LTE移動通信技術在智能電網中的應用
圍廣、永遠在線、接入速度快、支持中高速數據傳輸、投入費用低、可按流量收費等優點。目前,GPRS技術已經被廣泛應用到電力工業的各個環節,如配網自動化、電力負荷管理、無線抄表、調度自動化、電能質量監測、電壓等級變電站的遠動信號傳輸、電力搶修調度、輸電線路污穢在線監測等領域。但是,實際應用中GPRS傳輸速率僅為57.6kbit/S,且通信保密性、安全性不夠高,已經不能滿足未來智能電網發展對通信系統的要求。相比之下,LTE技術不僅具有GPRS技術的優點,同時也彌補了GPRS技術在傳輸速度、保密性、安全性等方面的不足,因此更能適應未來智能電網建設的發展方向與技術要求。
四LTE技術及其在智能電網中的應用
1.LTE技術
LTE(Long Term Evolution,長期演進)項目是3G的演進,始于2004年3GPP的多倫多會議。LTE并非人們普遍誤解的4G技術,而是3G與4G技術之間的一個過渡,是3.9G的全球標準。它改進并增強了3G的空中接入技術,采用OFDM和MIMO作為其無線網絡演進的唯一標準。在20MHz頻譜帶寬下能夠提供下行326Mbit/s與上行86Mbit/s的峰值速率,改善了小區邊緣用戶的性能,提高小區容量和降低系統延遲。
LTE技術特點主要表現在以下幾方面:
1)通信速率高,下行峰值速率為100Mbps、上行為50Mbps。
2)以分組域業務為主要目標,系統在整體架構上將基于分組交換。
3)QoS保證,通過系統設計和嚴格的QoS機制,保證實時業務(如VoIP)的服務質量。
4)系統部署靈活,能夠支持1.25MHz-20MHz間的多種系統帶寬,并支持“paired”和“unpaired”的頻譜分配,保證了將來在系統部署上的靈活性。
5)降低無線網絡時延:子幀長度0.5ms和0.675ms,解決了向下兼容的問題并降低了網絡時延,時延可達U-plan<5ms,C-plan<100ms。
6)增加了小區邊界比特速率,在保持目前基站位置不變的情況下增加小區邊界比特速率。
7)強調向下兼容,支持已有的3G系統和非3GPP規范系統的協同運作。
與3G等移動通信方式相比,LTE更具技術優勢,具體體現在:高數據速率、分組傳送、延遲降低、廣域覆蓋和向下兼容等。
2.LTE在智能電網中的應用
LTE在智能電網中的應用優勢主要表現在:高速的數據傳輸速度滿足了電力系統大量信息數據傳輸的要求,高速可靠的數據交互為智能電網開放性地兼容各類設備提供了可靠的通信機制;LTE的視頻功能將增加電網與需求側、發電商、環境和諧相處的能力,為其提供完成交易的信息處理平臺和物理載體;LTE的安全性和可靠性是滿足智能電網防御信息攻擊,提高信息安全,提高自愈能力的重要保證,為智能控制、負荷調度、電力搶修、智能需求側管理提供了準確、可靠、實時的數據信息。
LTE技術在智能電網中的具體功能應用如下:
1)網視頻監控
在配網中有大量的檢測終端與變壓器監測設備,用于向調度中心傳送各種信息,如遙測、遙信、遙控主要設備狀態和報警信息等。隨著視頻監控技術的發展,越來越多的變電站和機房采用無人值守的方式,因此為了提高安全性和可靠性,系統對傳輸通道的可達性和帶寬提出更高的要求。采用固定寬帶與移動LTE通信技術相結合的方式,可實時傳送清晰的動態視頻信息,滿足電力網絡利用視頻進行實時監測的要求。
將LTE移動視頻業務與電力系統已有的視頻監控系統相結合的優勢在于:一方面,在有線寬帶不能通達的監測點安裝移動視頻監測裝置,實現視頻監控;另一方面,監控維護人員可使用移動PC機或手機,實時了解運行狀況。由于移動視頻監控對帶寬的要求較高,只有使用LTE移動通信網絡才能獲得較好的業務質量。
2)線路巡檢
高壓架空輸電線路是電力系統的重要組成部分,其傳輸距離長,沿線地理環境復雜。目前國內主要采用人工檢測故障的方法對線路進行維護,這種方法下巡線人員工作強度很大,故障檢測困難。隨著電子芯片和機器人技術的飛速發展,日、美等國已經成功研制出以機器人作為載具,以攝像機作為圖像采集設備進行巡線的技術,而且借助移動通信技術(掌上電腦、條碼掃描技術、RFID射頻識別技術等),巡檢人員可利用掌上電腦、手機、PC機以文字、圖片、視頻的方式將現場情況實時發送到巡檢中心,保證了現場數據的準確性、完整性。這種方式提高了工作效率,使巡檢維護規范化,提高維護和管理水平。
3)負荷管理
負荷管理是電力需求側管理(DSM)的重要組成部分,是緩解電
責任編輯:何健
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