线路的档距一般为1千米左右，而配电线路的档距就比较的短小，一般在100米左右。因此在进行微功率无线技术的设计时要充分满足各种线路的需要，并且将通信距离变化带来的各项参数的改变加入到设计中去。

（一）现场网络的通信方组

在输配电线路信息节点由许多的无线网络构成。在每一个输电线塔的都安置一个无线传输的节点，对于不同距离的通信需要通过定向天线的调配发送适当功率的控制信号。并且还要将输电线路塔收集到的信息传递到变电站，实现两个相邻输电线塔之间的信息交换，将无线网络的信息数据同步的发送给控制终端。

（二）微功率无线远距离通信的性能

在实际的微功率无线通讯运行中，受到许多方面因素的影响：1.接收信号的强度

无线网络通信在整个物理层中使用了正交频分复用技术，以配合不同的编码方式，达到了物理层的最高速率。在其具体的运行中，传输距离的增加接收到的信号强度也就越差，对于收发双方来说都受到了限制[2]。

2.协议的效率

媒体接入控制层在使用中，主要采用载波侦听多路访问的方式接入控制协议。无线电在空气中的传输时间随着传输距离的拉大而逐渐增加，并且数据发生碰撞的概率也在不断的加大。

（三）约束通信性能的条件

1.接收信号

在无线信息的传输道路中，信号主要是因为在传输中的路径损耗的快衰落引起的损失。在输配电线路中通信节点之间是根据通信的长度来进行信息传输方式的选择，在传输过程中障碍较少的前提下，仅仅考虑路径上的损耗就可以。

2.远距离传输与数据碰撞

在现场网络中，通信节点之间的信号传输受无线信号在空中的传播而发生延长，从而影响两个端点之间通信道路产生碰撞。在两个通信节点的碰撞之下必然导致传输信息质量的下降，对于实现远距离的数据传输来说产生了一定的阻碍。

3.通信吞吐量

一个传输节点进行数据信息的传输，在形成传输链路层数据包时。对于整个通信网络发出的要求，则需要经过许多的过程才可以到达信息收集的终端，并作用于整个无线通讯网络。

三、信息终端时间的同步

传统的微功率无线网络是在工业发展的要求之上展开的，介于现在通用的全球定位系统的使用，传统的微功率无线通信终端受到了一定的限制，因此人们纷纷寻找解决问题的方法。

（一）现场网络信息终端同步

本文基于IEEE1588软件层面之上来进行信息同步方案的探索。在IEEE1588之上是不需要借助其他的硬件来进行同步，具有执行简单的优势并且可以很好的满足输电线路的监测要求。在整个输电网络中，通信节点要在获取高精度的业务的同时将信息逐级的向输线路塔的传输，以实现整个通信网络的数据同步[3]。

（二）同步算法

在通信网络的数据传输中，出现误差大都是有以下几点引起的：首先通信设备的时钟运行与业务的时钟运行不同步；然后是将通信设备时钟的数据传输中花费许多的时间；最后电子通讯设备产生误差一般都与晶振有关，并且产生的误差难以更改。

因此在进行信息传输时间的处理上，要逐渐实现MAC层与物理层之间的同步，减少因为排队而产生的延时或是不确定造成的误差。在进行物理层的时间误差的处理中，要将时间误差的等级进行划分，以具体的层次来采取不同的方式减少时间上产生的误差。

四、微功率无线通信技术于电力线路应用的反思

在点对点的网络传输中，吞吐量是随着传输距离的增加而不断的减少的。综合传输信号对于通讯传输系统的的影响，在高压电的传输环境中，电磁的干扰主要受到实际中传输信号距离的影响。在实际的两条传输电路之间的安全距离是较长的，因此高压输电线在2.4GHz的频段对于传输信号的影响是最小的，在全球定位系统的定位之下，对两个通讯节点之间的的运行设备进行测试。从测试的结果来看吞吐量数据的变化与理论上的数据基本保持一致，但实际中设备运行中的吞吐量则会相对较高。因此在使用微功率无线通讯技术时要充分的考虑到各个传输电的线路的不同[4]。

本文通过对IEEE1588的现场网络通信的研究，将微功率无线通信技术放入到一个具体的场景中。经过测试我们不难发现，微功率无线通信技术在电路中的应用可以很好的减少电路在通信设备上的投入。并且在保证这整个通讯业务的精准度的基础之上，将数据信息的同步变成了可能。

五、总结

微功率无线通讯技术在电路中的使用正在逐渐的完善当中，伴随着科技的进步为通信技术的发展提出了更高的要求。在新时代的背景之下，我们要用崭新的眼光去看待无线通信网络的建设。综上所述，微功率无线通信网络的使用对于我国电力事业的发展来说是十分重要的，我们要积极的引导其与当前供电网络相匹配，最终推进国家经济的增长。

[1]任瑞杰,王亚静,闫斌． 输电线路在线监测通信传输网络设计及实现[J]．电力信息与通信技术,2017,(03):89-94．

[2]刘林,祁广源,刘冰,牛明珠,孙婷,赵云． 输电线路无线传感网络低功耗通信技术研究[J]．大众用电,2016,(S2):30-33．

[3]殷健,董天强,周克． 双模通信在智能用电信息采集系统的应用研究[J]．电气应用,2016,(20):18-22．

[4]冯凌,魏东,欧习洋,张进,邓德勇,赖荣光． 无线通信在高压配电线路电能计量装置的应用[J]．电测与仪表,2016,(19):72-76．