探究微功率无线通信技术在电力线路中的适应性

探究微功率无线通信技术在电力线路中的适应性

黎山平,李安泉,李培培

南方电网广西贵港供电局，广西壮族自治区贵港市，537100

摘要：随着现代通信技术的普及与应用，电网对电网的适应性要求日益提高，为适应电网的实际需要，必须制定切实可行的技术方案。从目前的输电线路设置状况来看，要合理运用微网技术，必须充分考虑系统的自适应能力，以及各影响因子的相互关系，从而真正地改善线路的稳定性和可靠性，从而改善输电系统的总体质量。本文对微功率无线通信技术在电力线路中的适应性进行分析，总结微功率无线通信技术的实际应用策略。

关键词：微功率；无线通信技术；电力线路；适应性

引言       

通过对输配电线路通信网络的综合分析，得出了以下几个特点：一是安装方便、简单；二是费用低廉，诸如此类。当国家对移动通信技术有一些限制时适当地使用微型电力技术，可以极大地增强组网的灵活性、简化系统，达到短程通信的目的。因此，更好地理解微功率无线通信技术在电力线路上的适应性，将有助于推动智能电网的现代化。

1微功率无线通信系统的设计思想及相关分析

1.1无线电源的几种基本方法

一是通信组网在现场网中的应用，在传输、配电系统中由各信息节点构成的无线网络往往具有以下特征：多跳；线形，所以必须在各塔台的位置上，建立适当的无线传输节点，并与高增益方向天线相结合，以达到不同的传输距离，既能有效地控制发射速率，又能达到较好的传输速率。在实际应用中无线传输网络的主要作用是：能够高效地采集线杆塔上的各类传感器；通过连接终端节点，使同步网络中的时钟信号得以传输；在信息传递过程中要保证相邻杆塔之间的通信连续性。二是微型远程无线通信系统的设计，通信模式是点对点传送，传送节点众多，合理地分析它的性能，主要是针对点到点通信的特性。在设计微型无线长距离通信时必须要注意以下几个问题：接收时的信号强度[1]。当 IEEE802.11 g技术被合理地运用时它的物理层主要采用的是正交频分多路传输技术，通过适当的编码方式、调制方式等，其物理层的传输速率可以达到54 Mbit/s。在长距离通信中随着距离的增长，接收信号的强度也会逐渐减弱，而物理层的技术选择，在信息的发送和接收上都会有一定的局限性，因此，在选择物理层的时候，一定要考虑到传送距离对物理层技术的影响。达成一致的有效性。对于介质的干涉， IEEE802.11 g要求通过信道访问协议来实现多路访问，避免各种通信冲突。长距离通信，传送的时间越长，传送的速度就越快，这就导致了在半双工模式下，节点之间发生冲突的概率会更大，因此，必须要合理地考虑到远程通信对碰撞的影响。

2电力线中微功率无线通信技术的应用研究

2.1关于接收信号的强度

从实际情况来看，造成信号损失的原因有两个：第一，在空气中传播时会产生路径损耗；二是，快速衰落是由多条通道引起的。通常，输电线路与配电网的通信结点，都是以视距传送，且在传送时几乎没有障碍物，因此无需考虑到路径尚未到达时所造成的损失。因此，结合相关数据、公式和参数，可以对接收信号强度值进行合理的计算，例如：节点间距离值、发射天线增益值、发射信号强度值、 IEEE802.11 g工作时的频率点等。

2.2远程传送与撞击的关联

在现场网中若采用长距离传送，则会造成无线信号的时空延迟，从而对采用半双工通信模式的终端竞争通道产生冲突的概率产生相应的影响。这样，当基站 A希望从 B和 C成功地接收数据时基站 A必须在 B和 C之间，当相关数据、公式等被合理地利用时例如，从接收方式到发射方式的频率值、传播延迟值、 CCA监测持续时间值等，能够精确地计算出各基站间的时隙数量。

3制约通信性能的分析

3.1所接受的信号

无线信道上的信号会有一定的损耗，这是因为无线电在空气中传播时会产生一定的损耗，而且多通道的传输也会导致信号的衰减，目前的情况是，在没有障碍物的情况下，只能通过视觉距离来实现。如果 Pt是信号发射强度， Gt是天线发射时的增益， Gr是接收天线时的增益， Pr是接收信号的轻度， dkm是每个结点的间距， fmhz是微型无线通信技术的操作频率，因此，以上的关系可以由公式来表达。

3.2冲突的后果

在输变电现场网中每个通信节点的传输距离都比较长，这就会极大地提高空中无线信号的时延，从而造成半双工通信终端上的竞争信道的冲突[2]。

3.3撞击和发射的可能性

假设在一定的时隙里面，节点传输数据的概率是 t，那么 P表示节点在传输数据时有可能发生冲突的概率， bi,0表示节点在传输数据之前，剩余的马尔科夫链在 i次碰撞后的空隙为0，通过这两个公式，可以精确地计算出节点传输数据的概率。

3.4吞吐率和延迟

用TRTS来表示请求传输 RTS所需的时间，用TCTS来指示传输RTS，用TACK来指示传输ACK包的时间， Tdata表示传输数据的时间，Tb1表示分布式帧间间隔持续时间Td1,Ts2表示短帧间间隔持续时间，Tdelay表示传输延迟，利用 RTS或 CTS来成功传输数据的时间Ts1。最后，可以得到一个无线网络吞吐量， Tsuccess是一个数据传输成功的时间，Tfail是一个失败的时间，而在数据分组中实际的数据加载长度用Ld1。最后，我们知道Td2= MAC延迟。

4电力线上微功率无线通信技术的应用

目前，微型无线通信技术在电力系统中的合理运用，监测系统和控制系统会在通信过程中向有关的设备发送控制信号，从而使电力系统的通信质量和稳定性得到改善。本论文主要讨论了如何在IEEE1588环境下实现高精度的同步，以及在软件层次上开发出一套用于电力系统的微机无线通信技术。由于采用了 IEEE802.11 g设备，因此，为了达到实时在线监测的精度和操作简便等有关要求，还需增加新的软件。在现有的网络结构中高精度地服务时钟由一个通信节点采集，然后一次传送给较低一级的时钟，从而达到高效的时钟信息传送。实际应用中主机站主要负责收集本地的实时时钟的服务时钟，并将相应的信息传送给特定的位置，并考虑了物理层所需的到达时间。当下一站收到以上消息时必须将报文到达指定位置的时间进行记录。最终，指定的站点将会将答复信息发送给主站点，并且记录下报文离开指定站点的时间和到达主站点的时间，其中响应报文到达主站点的时间必须被记录在答复报文中然后再发送给指定的站点。在完成以上的过程中通过适当地使用有关的公式和参数，可以得到从时钟领先于主时钟的时间[3]。在此期间，其他网站要计算的消息从一个网站传送到一个特定的地点，也可以使用上面所说的方法。 IEEE802.11 g的微型无线通信技术，在实际应用中可以利用以上所述的方法来计算有关的数据。现有的微机无线通讯技术并未完全顾及到工业控制服务的时序要求，而目前的无线网路通讯主要选择GPS导航系统作为总讯号的终端，这种方式会受到操作成本、布置环境、运行安全性等诸多因素的影响，因此选择通讯网路进行传输，也是获得终端装置时钟的主要途径。以IEEE1588精度同步为基础，开发了一种能在软件级上实现电力线路自适应的方法，该方法无需附加硬件，仅需在 IEEE802.11 g装置上安装一套全新的软件，以满足高精度、操作简便、电力线路在线监控等要求。此外，在全电网的无线网路中，通讯节点必须先从同步网中获取高精度的服务时钟，再将该时钟的讯息层层传送至邻近各层级的时钟。

结语

通过对微机无线技术在电网中的应用现状进行综合分析，并对其在电网中的应用进行了深入的探讨，从而为其在输、配电网的现场通信系统的适用性提供了科学的依据。结合相关理论、数据、参数，要提高系统的同步精度，减少系统的运行费用，就必须重视微型无线通信技术的合理运用，以确保电网的稳定运行。

参考文献：

[1]杨梅.微功率无线通信信号对电能表的干扰监测研究[J].粘接. 2021(09). 160-164.

[2]杨建兴,颜立红,阳书拥,高予军.配网通信中无线通信技术的应用研究[J].中国新通信.2019(21). 105.

[3]罗忠波,田应球,包杏恩,韩旭华,黄忠华,王定员.集抄系统微功率无线通信模块检测技术研究[J].计量与测试技术.2020(01). 35-38.