楊東升 李?？?/p>

（鄭州信工智能化系統(tǒng)有限公司 河南省鄭州市 450001）

近幾年，我國電網(wǎng)規(guī)模不斷擴大，電力行業(yè)中應(yīng)用了大量采集、傳輸、處理設(shè)備，將這些設(shè)備應(yīng)用連接到電力系統(tǒng)中，對于電力系統(tǒng)的運行安全、穩(wěn)定來說都是一項重要挑戰(zhàn)，可見，做好相關(guān)技術(shù)應(yīng)用的分析與探討意義重大。

1 電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的意義

電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)是現(xiàn)代社會不斷發(fā)展的必然趨勢，對其進行建設(shè)的意義重大，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1.1 社會方面

建設(shè)電力物聯(lián)網(wǎng)會應(yīng)用到許多先進技術(shù)，這使人們加強了對各項技術(shù)的研究與應(yīng)用，這推動了信息通信、計算技術(shù)等各項技術(shù)的發(fā)展，也使不同行業(yè)之間相互協(xié)調(diào)，相互促進，推動了社會穩(wěn)定前進[1]。

1.2 環(huán)境方面

通過對電力互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，可以提高對各種新能源的應(yīng)用，促進人們對新能源的研究，減少對不可再生能源的應(yīng)用，改善生態(tài)環(huán)境，確保能源綠色、安全，實現(xiàn)對生態(tài)環(huán)境的保護[2]。

1.3 經(jīng)濟方面

利用電力物聯(lián)網(wǎng)能夠全方面感知電力系統(tǒng)在運行過程中具體狀態(tài)，能夠優(yōu)化各項配置，減少非必要配置，降低在配置上的投入，進而提高經(jīng)濟效益。

2 電力物聯(lián)網(wǎng)采集業(yè)務(wù)的變化

電力物聯(lián)網(wǎng)中采用的低功耗大連接技術(shù)主要面向采集類業(yè)務(wù)，采集類業(yè)務(wù)發(fā)生的改變內(nèi)容如表1所示。

表1：采集類業(yè)務(wù)發(fā)生的改變內(nèi)容

3 低功耗大連接技術(shù)

3.1 低功耗技術(shù)

3.1.1 采取非連續(xù)方式接收

非連續(xù)接收（DRX）技術(shù)在具體應(yīng)用期間允許的用戶周期性處于不監(jiān)聽信道休眠狀態(tài)，通過這一方式，能夠大幅度降低終端設(shè)備在具體運行過程中功率消耗，減少能耗，提高經(jīng)濟效益[3]。非連續(xù)接收存在兩種不同模式，具體情況如表2所示。

表2：非連續(xù)接收的兩種模式

拓展不連續(xù)接收模式從本質(zhì)上來說就是的提高DRX技術(shù)，其被應(yīng)用在空閑狀態(tài)下不連續(xù)發(fā)射場景，而且在運行時，允許進行后期合并，這能夠大幅度減少能源消耗，提高經(jīng)濟效益。

3.1.2 能量收集

所謂能量收集指的就是對分布在環(huán)境中的電磁波、太陽能等各種能量進行收集，完成收集之后量，將其轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢员粺o線通信網(wǎng)絡(luò)正常應(yīng)用能量的一種先進技術(shù)，該項技術(shù)經(jīng)過一段時間發(fā)展已經(jīng)十分成熟，而應(yīng)用效果良好[4]。通過對能量收集技術(shù)的應(yīng)用，能夠使通信過程中遇到的能量不足問題得到解決，目前，該項技術(shù)主要被應(yīng)用在偏遠地區(qū)天氣站、無線傳感器等方面，因為采用的各項能源都為可再生能源，對其進行應(yīng)用能夠減少非必要能耗，避免對生態(tài)環(huán)境造成破壞，這對于我國社會的可持續(xù)發(fā)展來說也有著重要作用，對于改善生態(tài)環(huán)境來說也有著重要意義[5]。通過對能量收集技術(shù)的應(yīng)用，能夠為電力互聯(lián)網(wǎng)提供豐富能源支持，從而確保電力互聯(lián)網(wǎng)中采用的各項設(shè)備在運行時都可以實現(xiàn)自給自足，設(shè)備能夠保持長期穩(wěn)定運行，不會由于能源供給不足出現(xiàn)各種不良現(xiàn)象，而且不需要頻繁更換采用的電池。其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在兩個方面：一方面能夠減低工作人員工作量，另一方面也能夠提高電力物聯(lián)網(wǎng)性能，可以將其部署到原本需要人工巡視無法完成相應(yīng)檢測的高山區(qū)域，甚至可以布置在火山周圍，這擴大了電力物聯(lián)網(wǎng)覆蓋范圍，可以為人們提供更高質(zhì)量服務(wù)[6]。

從現(xiàn)階段我國電力行業(yè)的整體發(fā)展情況來看，能量收集技術(shù)的模型如圖1所示。

圖1：能量收集技術(shù)模型

3.1.3 開關(guān)功率控制

通過對開關(guān)進行應(yīng)用，可以通過自主方式完成對功率大小情況的調(diào)整，接收端在運行期間，不需要反饋接收到的各項信號信息；閉環(huán)功率控制需要終端和基站共同參與，發(fā)射端要依據(jù)接收端在運行過程中接收到的各項信號，采取動態(tài)方式完成對發(fā)生功率的動態(tài)調(diào)整，從而為后續(xù)各項工作的開展提供支持。電力物聯(lián)網(wǎng)終端發(fā)射功率可以進行調(diào)整，在進行具體調(diào)整時，可以采取閉環(huán)或開關(guān)方式完成，利用這一方式調(diào)整，能夠適當(dāng)延長采用電池的壽命長度，降低終端在運行時的具體能耗，擴大整個系統(tǒng)容量，可以為人們提供高質(zhì)量服務(wù)。

3.2 大連接技術(shù)

3.2.1 接入類別限制

接入類別限制機制在具體應(yīng)用時的核心思想就是在網(wǎng)絡(luò)處于過載狀態(tài)時，對部分終端接入請求進行適當(dāng)限制。在接入類別限制下，演進型基站周期性廣播中會接入禁止時間和允許參數(shù)p。啟動設(shè)備，讓其處于速記接入過程，內(nèi)置速記數(shù)生成器在運行過程中，會通過隨機生產(chǎn)0-1 之間的一個隨機數(shù)，將隨機生產(chǎn)的數(shù)據(jù)與接入許可參數(shù)對比分析，通過對比方式對是否發(fā)送接入請求進行確定，從實際情況來看，在具體作業(yè)開展，應(yīng)當(dāng)在內(nèi)置隨機生產(chǎn)的數(shù)小于p 時，終端此時將會發(fā)送接請求[7]。但是，從實際情況來看，接入類別限制中，p 是一個固定數(shù)值，該數(shù)值的整體靈活性相對較差，如果p值較大，將會到導(dǎo)致采用的設(shè)備在進行反問時，產(chǎn)生較大延遲，而如果p 值較小，則將會在重負載情況下，出現(xiàn)資源競爭問題。而采用的擴展接入限制，其實的對接入類別限制的一種增強方案，在該方案下，通過對不同類型終端進行應(yīng)用，允許針對各個終端設(shè)置具有針對性的控制參數(shù)，也就提高具體控制策略的合理性，使其能夠滿足應(yīng)用需求[8]。擴展接入限制在應(yīng)用時，允許演進型基站在運行時能夠在任意時間對廣播消息中的擴展接入限制參數(shù)進行進行合理修改，通過對這一方式進行應(yīng)用，能夠縮短獲取擴展接入限制參數(shù)所需要的時間，從而使接入控制整體靈活性能夠得到進一步提高，滿足應(yīng)用需求。

3.2.2 時限接入

從本質(zhì)上來說，時限接入就是預(yù)留資源的一種方法，該方法在具體應(yīng)用時僅允許采用的各個物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備在特定接入時限內(nèi)，通過隨機方式發(fā)出隨機接入請求，利用網(wǎng)絡(luò)負載，通過均勻方式分散到每個接入時隙，進而疏通網(wǎng)絡(luò)，以免發(fā)生嚴(yán)重擁堵問題。在采用時隙接入方法時，允許一個接入時隙同時分配個不同設(shè)備，如果不僅一個設(shè)備運行，選擇同一前導(dǎo)碼在相同時隙上發(fā)送隨機接入請求，此時，由于不僅一個設(shè)備運行，這將會發(fā)生碰撞問題，也就是說運行的設(shè)備要退避一段時間，再后續(xù)接入幀相應(yīng)時隙，然后發(fā)送。

需要相關(guān)工作人員在具體工作開展時注意的是，在時隙接入方法中需要設(shè)置時隙接入周期是其中十分重要的一項內(nèi)容，如果設(shè)置周期過短，會對擁塞控制整體效果造成不良影響，而如果設(shè)置周期過長，將會導(dǎo)致設(shè)備終端接入時延過長，無法滿足需求。可見，若通信業(yè)務(wù)較為敏感，則不適合應(yīng)用時隙接入方案解決遇到得擁塞現(xiàn)象。

3.2.3 退避機制

該機制與接入類別限制具有一定相似性，從本質(zhì)上來說都是發(fā)送延遲隨機接入請求，接入類別限接入算法，對于接入請求通過接入概率控制，而對退避機制進行應(yīng)用，可以通過對退避時間進行設(shè)定方式，合理將瞬時接入設(shè)備合理分散不同時隙中，進而避免發(fā)生沖突問題。在均勻退避機制下，設(shè)定的退避時間窗是一個固定值，該方法在具體應(yīng)用時也存在一定弊端，主要體現(xiàn)在面臨不同網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜時，整體靈活性相對較差，因此，會出現(xiàn)非必要沖突或時延。二進制指數(shù)退避的核心思想就是節(jié)點計入了請求之后，依據(jù)是否發(fā)生了碰撞設(shè)計每個節(jié)點的具體接入時間請求，依據(jù)是否發(fā)生了碰撞問題，對各個節(jié)點退避時間進行設(shè)計，若發(fā)生了碰撞，要增加退避時間窗口，將其增加到最大值，否則要將退避時間窗口減小到最小值。

4 結(jié)語

低功耗大連接是電力物聯(lián)網(wǎng)中一項重要技術(shù)，其應(yīng)用前景廣泛，在對這一技術(shù)進行應(yīng)用時，需要從不同方面入手，對采用的技術(shù)進行全面探討，保證采用高技術(shù)合理性，從而使其作用能夠得到充分發(fā)揮，為人們提供高質(zhì)量服務(wù)。