LTE移动通信技术在智能电网中的应用

围广、永远在线、接入速度快、支持中高速数据传输、投入费用低、可按流量收费等优点。目前，GPRS技术已经被广泛应用到电力工业的各个环节，如配网自动化、电力负荷管理、无线抄表、调度自动化、电能质量监测、电压等级变电站的远动信号传输、电力抢修调度、输电线路污秽在线监测等领域。但是，实际应用中GPRS传输速率仅为57.6kbit/S，且通信保密性、安全性不够高，已经不能满足未来智能电网发展对通信系统的要求。相比之下，LTE技术不仅具有GPRS技术的优点，同时也弥补了GPRS技术在传输速度、保密性、安全性等方面的不足，因此更能适应未来智能电网建设的发展方向与技术要求。

四LTE技术及其在智能电网中的应用

1.LTE技术

LTE(Long Term Evolution,长期演进)项目是3G的演进，始于2004年3GPP的多伦多会议。LTE并非人们普遍误解的4G技术，而是3G与4G技术之间的一个过渡，是3.9G的全球标准。它改进并增强了3G的空中接入技术，采用OFDM和MIMO作为其无线网络演进的唯一标准。在20MHz频谱带宽下能够提供下行326Mbit/s与上行86Mbit/s的峰值速率，改善了小区边缘用户的性能，提高小区容量和降低系统延迟。

LTE技术特点主要表现在以下几方面：

1)通信速率高，下行峰值速率为100Mbps、上行为50Mbps。

2)以分组域业务为主要目标，系统在整体架构上将基于分组交换。

3)QoS保证，通过系统设计和严格的QoS机制，保证实时业务(如VoIP)的服务质量。

4)系统部署灵活，能够支持1.25MHz-20MHz间的多种系统带宽，并支持“paired”和“unpaired”的频谱分配，保证了将来在系统部署上的灵活性。

5)降低无线网络时延：子帧长度0.5ms和0.675ms，解决了向下兼容的问题并降低了网络时延，时延可达U-plan<5ms，C-plan<100ms。

6)增加了小区边界比特速率，在保持目前基站位置不变的情况下增加小区边界比特速率。

7)强调向下兼容，支持已有的3G系统和非3GPP规范系统的协同运作。

与3G等移动通信方式相比，LTE更具技术优势，具体体现在：高数据速率、分组传送、延迟降低、广域覆盖和向下兼容等。

2.LTE在智能电网中的应用

LTE在智能电网中的应用优势主要表现在：高速的数据传输速度满足了电力系统大量信息数据传输的要求，高速可靠的数据交互为智能电网开放性地兼容各类设备提供了可靠的通信机制;LTE的视频功能将增加电网与需求侧、发电商、环境和谐相处的能力，为其提供完成交易的信息处理平台和物理载体;LTE的安全性和可靠性是满足智能电网防御信息攻击，提高信息安全，提高自愈能力的重要保证，为智能控制、负荷调度、电力抢修、智能需求侧管理提供了准确、可靠、实时的数据信息。

LTE技术在智能电网中的具体功能应用如下：

1)网视频监控

在配网中有大量的检测终端与变压器监测设备，用于向调度中心传送各种信息，如遥测、遥信、遥控主要设备状态和报警信息等。随着视频监控技术的发展，越来越多的变电站和机房采用无人值守的方式，因此为了提高安全性和可靠性，系统对传输通道的可达性和带宽提出更高的要求。采用固定宽带与移动LTE通信技术相结合的方式，可实时传送清晰的动态视频信息，满足电力网络利用视频进行实时监测的要求。

将LTE移动视频业务与电力系统已有的视频监控系统相结合的优势在于：一方面，在有线宽带不能通达的监测点安装移动视频监测装置，实现视频监控;另一方面，监控维护人员可使用移动PC机或手机，实时了解运行状况。由于移动视频监控对带宽的要求较高，只有使用LTE移动通信网络才能获得较好的业务质量。

2)线路巡检

高压架空输电线路是电力系统的重要组成部分，其传输距离长，沿线地理环境复杂。目前国内主要采用人工检测故障的方法对线路进行维护，这种方法下巡线人员工作强度很大，故障检测困难。随着电子芯片和机器人技术的飞速发展，日、美等国已经成功研制出以机器人作为载具，以摄像机作为图像采集设备进行巡线的技术，而且借助移动通信技术(掌上电脑、条码扫描技术、RFID射频识别技术等)，巡检人员可利用掌上电脑、手机、PC机以文字、图片、视频的方式将现场情况实时发送到巡检中心，保证了现场数据的准确性、完整性。这种方式提高了工作效率，使巡检维护规范化，提高维护和管理水平。

3)负荷管理

负荷管理是电力需求侧管理(DSM)的重要组成部分，是缓解电