LTE移動(dòng)通信技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應用

四LTE技術(shù)及其在智能電網(wǎng)中的應用

1.LTE技術(shù)

LTE(Long Term Evolution,長(cháng)期演進(jìn))項目是3G的演進(jìn)，始于2004年3GPP的多倫多會(huì )議。LTE并非人們普遍誤解的4G技術(shù)，而是3G與4G技術(shù)之間的一個(gè)過(guò)渡，是3.9G的全球標準。它改進(jìn)并增強了3G的空中接入技術(shù)，采用OFDM和MIMO作為其無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)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(hù)的性能，提高小區容量和降低系統延遲。

LTE技術(shù)特點(diǎn)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(yè)務(wù)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(guò)系統設計和嚴格的QoS機制，保證實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)(如VoIP)的服務(wù)質(zhì)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(lái)在系統部署上的靈活性。

5)降低無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )時(shí)延：子幀長(cháng)度0.5ms和0.675ms，解決了向下兼容的問(wèn)題并降低了網(wǎng)絡(luò )時(shí)延，時(shí)延可達U-plan5ms，C-plan100ms。

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(xié)同運作。

與3G等移動(dòng)通信方式相比，LTE更具技術(shù)優(yōu)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(wǎng)中的應用

LTE 在智能電網(wǎng)中的應用優(yōu)勢主要表現在：高速的數據傳輸速度滿(mǎn)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(wǎng)開(kāi)放性地兼容各類(lèi)設備提供了可靠的通信機制;LTE的視頻功能將增加電網(wǎng)與需求側、發(fā)電商、環(huán)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(mǎn)足智能電網(wǎng)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(shí)時(shí)的數據信息。

LTE技術(shù)在智能電網(wǎng)中的具體功能應用如下：

1)網(wǎng)視頻監控

在配網(wǎng)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(tài)和報警信息等。隨著(zhù)視頻監控技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的變電站和機房采用無(wú)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(dòng)LTE通信技術(shù)相結合的方式，可實(shí)時(shí)傳送清晰的動(dòng)態(tài)視頻信息，滿(mǎn)足電力網(wǎng)絡(luò )利用視頻進(jìn)行實(shí)時(shí)監測的要求。

將LTE移動(dòng)視頻業(yè)務(wù)與電力系統已有的視頻監控系統相結合的優(yōu)勢在于：一方面，在有線(xiàn)寬帶不能通達的監測點(diǎn)安裝移動(dòng)視頻監測裝置，實(shí)現視頻監控;另一方面，監控維護人員可使用移動(dòng)PC機或手機，實(shí)時(shí)了解運行狀況。由于移動(dòng)視頻監控對帶寬的要求較高，只有使用LTE移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )才能獲得較好的業(yè)務(wù)質(zhì)量。

2)線(xiàn)路巡檢

高壓架空輸電線(xiàn)路是電力系統的重要組成部分，其傳輸距離長(cháng)，沿線(xiàn)地理環(huán)境復雜。目前國內主要采用人工檢測故障的方法對線(xiàn)路進(jìn)行維護，這種方法下巡線(xiàn)人員工作強度很大，故障檢測困難。隨著(zhù)電子芯片和機器人技術(shù)的飛速發(fā)展，日、美等國已經(jīng)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(jìn)行巡線(xiàn)的技術(shù)，而且借助移動(dòng)通信技術(shù)(掌上電腦、條碼掃描技術(shù)、RFID射頻識別技術(shù)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(chǎng)情況實(shí)時(shí)發(fā)送到巡檢中心，保證了現場(chǎng)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，是緩解電力供需矛盾，提高電力使用效率，保障電力系統安全運行的重要措施。DSM中的負荷管理主要有降壓減負荷、對用戶(hù)可控負荷進(jìn)行周期性控制、直接切除用戶(hù)可控負荷三種方式。通過(guò)采用LTE移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )的無(wú)線(xiàn)通信方式，可利用視頻對電網(wǎng)進(jìn)行全面監測，同時(shí)實(shí)現信息高度共享、多部門(mén)聯(lián)動(dòng)、增強協(xié)調能力、加速信息流轉，實(shí)現遠程監控與操作，準確及時(shí)地進(jìn)行負荷管理和人員調度，降低人力成本，提高響應速度。

4)應急搶險指揮

智能電網(wǎng)的自治和自愈能力是指電網(wǎng)維持自身穩定運行、評估薄弱環(huán)節和應對緊急狀態(tài)的能力。由于一些突發(fā)情況造成電力網(wǎng)絡(luò )故障或電力系統損壞的情況時(shí)有發(fā)生，需迫切提高應急搶險指揮能力，快速恢復電網(wǎng)的正常運行。在電力應急搶修車(chē)中加裝LTE移動(dòng)通信終端，通過(guò)音頻和視頻傳輸遠程現場(chǎng)信息，將搶修現場(chǎng)情況與電網(wǎng)運行情況、設備運行系統資料、客服中心的報修系統、事故搶修決策預案等系統互聯(lián)，以保證各部分信息迅速流通、互動(dòng)，使遠端指揮人員實(shí)時(shí)了解電網(wǎng)的現場(chǎng)狀況，作出正確判斷和指揮，提高現場(chǎng)的指揮調度能力，縮短搶險時(shí)間，提高應急能力，減少災害造成的影響。