基于td―lte无线专网技术在配网自动化中应用

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1、基于TD-LTE无线专网技术在配网自动化中应用摘要：本文首先介绍了配网自动化系统的功能和结构,然后根据我国配网自动化的建设现状，对配网自动化常用的通信技术进行比较分析，探讨目前以光纤通信技术为主，电力线载波技术和无线公网技术为辅的混合通信方案存在的问题和不足，并在此基础上提出基于TD-LTE的无线专网通信方案。最后本文构建了一个TD-LTE无线专网测试系统，从无线专网的覆盖范围、无线性能、配网自动化业务应用方面对TD-LTE无线专网进行测试和分析。关键词：TD-LTE；无线专网；配网自动化中图分类号：TN929.5随着我国电网改造的不断深入，自动化与智能化成为配电网发展的必然

2、趋势。配网自动化系统(DistributionAutomationSystem,DAS)是一个利用现代电子技术、通信技术和计算机技术对配电网进行实时数据采集、监控、协调和操作的自动化系统［1］。配网自动化系统主要由配电主站、配电子站、配电终端和通信系统四部分构成［2］。由于配电终端具有点多、面广、运行环境恶劣等特点，同时，配网自动化业务种类繁多，对传输速率、实时性、安全性和可靠性等方面的要求也各不相同［3］,因此目前还没有一种单一的通信技术可以满足所有配网自动化业务的需求［4］。目前我国配网自动化系统一般采用以光纤通信技术为主，电力线载波技术和无线公网技术为辅的通信方案［5］

3、。本文对我国配网自动化常用的通信技术进行比较分析，并在此基础上提出基于TD-LTE的无线专网通信方案。1配网自动化通信技术研究1.1光纤通信光纤通信指的是以光波为载体，以光纤为传输介质的通信技术。目前配电自动化主干通信网一般利用原有的电力通信网，即调度数据网或MSTP/SDH传输网，接入通信网一般采用工业以太网。光纤通信具有安全性强，可靠性高，抗干扰能力强，中继距离长，传输速率高等优点［5］,因此成为了配网自动化的主要通信方式。但由于工程造价高昂，部分地区光缆敷设难度大［5］,目前仅适合配电自动化主干通信网以及城区内比较重要的配电终端的接入通信网。1.2电力线载波通信电力线载

4、波通信(PowerLineCommunication,PLC)是指将数据调制成载波信号或扩频信号，然后通过耦合器耦合到电力线或电力线屏蔽层上进行通信的技术［6］。电力线载波通信以电力线路为传输介质，具有投资成本低、与电网建设同步的优势，但传输速率低、抗干扰性差、存在信号覆盖盲区以及受停电的影响大［3］,因此电力线载波通信只能作为配网自动化接入通信网的辅助通信方式。1.3无线公网通信配网自动化的无线公网通信技术指的是通过无线终端采集配网自动化的数据，并通过公网运营商提供的专线将数据传送到配网自动化主站。常见的无线公网技术包括GPRS、CDMA和3G通信技术。无线公网技术具有建设

5、投资小，建设速度快，组网灵活,应用范围广，可扩展性强的优点［3］。但其实时性和安全性较低，不能用于传送实时信息和遥控信息，并且系统建成后需要向网络运营商缴纳租费，运营成本高［5］。所以无线公网通信方式较适合用于不需要遥控功能站点的接入通信网，只能作为配网自动化接入通信网的补充通信方式。1.4基于TD-LTE的无线专网LTE（LongTermEvolution,长期演进）是由3GPP组织制定的UMTS技术标准的长期演进。LTE系统采用了下行OFDMA、上行SC-FDMA的多址接入技术，同时引入了MIM0（多输入多输出）、Beamforming（波束赋形）等关键技术，显著增加了频

6、谱效率和数据传输速率（峰值速率能够达到上行50Mbit/s,下行100Mbit/s）,并支持多种带宽分配：1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz.15MHz和20MHz等，频谱分配更加灵活,系统容量和覆盖性能显著提升［7］。基于TD-LTE的无线专网具有传输速率高，实时性强，可靠性高，安全性强，组网灵活，易于扩展和建设维护成本低等优点。以光纤通信为主，TD-LTE无线专网为辅，载波通信和无线公网通信为补充的通信方案，能够满足绝大部分配网自动化业务的需求，从而进一步提高我国的配网自动化水平。2基于TD-LTE的无线专网在配网自动化的应用2.1基于TD-LTE的无线专网组网

7、方式TD-LTE无线专网主要包括无线基站以及无线终端CPE,其中无线基站主要包括天线、RRU（射频拉远模块）和BBU（基带处理单元）。无线基站一般安装在变电站或者区局大楼的楼顶，并通过机房内原有的调度数据网或者MSTP/SDH传输网连接到配电主站。在终端侧，CPE通过网线与配电终端设备相连。无线基站与CPE之间一般采用AES加密技术。2.2基于TD-LTE的无线专网的测试系统为了验证基于TD-LTE的无线专网在配网自动化中应用的可行性，我们构建了一个TD-LTE无线专网测试系统：在部分站点安装了无线基站