电力无线专网的可行性分析及应用研究

发布时间：2020-07-20 17:36

【摘要】：随着不可再生能源的逐渐消耗以及全球气候变暖,以智能电网作为基础平台的能源互联网概念正快速兴起,并对我国电力网络提出了更高的要求。现阶段我国电网网架结构还比较薄弱,还没有实现利用信息通信等技术达到能量和信息的全面双向流动,目前在电力系统中应用的通信手段主要有光纤通信专网、电力线通信、租用公网等,但由于光纤通信建设成本高、电力线通信存在衰减不能提供高质量数据传输服务以及租用公网不安全等各种因素,导致建设全系统整体性的智能感知网络成为遏制智能电网发展的一个重要难题。随着无线通信技术的快速发展,具有高速率、大容量、高频谱利用率等特性的TD-LTE(分时长期演进,Time Division Long Term Evolution)带宽通信技术已成为建设电力无线专网的研究热点。本文在充分调研了无线通信技术在电力网络中的应用现状,以及比对分析现有主流无线通信技术特性后,提出了一套基于TD-LTE无线带宽技术的组网方案,并通过详细的理论分析和仿真验证,证实了该组网方案的可行性和高效性。对于专网无法覆盖的盲点地区,提出了采用无人机作为通信中继协助通信的方案。主要内容如下:(1)介绍了电力无线专网的发展现状,以及输电、变电、配电、用电四个电力环节的通信需求。通过现有无线通信技术系统属性对比,得出TD-LTE技术在电力业务承载中的优越性。通过建立符合电力业务特性的TD-LTE网络单站小区承载的无线接入层带宽需求模型,论证了TD-LTE技术承载智能电网中无线电力通信业务的可行性。(2)提出了以1.8GHz频段作为TD-LTE电力无线专网承载频谱的组网方案,并从链路预算、系统带宽选择、系统容量估算等多个方面验证了该组网方案的可行性。(3)针对TD-LTE电力无线专网因特殊原因导致某些地区无法覆盖的问题进行了研究,提出了一种引入无人机作为通信中继采集电力巡检业务信息的解决方法,并在此场景下提出了一种通过联合优化传感器调度系数与无人机飞行轨迹以达到最大化无人机接收速率的迭代算法。该算法通过标准线性规划和连续凸优化技术解得了目标函数的局部最优解,通过仿真验证表明此算法能有效地提升无人机的收集速率,符合电力巡检业务的承载需求。
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN929.5;TM76
【图文】：

行来弥补有线光纤通信网络的短板，以实现电力设施的高。无线专网 无线公网无线公网光纤专网无线专网光纤专网管理信息系统营销管理系统办公自动化系统客户服务系统调度自动化系统继电保护能量管理电力负荷控制生产控制大区 管理信息大区…… … … …

力二次系统安全防护总体方案》的规定划分，可分为生产区。生产控制大区主要业务有调度自动化和继电保护等业有办公自动化和管理信息系统等业务，生产控制大区的业于管理信息大区业务。为了有效地承载上述业务，现我国构如图 1.1 所示。Q/GDW383—2009 配电自动化技术导则》给出的通信方、工业以太网等光纤以太网技术、电缆屏蔽层载波等配电国际标准的无线专网通信方式有 GPRS、GSM（全球移动tem for Mobile Communication）、CDMA（码分多址，Coccess）等无线公网通信方式[23-25]。在现有的电力通信网络、租用 GPRS 公网、230 数传电台、以及一些区域试点的 L统和 1800MHz 无线带宽通信系统等技术体制，电力通信 所示。有线通信网光纤通信专网

制类电力通信业务，所以不能对多电力业务进行一个全面持电力系统的安全稳定发展，建设更具灵活性以及更低建专网势在必行。本章将对电力业务通信需求以及现有无以选取出能有效承载电力无线专网建设的无线通信技术。业务需求务从业务属性上可分为生产业务与管理业务两大块；按《总体方案》的规定划分，可分为安全控制大区和管理信息节又可以分为输电、变电、配电和用电四个环节。下面本节的角度，具体介绍输、变、配、用的电力业务种类及其业务需求分析务是电力系统的重要组成部分，是实现负荷中心与电源节。然而由于输电线路基本暴露在外，容易受到环境和人输电线路进行状态监测对智能输电的实现意义重大。

【参考文献】

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本文编号：2763741