王湛文，沈歡樂(lè)

（華潤(rùn)電力江蘇檢修有限公司化工園項(xiàng)目部，江蘇 南京 210047）

0 引 言

智能電網(wǎng)覆蓋地域廣泛，工作人員眾多，野外工作面臨的突發(fā)事故多，包括人為故障、設(shè)備故障、自然災(zāi)害等。因此，在處理突發(fā)事件時(shí)，需要保障任務(wù)執(zhí)行人員的通信需求，以便能夠快速定位故障位置，將設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)傳輸給監(jiān)控中心，分析產(chǎn)生故障的原因，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的緊急修復(fù)[1]。目前，智能電網(wǎng)各個(gè)設(shè)備之間相互獨(dú)立，沒(méi)有統(tǒng)一的接口，無(wú)法滿足應(yīng)急事件突發(fā)解決，導(dǎo)致分離的業(yè)務(wù)平臺(tái)不能滿足應(yīng)急處置、協(xié)同指揮、信息共享的需求[2]。因此，智能電網(wǎng)引入應(yīng)急通信功能非常必要，可以利用移動(dòng)設(shè)備、監(jiān)控中心實(shí)現(xiàn)便捷的應(yīng)急通信系統(tǒng)，從而增強(qiáng)應(yīng)急處置行動(dòng)能力，提高智能電網(wǎng)監(jiān)控中心的指揮效率。

1 智能電網(wǎng)應(yīng)急通信需求分析

智能電網(wǎng)應(yīng)急通信不是一般意義上的數(shù)據(jù)信息交互，更重要的是幫助電網(wǎng)指揮中心匯總整合信息，指揮調(diào)度人、物等資源。因此，智能電網(wǎng)的服務(wù)層需要安裝到移動(dòng)設(shè)備上，如平板電腦、移動(dòng)終端等。在這些設(shè)備上部署統(tǒng)一應(yīng)急指揮通信平臺(tái)，根據(jù)電力應(yīng)急通信的應(yīng)用場(chǎng)景分析可以獲知，應(yīng)急通信需要實(shí)現(xiàn)移動(dòng)終端之間的緊急呼叫，實(shí)現(xiàn)通訊內(nèi)容的強(qiáng)拆、轉(zhuǎn)接、監(jiān)聽(tīng)、錄音等操作[3]。應(yīng)急通信最關(guān)鍵的是即時(shí)通信，準(zhǔn)確記錄應(yīng)急指揮人員的命令，通過(guò)文字、圖片、視頻等進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急處置人員之間的快捷、可靠交流。應(yīng)急通信還要能夠?yàn)橛脩籼峁┦录?、位置、時(shí)間等信息，將這些現(xiàn)場(chǎng)的信息經(jīng)過(guò)加工，能夠在指揮中心實(shí)現(xiàn)信息加工和處理操作。智能電網(wǎng)應(yīng)急通信管理系統(tǒng)的主要業(yè)務(wù)是監(jiān)控、分配、優(yōu)化通信資源，從而實(shí)現(xiàn)應(yīng)急通信指揮。

智能電網(wǎng)組成設(shè)備眾多，應(yīng)急通信管理系統(tǒng)需要在設(shè)備網(wǎng)管操作服務(wù)的基礎(chǔ)上，擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控范圍，實(shí)時(shí)整合通信設(shè)備的日志數(shù)據(jù)，然后將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行加工和分析，為通信運(yùn)行、管理操作提供更加全面、完整的視頻監(jiān)控圖，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)多廠商設(shè)備的集中運(yùn)行監(jiān)控，從而面向智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)告警分析，強(qiáng)化故障處理的時(shí)效性。通信的實(shí)時(shí)監(jiān)控能夠?yàn)橛脩籼峁┱{(diào)度分析手段，采用強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)自動(dòng)分析工具，構(gòu)建設(shè)備故障自動(dòng)化預(yù)警功能，將電網(wǎng)設(shè)備和故障記錄關(guān)聯(lián)在一起，針對(duì)告警信息進(jìn)行智能化分析，進(jìn)而提高網(wǎng)絡(luò)故障定位的精準(zhǔn)性。實(shí)時(shí)監(jiān)控還需要采用可視化的服務(wù)界面，然后利用可視化的服務(wù)為用戶提供更加直觀、形象的信息展示，便于電網(wǎng)應(yīng)急通信監(jiān)控人員的管理、操作。應(yīng)急通信管理系統(tǒng)不僅需要為電網(wǎng)提供通信傳輸服務(wù)，還需要適應(yīng)電網(wǎng)通信的集約化、扁平化管理需求，從而面對(duì)日益龐大和復(fù)雜的骨干通信網(wǎng)絡(luò)，快速定位電網(wǎng)的故障位置，實(shí)現(xiàn)告警信息自動(dòng)化分析、故障設(shè)備自動(dòng)捕捉，為通信提供可視化、集中化的服務(wù)功能，實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化調(diào)配，故障及時(shí)處理響應(yīng)，高效保證電網(wǎng)的正常、可靠運(yùn)行。同時(shí)，利用故障決策定位服務(wù)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的加工和處理，也可以為用戶提供強(qiáng)大的應(yīng)用支撐。

2 智能電網(wǎng)應(yīng)急通信關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用

智能電網(wǎng)應(yīng)急通信采用的技術(shù)很多，最關(guān)鍵的是TD-LTE通信技術(shù)、GPS技術(shù)和傳感器技術(shù)[4]。

2.1 TD-LTE通信技術(shù)

TD-LTE是第四代移動(dòng)通信技術(shù)。它在TD-SCDMA的基礎(chǔ)上長(zhǎng)期演進(jìn)得到，有效提高了射頻通信的覆蓋范圍，引入了更加先進(jìn)的技術(shù)，將無(wú)線網(wǎng)絡(luò)劃分為接入層、傳輸層、控制層和應(yīng)用層。接入層可以將電網(wǎng)設(shè)備、傳感器、移動(dòng)終端、控制中心連接在一起，實(shí)現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)的交換和傳輸。傳輸層能夠?qū)⒁曨l流、網(wǎng)絡(luò)信令進(jìn)行正交頻分，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。TD-LTE采用正交頻分多址接入，使用離散傅里葉變換將OFDM作為上行多址接入，以便能夠有效提高頻率，進(jìn)一步改善頻率利用率。TD-LTE采用QAM技術(shù)。QAM是一種針對(duì)振幅和相位進(jìn)行聯(lián)合鍵控的二維調(diào)制模式。利用二者聯(lián)合傳輸比特，不同的幅度和相位代表不同的編碼符號(hào)，擁有較高的調(diào)制效率，也擁有較好的利用功率。目前，QAM常用的狀態(tài)數(shù)包括16、32、64等。狀態(tài)數(shù)越低，調(diào)制效率越低，攜帶信息量越小。

2.2 GPS技術(shù)

智能電網(wǎng)發(fā)生故障后，為了能夠快速定位設(shè)備位置，可以通過(guò)GPS進(jìn)行定位，及時(shí)判斷智能電網(wǎng)的發(fā)生現(xiàn)場(chǎng)。GPS是一個(gè)全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，可以采集定位儀所在經(jīng)緯度信息，并將這個(gè)信息傳輸?shù)嚼媒?jīng)緯度建立的移動(dòng)網(wǎng)格中，將其嵌入到衛(wèi)星地圖上，查看智能電網(wǎng)故障設(shè)備，實(shí)現(xiàn)信息加工和處理。GPS能夠部署于智能電網(wǎng)的每一個(gè)設(shè)備上，將智能設(shè)備的位置信息、運(yùn)算速度、運(yùn)行軌跡等數(shù)據(jù)傳回到監(jiān)控中心。監(jiān)控中心接收到這些數(shù)據(jù)后，會(huì)立即進(jìn)行分析、比對(duì)等處理，并將處理結(jié)果以正常信息或者報(bào)警信息兩類形式顯示給管理員，由管理員決定是否要對(duì)故障設(shè)備采取必要措施。

2.3 傳感器技術(shù)

傳感器是一種電子設(shè)備。這種設(shè)備可以部署于智能電網(wǎng)的設(shè)備上，利用傳感器采集智能電網(wǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)發(fā)送給TD-LTE網(wǎng)關(guān)，最后發(fā)送給服務(wù)器。服務(wù)器分析后，可以將結(jié)果反饋給管理人員。傳感器不需要繁瑣的接線、拆線等操作，接線過(guò)程非常簡(jiǎn)單，共享性也非常強(qiáng)。通常，可以通過(guò)關(guān)鍵的接口設(shè)備實(shí)現(xiàn)即插即卸。I/O輸入輸出采用標(biāo)準(zhǔn)的接口模式，連接外部設(shè)備通用性也非常強(qiáng)，用戶界面交互性好。目前，隨著單片機(jī)、微程序等技術(shù)的發(fā)展，傳感器已經(jīng)得到了極大改進(jìn)，傳感器的控制能力、運(yùn)算能力、處理能力等均有很大提升。常用的傳感器技術(shù)通常采用兩種操作形式，一種是現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)，一種是集散控制系統(tǒng)。但是，隨著傳感器技術(shù)的發(fā)展，它已經(jīng)不僅僅是一種控制系統(tǒng)，還是一個(gè)分布式管理系統(tǒng)，具有數(shù)字通信、智能傳感、遠(yuǎn)程控制、Web服務(wù)等功能。

3 結(jié) 論

智能電網(wǎng)的多數(shù)線路、設(shè)備均處于野外環(huán)境，自然條件比較惡劣，如果遇到暴風(fēng)驟雨、寒流大雪等，均可能對(duì)智能電網(wǎng)造成不可逆的損害。因此，智能電網(wǎng)需要構(gòu)建一個(gè)應(yīng)急通信功能，保障現(xiàn)場(chǎng)與指揮中心能夠清晰地進(jìn)行語(yǔ)音、視頻交流，判斷、分析、描述智能電網(wǎng)故障現(xiàn)場(chǎng)情況，及時(shí)做出準(zhǔn)確決策，進(jìn)一步改進(jìn)智能電網(wǎng)的可靠運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1] 馬 翔，郭 瑜，歷立鋒，等.基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的電力應(yīng)急通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電力信息與通信技術(shù)，2016，（7）：17-22.

[2] 宋凱誠(chéng)，李干林，孫 鵬，等.基于IEC61850的智能電網(wǎng)通信仿真技術(shù)探討[J].通訊世界，2017，（16）：112-114.

[3] 王 曉，張瑩瑩，公海云，等.關(guān)于智能電網(wǎng)信息與通信技術(shù)關(guān)鍵問(wèn)題的研究[J].數(shù)碼世界，2015，（9）：13-14.

[4] 王作棟.智能電網(wǎng)時(shí)代信息通信技術(shù)的應(yīng)用和研究[J].通訊世界，2017，（3）：134-135.