摘要：随着通信科技的不断发展，很多电厂开始引入现代化信息技术，其中尤其在通信技术上有了很大的改善，引入了现代无线4G通信TD-LTE技术，有效地提高了配电通信网络的运行可靠性，为建成以信息化、自动化、互动化为特征的自主创新、国际领先的智能配电网奠定了坚实的基础。
关键词：智能配电网；4G无线通信；技术方案
1. 4G移动通信技术概述
1.1 4G移动通信技术的含义
4G移动通信技术简单的来说就是第四代移动通信技术，外语简称“4G”。4G移动通信技术主要包括TD-LTE和FDD-LTE这两种制式的。但是，从严格意义上来将，LTE只是3.9G的，只是被宣扬为4G标准而已，它其实并未被3GPP所认可。从真正意义上来讲，其也并为达到4G的标准。事实上，只有升级版的LTEA dvanced才满足了国际电信联盟对4G的所有要求，才是真正意义上的4G移动通信技术。
1.2 性能优势
相比传统通信技术，无线通信技术在功能层面做出了极大的改进，不仅可以彻底摆脱传统有线通信约束，还对自身内部结构进行了简化，通过对无线通信技术的应用，能起到有效提升网络运行效率的作用。而无线通信技术各项功能的正常发挥需要得到不同模块作用的大力支持，其技术优势主要有：
（1）经济性。起初因科学技术水平有限，通信业只能使用有线通信，为扩大通信范围，不得不加大建设投资，经济性较差。无线通信技术的出现与应用可以从根本上解决这一问题，无需大量的地面施工，仅需在信号接收点设置相关接收装置即可对各种信号进行接收，极大的降低了工程投资，具有良好的经济性。
（2）高效性。传统有线通信工程不仅任务繁琐，而且工期较长。相比之下，无线通信所用基础设施数量较少，常规的通信工程仅需数月即可完成，可在较短的时间内满足绝大部分用户的通信需求。除此之外，无线通信技术的链路施工在时间成本也相对较低，具有良好的高效性。
（3）适应性。从信号的传输强度角度讲，传统有线通信容易收到外界环境的影响，而且在不同的地理位置存在不同的影响，使得部分复杂地区的通信严重受阻。但对无线通信技术进行合理应用之后，可从根本上减少或避免外界因素影响，借助相关功能模块能实现长距离持续通信，所以它具有良好的适应性。
（4）可扩展性。国内许多发达城市和地区都在相继开展无线通信工程建设与改造，为适应不同地区提出的通信要求，还需在技术原有功能基础上进行针对性扩展，这是传统有线通信技术无法实现的，4G技术具有良好的可扩展性。
1.3 核心技术
目前我国的4G移动通信技术主要分为三个分层：物理网络层、中间环节层和应用网络层。而物理网络层中无线技术和核心网络技术是4G移动通信技术的关键中的关键，其是实现网络接入和链接路由的根本所在。在中间环节层作为最主要的功能控制层，其主要的作用是实现映射、地址变换和子系统的管理。应用网络层作为辅助层，其存在主要目的是为了数据之间的高速、无缝衔接，以及多频带的跨网络、地域和标准服务的实现，保证通信技术的使用方便性和使用范围扩大性。根据国际电信联盟的标准，4G移动通信技术共有四中：LTE、LTE-Advanced、WiMAX以及Wireless MAN-Advanced（802.16m）。我国自主研发的TD-LTE则是LTE-Advanced技术的标准分支之一。虽然标准不同，但是和谐的关键技术还是存在相似性的主要包括如下四中：
（1）OFDM技术，也就是正交频分复用技术。作为多载波调制技术的一种，是实现复杂程度最低，却应用最广的一种技术。使用该种技术，即使在窄带带宽下依然能够发送出大量的数据，其还有持续不断监控传输介质通信特征变化以及对抗频率选择性衰落的优势。一般OFDM技术主要适用于高层建筑物、居民密集地等区域。
（2）软件无线电技术，其本质上是一种无线电广播的通信技术。主要通过软件编程来替换相应的硬件功能。在建立无线电通信平台后，其具有多种通信协议同时实现的优势，以及其数字信号处理的功能非常的强大。因此，该技术一般适用于军事领域。
（3）智能天线技术，本质上是一个天线列阵，主要由天线阵列、波束形成网络以及波束形成算法这三部分组成。智能天线技术一般适用于TDD方式的CDMA系统当中，其具有抗衰落、抗干扰、实现移动台定位以及增加系统容量的优势。
（4）MIMO技术，又称为多入多出技术，在4G技术中仍以该技术作为核心技术使用。MIMO技术实质上是一种多天线传输的无线通信技术。其具有改善通信质量，充分利用空间资源的优势。是目前4G移动通信技术开发与研究的关键技术。
2. 配电网通信技术
2.1 EPON技术
EPON技术主要是一种点对多点的网络技术，他的特点就是可以灵活的组成各种的拓展组合，只要利用光分支器，便可以让其正常的运行，而这种技术也帮助我们节约了一部分的光缆和带宽的资源。值得注意的是，这种技术的安全性还是比较高的，建网的速度也相对较快并且他们的建设成本也相对较低。它可靠的确保了配电网的正常运行。在组网的过程中，它还可以避免电磁的干扰，减少设备发生故障的概率，这样才能帮助我们降低了运维成本。这种设备比较简单，所需要投入的成本较，字组网时也十分的灵活，安装方便，只需要通过我们的光分支器，它便可以分配所需要的功率，在实践中，我们也可以发现，这种几乎的损耗还是比较低的，即便是在相对恶劣的工作环境中，这项技术依然坚挺。由于扩容比较方便，对于将来需要改造和升级也提供了有效的基础，它可以非常有效的提升配电网的通道，加快通信信息的传送。
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2.2 PLC技术
PLC是我们发展智能配电网主要需要研究的对象，由于这项技术的应用，可以减少我们分布的线路，也可以降低我们的投入资本。它可支撑的接入用户高达1万多，这种技术的组网方式也非常的简便，这类技术的广泛应用可以有效的提高我国配电网智能化发展的步伐。
2.3 4G通信技术
4G移动通信技术作为一种建立在无线通信网络技术上的新型移动通信技术，其不仅能实现数据的高速传输，对外界的干扰具有更强的抗干扰性，也具有更强的兼容性。可以预见，4G移动通信技术必然是我国电信行业的发展趋势，也是未来我国移动通信行业科技进步的重要突破口。
3. 4G无线通信技术方案设计
某220kv电站采用4G无线通信接入网技术，新增配网通信核心层交换机各1台。
3.1 组网方式设计
本期新建的4套1.8GTD-LTE基站设备BBU通过光口与横琴新区无线通信核心层交换机相连，接入配网通信数据网，将业务传送至各自主站。
组网结构分三层：用户终端层，即终端接入设备，包括视频头、固定台（CPE），笔记本，USB数据卡，手持终端等。无线接入层，包含无线基站（BS），网关设备GW，主要为用户终端提供无线信号接入，负责管理无线资源，调度业务等功能。
核心网络层：包含AAA（鉴权、认证、计费），DHCP，DNS，ISP（业务供应商）等等。借助VPN（虚拟专用网）终端用户也可以接进自属专网。整个网络由统一的网管系统进行统一管理和维护，减少管理系统分散带来的问题。
3.2 网络覆盖分析
（1）覆盖仿真原理及参数
选择要校准的传播模型原型，再把实际测试数据输入专业软件，对模型公式中的参数进行传播模型校准，得出实际预测用的传播模型，然后再进行网络仿真。
（2）参数配置
Cost231-Hata模型。模型的数学表达式如下：
Lmodel=K1+K2log（d）+K3log（HTxeff）+K4×Diffractionloss+K5log（d）×log（HTxeff）+K6（HRxeff）+Kclutterf（clutter）
K1-常数（dB），其值与频率有关；K2-log（d）的乘数因子（距离因子），该值表明了场强随距离变化而变化的快慢；d-发射天线和接收天线之间的水平距离（m）；K3-log（HTxeff）的乘数因子，该值表明了场强随发射天线高度变化的情况；HTx-eff-发射天线的有效高度（m）；K4-衍射衰耗的乘数因子，该值表明了衍射的强弱；Diffractionloss-经过有障碍路径引起的衍射损耗（dB）；K5-log（HTxeff）log（d）的乘数因子；K6-HRxeff的乘数因子，该值表明了场强随接收天线高度变化的情况；HRxeff-接收天线的有效高度（m）；Kclutter-f（clutter）的乘数因子，该值表示地物损耗的权重；f（clutter）-因地物所引起的平均加权损耗。
3.3 基站建设方案
天面上安装的设备有：RRU、天线、直（交）流配电箱、防雷单元和GPS天线等。天线安装在天面新增的抱杆上部，RRU安装在抱杆下方，RRU和天线之间采用1/2跳线相连，RRU、BBU和GPS天线之间通过
光缆套PVC（PE）管进行连接。天面RRU的供电方式为由通信机房的-48V直流电源或交流电源进行供电。
安装在机房内的BBU设备通过新增的工业以太网交换机采用与电站的无线通信核心层交换机设备互联进行数据回传。
结束语
在电力系统中，配电网是不可分割的重要组成部分，在系统中主要发挥调节与控制作用。面对科技飞速发展的背景，配电网正不断向智能化与自动化等方向迈进，而且智能配电网已得到大范围推广应用。在此基础上，对无线通信技术进行合理应用，根据配电网运行要求采用适宜的技术形式，可从本质上提升配电网的通信效率，进而为相关调控人员日常工作提供便利。
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论文作者:何浩洋
论文发表刊物:《基层建设》2017年第20期
论文发表时间:2017/10/31
标签：技术论文; 通信技术论文; 天线论文; 通信论文; 配电网论文; 乘数论文; 智能论文; 《基层建设》2017年第20期论文;