（广东电网责任有限公司惠州大亚湾供电局 516081）
摘要：无线通信技术的迅猛发展一直是我国经济发展及生产力进步的重要推动力之一，更是人民群众生活质量提高的重要保证，也使得其在电力系统中得以大量的应用，特别是在电力通信中发挥了越来越重要的作用，成为我们建设坚强可靠大电网的重要技术保证之一。
关键词：无线通信；电网通信；技术介绍
一、概述
电力系统为了安全、经济的发供电、合理地分配电能，保证电力质量指标，及时地处理和防止系统事故，就要求集中管理、统一调度，建立与之相适应的通信系统。因此电力系统通信是电力系统不可缺少的重要组成部分，是电网实现调度自动化和管理现代化的基础，是确保电网安全、经济调度的重要技术手段。
由于电力系统生产的不容间断性和运行状态变化的突然性，要求电力调度通信高度可靠、传输时间十分迅速，因此需要建立与电力系统安全运行相适应的专用通信网，对于在系统运行中具有重要意义的发电厂、变电所尚应保证能有互为备用的通信通道。
因此电力通信网是电力系统的重要组成部分，它与电力系统的安全稳定控制系统、调度自动化系统共同构成电力系统安全稳定运行的三大支柱。目前它更是电网调度自动化、网络运营市场化和管理现代化的基础，是确保电网安全、稳定、经济运行的重要手段，是电力系统的重要基础设施。
二、电网通信现状
目前我国已建立了由卫星、微波、载波、光缆等多种通信手段构建而成的立体交叉通信网，而且以具有高传输率、高带宽、高可靠性等特性的光纤通信为主。
随着通信网络光纤化趋势进程的加速，我国电力专用通信网在很多地区已经基本完成了从主干线到接入网向光纤过渡的过程。目前，电力生产专业业务有保护、安全自动装置和电力市场化所需的宽带数据等，特别是保护和安全自动装置，对光缆的可靠性和安全性提出了更高的要求。可以说，光纤通信已经成为电力系统安全稳定运行以及电力系统生产生活中不可缺少的一个重要组成部分。
众所周知，电力系统是由电能的生产、输送、分配和消费组成的一个整体。为实现跨区域、长距离电能的输送，电力系统建设了遍及各地的高压输电线路；为满足城乡广大民众生产生活用电需求，又有纵横交错、密布街道村庄的输配电杆路和沟道。可以说，高、中、低压输配电线路是目前覆盖面最为广大的网络基础设施，而且它基础坚固，较之其它网络如电信、广电网络等有着更高的可靠性。但是近年来我国各地不断发生的各种自然灾害却对电力输送网络以及电力通信系统产生了极大的危害，轻则影响小部分地区，重则影响整个大电网系统，严重威胁到我们的供电可靠性，也影响了社会经济发展和人民群众日常的生产生活。
随着无线通信技术的发展，无线通信系统的特性发生巨大的变化。鉴于采用无线通信网不依赖于电网网架，且抗自然灾害能力较强，同时具有带宽大、传输距离远、非视距传输等优点，非常适合弥补目前通信方式的单一化、覆盖面不全的缺陷。
三、无线通信技术介绍
无线通信是利用电磁波信号可以在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式，近些年信息通信领域中，发展最快、应用最广的就是无线通信技术。无线通信技术经历了一百多年的发展，由早期的固定方式无线通信发展为移动方式无线通信，移动方式无线通信的发展至今也经历了五个阶段，技术水平及应用范围都在不断提高、扩大，是人类社会不断进步的强大推动力之一。
无线通信技术按照传输距离从小到大可以分为以下四种技术，即基于IEEE802.15的无线个域网（WPAN）、基于IEEE802.11的无线局域网（WLAN）、基于IEEE802.16的无线城域网（WMAN）及基于IEEE802.20的无线广域网（WWAN）。现在日常生活中常见的无线通信技术有卫星通信、微波通信、无线局域网WLAN、无线城域网WMAN、2G/2.5G通信、3G通信。
1、卫星通信
卫星通信简单地说就是地球上（包括地面和低层大气中）的无线电通信站间利用卫星作为中继而进行的通信。卫星通信系统由卫星和地球站两部分组成。卫星通信的特点是：通信范围大；只要在卫星发射的电波所覆盖的范围内，从任何两点之间都可进行通信；不易受陆地灾害的影响（可靠性高）；只要设置地球站电路即可开通（开通电路迅速）；同时可在多处接收，能经济地实现广播、多址通信（多址特点）；电路设置非常灵活，可随时分散过于集中的话务量；同一信道可用于不同方向或不同区间（多址联接）。卫星通信的缺点也很明显：（1）通信资费标准高于常用的电缆通信、微波通信，是其资费标准的十倍乃至几十倍；（2）在大型建筑内或山体等物体遮盖住设备本身时通信信号无或闪烁不定；（3）在通话过程中有延时现象，导致接续不畅。
2、微波通信
微波通信是使用波长在0.1毫米至1米之间的电磁波——微波进行的通信。微波通信不需要固体介质，当两点间直线距离内无障碍时就可以使用微波传送。利用微波进行通信容量大、质量好并可传至很远的距离，因此是我国通信网的一种重要通信手段，也普遍适用于各种专用通信网。微波通信具有良好的抗灾性能，对水灾、风灾以及地震等自然灾害，微波通信一般都不受影响。但微波经空中传送，易受干扰，在同一微波电路上不能使用相同频率于同一方向，因此微波电路必须在无线电管理部门的严格管理之下进行建设。此外由于微波直线传播的特性，在电波波束方向上，不能够有阻挡，因此微波通信的主要方式是视距通信，超过视距以后需要中继转发。不过长距离微波通信干线可以经过几十次中继而传至数千公里仍可保持很高的通信质量。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3、WLAN技术介绍
无线局域网络WLAN是相当便利的数据传输系统，它利用射频的技术，取代旧式碍手碍脚的双绞铜线所构成的局域网络，使得无线局域网络能利用简单的存取架构将计算机设备互联起来，构成可以互相通信和实现资源共享的网络体系，达到“信息随身化、便利走天下”的理想境界。Wi-Fi技术就是其中的典型代表。Wi-Fi是一个无线网路通信技术的品牌，由Wi-Fi联盟（Wi-Fi Alliance）所持有。由于无线网络使用无线电波传输数据信号，所以非常容易受到来自外界的攻击，黑客可以比较轻易地在电波的覆盖范围内盗取数据甚至进入未受保护的公司内部局域网。
4、WMAN（WiMax）技术介绍
无线城域网WMAN中具有代表性的技术就是WiMax。WiMax是一个先进的技术，推出相对较晚，存在频率复用性小、利用率低的问题，但由于最近才完成标准化，该技术的大规模推广还需要实践考验。从应用前景看，该技术可以在较大范围内满足上网要求，覆盖可以包括室外和室内，可以进行大面积的信号覆盖，甚至只要少数基站就可以实现全城覆盖。WiMax由于其技术的先进性和超远的传输距离，一直被业界看好，是未来移动技术的发展方向，并提供优良的最后一公里网络接入服务。但从标准来讲WiMax技术是不能支持用户在移动过程中无缝切换，其速度只有50公里，而且如果高速移动，WiMax达不到无缝切换的要求。
5、2G/2.5G通信技术介绍
2G通信即第二代无线通信技术，不同于第一代的模拟信号，2G技术已经开始使用数字信号传送音频或其他数据了。现今最大范围使用的2G通信技术是GSM。GSM最大的特点就是它是全世界最为流行的通信标准，GSM主要支持语音传输，但也可以进行多样的数据传输，如短消息、低速率的Internet接入等数据传输。
2.5G通信是一种处于2G到3G的过渡阶段的通信技术，“2.5G”并不像“2G”、“3G”那样有官方的定义，只是一种为了细分2G通信技术的一种非官方的说法。通常我们所说的2.5G就是指GSM网络下的GPRS、EDGE技术以及CDMA网络下的CDMA2000。2.5G通信的典型代表是GPRS。GPRS的传输速率可提升至56甚至114Kbps，速度10倍于GSM，还可以稳定地传送大容量的高质量音频与视频文件，较之GSM有着巨大的进步。
6、3G通信技术介绍
3G通信技术即第三代移动通信技术，是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。3G服务能够同时传送声音及数据信息，速率一般在几百kbps以上。目前3G存在几种标准：CDMA2000，WCDMA，TD-SCDMA。3G通信能够同时传送声音（通话）及数据信息（电子邮件、即时通信等，代表特征是提供高速数据业务。3G通信与2G通信的主要区别是在传输声音和数据的速度上的提升，它能够在全球范围内更好地实现无线漫游，并处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务。
四、几种无线通信技术的综合分析比较
前文提到的几种无线通信领域技术有较强的互补性。这几种不同的接入技术具有不同的覆盖范围、不同的适用区域、不同的技术特点、不同的接入速率。
微波通信在我国早期的电网通信中有大量的应用，在电网通信中发挥了积极重要的作用。但是由于微波直线传播的特性，在电波波束方向上，不能有高楼阻挡，因此城市规划部门要考虑城市空间微波通道的规划，使之不受高楼的阻隔而影响通信。而且微波通信的主要方式是视距通信，超过视距以后需要中继转发，每隔50公里左右，就需要设置中继站，将电波放大转发而延伸。这点极大的限制了电网建设中微波通信的继续应用，因为在长距离的输电线路上中继站的建设将增加建设成本，而且现在飞速发展的城市现代化建设也使得微波通信在城市电网中的应用难以开展。
目前电网应用最多的是基于GSM及GPRS网络的应用，其中的典型代表就是远程电能计量抄表系统。在各种表计终端上内置SIM卡及其无线通信模块装置，可以在中控室直接实行远程自动抄表功能，可组成以中控室为中心的地域性抄表网络。中控室可对网络内的各电表进行每月一次，每日一次或每日数次的指定周期性抄读，而且抄表速率高，约每秒一个电表，因此可进行分时段抄表和计费。通讯可靠，采用天线定点通讯，即可进行24小时的通讯，且不受电网波动的影响。此外GPRS网络在电网系统中还应用在如配网自动化、电力负荷管理、调度自动化、电能质量监测、低电压等级变电站的远动信号传输、电力抢修调度、输电线路污秽在线监测等领域。
虽然GPRS网络现在已有许多重要的应用，但GPRS作为一种从2G到3G的过渡技术，实际应用中传输速率为57．6kbit／S，通信保密性、安全性还不够高，不能满足未来电网发展对通信系统的要求。第三代通信技术3G不仅具有GPRS本身固有的优点，同时也解决了传输速度、保密性、安全性等难题。为了适应未来电网的发展，电力通信网应符合以下要求：高速率、高带宽、高覆盖、高可靠。而3G通信技术无疑是一个很好的选择。3G通信不仅具有传输速率高、高安全性、高可靠性等特点，而且具有精确的数据对时和同步能力、抗干扰能力，性能比GPRS技术更加优越，更能满足电网中电力通信一体化的要求。3G应用到电网中的优势主要表现在：3G高速的数据传输速度满足了电力系统大量信息数据传输的要求，3G的视频功能将增加电网与需求侧、发电商、环境和谐相处的能力，为其提供完成交易的信息处理平台和物理载体；3G的安全性和可靠性是满足电网防御信息攻击，提高信息安全，提高自愈能力的重要保证，为智能控制、负荷调度、电力抢修、智能需求侧管理提供了准确可靠、实时的数据信息。
五、无线通信技术的应用及展望
目前我国的电力通信通道都是由电力企业自己投资建设的专用通道，工程投资大，维护工作繁重。而由无线通信技术实现电力系统中数据传输的方式具有不需要建立专用通道、工程投资小、覆盖面广、维护方便、安装灵活等特点，利用移动运营商提供的移动通信技术实现电力系统中的数据传输，将是电力系统自动化的重要发展方向。随着电网对灾难应急、调度及配网自动化、办公智能化等等需求的提出，无线通信将以其迅速部署、不受地面限制等特点在电力系统通信中得到大力应用。因此，无线通信可以成为电力系统通信的一个重要技术手段和发展方向，也是我们构建坚强可靠大电网的重要技术保证之一。
参考文献：
[1] 王士政，《电力系统控制与调度自动化》，2008年3月第一版
[2] 百度百科，微波通信，2011，http：//baike.baidu.com/view/21474.htm
[3] 百度百科，WiMax，2011，http：//baike.baidu.com/view/26835.htm
[4] 百度百科，3G，2011，http：//baike.baidu.com/view/11232.htm
[5] 陆慧，《智能电网中现代通信技术的介绍》，http：//www.docin.com/p-128984410.html
[6] 陈军，《3G移动通信技术在智能电网中的应用》，《高科技与产业化》2009年12月号
论文作者:严刚洲
论文发表刊物:《电力设备》2015年8期供稿
论文发表时间:2016/3/1
标签：通信论文; 电网论文; 微波论文; 通信技术论文; 电力系统论文; 技术论文; 无线通信论文; 《电力设备》2015年8期供稿论文;