[实用新型]基于混合协议的智能配电网无线通信系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及通信技术领域，尤其涉及一种基于混合协议的智能配电网无线通信系统。

背景技术

目前，无线通信技术主要采用如下方式： 

1）采用基于移动运营商的公网进行传输，如GPRS /CDMA/3G等无线通信方式。GPRS /CDMA/3G  无线公网通信方式具备部署成本低、产业链成熟等特征，但由于依赖公网运营商，数据传输带宽不足、稳定性欠缺、其安全性、可靠性、实时性不能保证，当接入用户数目增加时，通信速率受影响严重。因此不能满足配电网数据传输过程中高可靠性与低传输时延需求。 

2）采用802.15 无线传感网，802.11 无线局域网等技术，特点是协议简单成熟，组网灵活，容易配置和管理，且工作在ISM 频段，无需专用的频段支持。缺点是功率和传输距离受限定，很难满足配电网终端的中远距离传输要求。 

3）采用无线专网通信技术，作为配电通信网终端接入网建设的一种重要手段，符合地理位置复杂、通信点多、单点信息量较小但总信息量大的需求，对于电能量抄表、负荷控制、配电自动化等这些业务能充分发挥无线专网部署快速、扩充方便、不受地面环境限制等优点。目前已有的制包括230M配网专用数传电台技术，优势是除了每年频点费以外，平时运行无需额外费用，缺点是受地形、气候等外部条件的影响较大，造成系统的可靠性、实时性较差，且数据传输速率低，功能落后，系统功能扩展性不强。

光纤通信以光波作为信息载体,  以光导纤维作为传输介质的通信手段.  由于光纤和光电器件的自身故障率低,  受电磁干扰小,  因此光纤通信的可靠性高，传输速率高，传输损耗小。EPON  技术是一种新兴的宽带接入技术，在物理层采用了PON 技术，在链路层使用以太网协议，利用PON 的拓扑结构实现以太网接入。具有带宽高，易组网，方便接入，可靠性高，实时性高，安全性高，受环境干扰小的特点，但由于配网改造工程多，网络架构频繁变动等特点建设成本较高，光缆铺设难度大、费用太高；由于配网地域范围很广,  子站及远方终端数量众多,  使用光纤通信方式的经济投入过大。 

电力线载波通信技术是综合运用多种调制解调技术，信道编码技术，网络通信技术，模拟前端技术以及耦合结合技术，实现以中压配电线路作为传输介质的通信。由于传输媒介是配电线路，所以不必额外建设通信通道，载波通道可以沿着配电线路从变电站到达配电站。建设成本较低，施工方便，无需布线，专网运行，安全性高，但是带宽低，可靠性，实时性一般，组网灵活性差。中压载波方式不够稳定，组网受一次网架构影响较大； 

现有配电网通信技术存在的不足：

（1）光纤EPON(Ethernet Passive Optical Network，以太网无源光网络) 技术，由于配网改造工程多，网络架构频繁变动等特点建设成本较高，光缆铺设难度大、费用太高；由于配网地域范围很广,  子站及远方终端数量众多,  使用光纤通信方式的经济投入过大。

（2）电力线载波通信方式，带宽低，可靠性，实时性一般，组网灵活性差。中压载波方式不够稳定，组网受一次网架构影响较大；

（3）无线通信技术

1）采用基于移动运营商的公网进行传输，依赖公网运营商，数据传输带宽不足、稳定性欠缺、其安全性、可靠性、实时性不能保证，当接入用户数目增加时，通信速率受影响严重。因此不能满足配电网数据传输过程中高可靠性与低传输时延需求。

2）采用802.15 无线传感网，802.11 无线局域网等技术，功率和传输距离受限定，很难满足配电网终端的中远距离传输要求。

3）采用无线专网通信技术，受地形、气候等外部条件的影响较大，造成系统的可靠性、实时性较差，且数据传输速率低，功能落后，系统功能扩展性不强。

在进行配电网接入层通信技术选择过程中，需要最大限度选取适应配电网智能化改造、满足已有或未来可能出现的应用需求，部署和维护成本低、产业链成熟等特征的通信技术体制。 

目前TD-LTE  标准做为中国在下一代移动通信技术，是我国3G自主技术，TD-SCDMA  的后续演进标准，带宽大，支持20Mbit/s 以上的数据传输，技术成熟，体制先进，网络结构扁平、业务部署开展灵活，且采用128 bit AES 加密来提高安全可靠性，可以满足配电网数据安全传输的需要，获得通信产业界的一致推崇，在世界范围内已经进入真正的商用阶段，国内的公网商业应用也已经开始。