浅析融合通信技术在智能用电交互服务中的应用 代.doc

浅析融合通信技术在智能用电交互服务中的应用 摘要：当前国家电网为转变电网发展模式提出了坚强智能电网的发展理念，其设计了发电、变电、配电、输电、用电以及调度等6个环节，其中用电环节的智能用电的极为关键部分。文中分析了分析了光纤通信、无线通信、电力线通信以及相应应用的情况，在智能用电交互服务系统探析了通信需求、系统功能和相应的实际应用表现，这一研究对于进一步推广智能用电交互系统具有一定的意义。关键词：智能用电；交互服务系统；电力线通信1 引言当前国家电网为转变电网发展模式提出了坚强智能电网的发展理念，其设计了发电、变电、配电、输电、用电以及调度等6个环节，其中用电环节的智能用电的极为关键部分。本文基于通信技术，分析其在智能用电交互服务中的应用，这一研究对于进一步推广智能用电交互系统具有一定的意义。2融合通信技术基于智能用电交互服务下面就数据传输、传输稳定等方面进行相关融合通信技术的分析。2.1光纤通信光纤通信技术是当前较为成熟具备带宽高、传输稳定性好以及抗干扰能力强等特点，应用与接入网通信技术，可实现智能用电互动、智能家居以及增值业务，且还能支持三网融合。智能用电交互服务的光纤通信应用的是以太网的无源光网络技术，2.2 无线通信无线通信网络近几年发展速度明显，应用领域也在不断扩大，当前应用比较常见的有WiFi、RF433以及Zigbee等：WiFi，其是一种相对短程的无线通信技术，工作频段一般在2.4GHz，带宽应用通常情况下为为54Mbit/s，这一通信技术在数10m范围内可支持对应的无线信号的接入，且传输速度快、稳定性高、带宽能调整等对智能交互终端和家庭控制网关间家庭宽带局域网应用很有效；Zigbee，其工作频段一般也在2.4GHz，这一技术具有功耗低、稳定性高、成本低等优点，在智能用电交互中其对家庭内部传输控制应用效果较好；RF433一般应用为Zigbee的互补技术应用于家庭传输控制。2.3 电力线通信电力线通信技术应用的是已有的电力线为媒介实现的通信，其技术相对成熟接入方便，传输安全性好、传输稳定、抗干扰能力强，这一技术能实现家庭局域网以及本地通信的组网、通信控制等要求，电力线通信在智能用电交互服务中应用了电力线宽带与窄带技术：电力线宽带通信，其应用通信频率通常在1-40MHz，应用的是数百路正交特性载波信号，可实现高速通信，当前传输速率已超200Mbit/s，电力线宽带通信技术还应用了OFDM自适应载波调制、可编程频谱等技术，能实现低压电力线信道，在信道访问机制以及通信协议上应用了自动中继以及网络重构，确保了通信无盲区，应用的智能路由算法能更有效的覆盖通信网络，当前这一技术在AMI通信信道中发展使之成为了智能电网发展的一部分；电力线窄带通信，电力线窄带通信技术是指频带限定在3-500kHz、通信速率小于1 Mbits的电力线载波通信技术，其调制解调方式多采用普通的调频或调相技术、直序扩频技术和线性调频技术等，在电力线窄带通信中引入OFDM多载波技术可以增强通信的抗干扰能力，有效地提高网络传输速率和稳定性，理沦速度可以到达100kbi以适用于智能家电用电信息、运行状态的采集以及控制命令的传输。也可以在配电台区范围内作为AMR的通信信道。2.4应用的情况融合通信技术的智能用电交互系统一般分3个层次：远程接入网应用的是光纤通信，实现主站和配电台区的连接；本地接入网应用的是光纤通信与电力线宽带通信，实现配电台区和家庭、分布式电源、智能电能表等连接：家庭局域网应用的是电力线宽带窄带通信、WiFi、Zigbee、RF433等，实现家庭控制网关和智能交互终端或智能插座的连接。融合通信技术在智能用交互服务中的具体应用情况如表l所示。表l具体应用情况远程接入网本地接入网家庭局域网（宽带）家庭局域网（控制与命令）光纤通信可选可选不常用不常用WiFi不常用不常用可选不常用Zigbee不常用不常用不常用可选RF433不常用不常用不常用可选电力线宽带通信不常用可选可选不常用电力线窄带通信不常用不常用不常用可选3智能用电交互服务系统 3.1 通信需求融合通信技术在智能用电交互服务系统通常需要搭载的系统有智能家居、用电采集以及三网融合（电话、高清视频、互联网）等，基于这一服务内容表2从通信、安全性以及实时性等等角度分析了搭载系统对通信网络的需求分析。从表2可知，智能用电交互系统通信主要表现为：业务节点多、类型多样，信息采集需要在规定时间点采集所有用户的数据信息；监测与管理信息需要即时发生和主动上传；互动式用电服务信息对通信要求高，高端用户需要配备数据、视频通信等业务。表2 通信网络的需求分析业务通信宽带安全性实时性智能家居一般约在10kbps信息采集无安全性要求；家电远程控制则需确保安全确保命令正确实现即可用电采集通常单相电表为573bps，三相电表为684bps保密性较高依据一定的时间间隔对用户用电信息采集三网融合通常语音电话为100bps，高清视频为8Mbps，同时支持则需超10Mbps相应业务安全性要求可允许用户端接收一定的延时3.2系统功能融合通信技术的智能用电交互服务系统具体需要完成居民智能用电服务、智能家居控制、三表抄收、家庭安防、增值服务。融合光纤通信方式、变压器以及复合低压电缆等技术，在配置机顶盒、电话机等设备连接下，智能交换用电实现语言、数据、有限电视等信息接入，完成电力线通信，还能完成用电信息的采集和控制以及阶梯电价控制等功能。3.3 实际应用表现智能用电交互系统当前已发展应用在北京、上海、浙江以及重庆等多个小区作为试点发展，以上应用的试点中，设计应用的系统都建立了成功的用户、家电、个人通信等网络的信息交互，实现了了解家用电器用电的状况，可以完成远程控制电器的目标；实现了小区所有用户的能效管理、社区信息服务、安防、视频对讲等。此外，智能用电交互系统还将应用于华北、北京、辽宁、江苏、河南等电力公司的智能小区建设。部分样板间使用了智能家电。当前以上实际应用的系统实现的功能与承载的业务，应用发展了组网技术有：光纤网络技术、电力线宽带技术、电力线窄带通信、微功率无线技术等。表3 列出了以上几种通信技术的优缺点。表3融合通信技术的实际表现融合通信技术实际表现优点实际表现缺陷光纤通信网络带宽高、系统容量大，能实现智能用电交互业务，智能家居以及增值业务，支持三网融合，应用的系统安全性、稳定性、实时性都高投资成本过高电力线宽带通信带宽高、系统容量大，能实现中等带宽智能用电交互业务，施工较为方便，无需布线，投资成本低受电网运行影响较大，可靠性还需要有所改进，且无法实现三网融合电力线窄带通信建设施工简便，无需布线，投资成本较低传输速率低，无法满足较高的带宽传输的智能用电业务，传输应用距离短，应用电网运行影响较大，可靠性不高微功率无线建设施工简便，无需布线，信道质量不需要受电网质量好坏的影响，在自组织网络的一定条件下，节点越多，其可靠性较高，带宽中能满足部分低带宽的智能用电需要传输距离受到阻碍物的影响明显，安全调试通常比较复杂，需要应用加密等形式确保安全性4 小结文中分析了融合通信技术中的光纤通信、无线通信、电力线通信和融合通信技术应用的情况，在实际智能用电交互系统应用中，还应考虑如成本等因素，进行更全面的分析处理。参考文献1 郭永强. 关于智能用电小区建设的研究J. 科技信息. 2011(33) 2 林航. 配用电异构通信网络融合研究及应用J. 电力系统通信. 2