无线通信方式：选择与优化

无线通信方式结构简单，架设方便，价格便宜，实践证明它在配电自动化中是具有生命力的。无线通信方式是一种覆盖面广的通信方式；它不需要传输线，而且可以构成双向通信系统，特别是任何无线通信方式都有能力和停电的区域进行通信。

无线通信方式包括以下几种：调幅（AM）广播：调频广播、无线寻呼网、甚高频通信（VHF）、特高频通信（UHF）、无线扩频通信、微波通信、卫星通信。下面讨论在配电自动化中常用的几种通信方式。

1.高频通信

高频通信包括VHF和UHF。频率范围在30～1000MHz的无线通信为高频（HF，High Frequency）通信。高频分为甚高频（VHF）和特高频（UHF）。

在VHF频段（30～300MHz），通信速度不高，传输距离较短，但绕射能力较强。可以采用200MHz数传电台来实现配电系统自动化的通信，其通信速度在1200bit/s左右，通信距离约为10～20km，由于大城市中工作在此频段附近的无线电设备较多，干扰比较严重，因此VHF电台的通信比较适用中小城市和大城市近郊及广大农村地区的配网自动化设备间的通信。

在UHF频段（300～1000MHz），国外在配电系统工程中，主要采用800MHz这一频率。UHF通信不容易受到其他通信业务的干扰，通信速率可以达到9600bit/s，另外由于通信波长较短，UHF通信的天线的尺寸比较小，实践证明UHF通信是非常可靠的。当然，与较低频率的通信方式相比，特高频信号的覆盖面积更小，更容易受到多路径效应和障碍物的影响，由于工作频率高，UHF通信还会受到视距的限制，在多山及城市高楼林立的环境下，UHF通信就不能很好地工作。

我国无线电管理委员会将821～825MHz/866～870MHz作为无线数据频段，其中866～870MHz用于基地台（即中心站）发射，821～825MHz用于终端台发射。将上述频段又分为A段（821～824MHz/869～870MHz）和B段（824～825MHz/869～870MHz）。A段信道间隔为25kHz，B段信道间隔为30kHz，A段中共有120对频点，其中有12对用于普通遥控和遥测数传业务。采用该频段的数传电台可以较好地满足配电自动化的需要。

因为800MHz频段具有较强的绕射能力，终端电台的体积小、重量轻、天线尺寸小，可以直接安放在线杆上的特点；并且在一般情况下800MHz数传电台的容量较无线扩频系统要大，一个主站至少可以连接100个以上的终端站，设备造价上，800MHz数传电台也比无线扩频系统低；另外，800MHz数传电台的组网结构灵活，当配调主站与外围站之间太远或有高山阻挡时，可以采用中继站组成二级网；尤其是易于扩展，便于工程分阶段实施。所以800MHz无线数传系统是配电自动化通信系统的合理选择之一。

2.扩频通信

扩频通信的频率范围为900～1000MHz，扩频通信的优点是抗干扰能力强，传输速度高，发射功率小；缺点是要求通信两端无阻挡，对大城市比较困难。一般用于通信点不多，通信速率要求较高的场合，例如子站与配电控制中心间的通信。

扩频通信是将传送的信息频谱通过编码及调制的方法将信息频谱展宽100～1000倍，整个信息就分布在这样一个宽带上。频带展得越宽，功率谱密度越低，相应的干扰信号能量就更小了。从整个被展宽的频带上看，同一个干扰信号源频谱带宽只能占很小一段，不可能达到扩频后的频谱宽度。因为，在干扰源总功率不变的条件下，频带展宽10倍其干扰强度只有原来的1/10，要保持原来的干扰强度，则功率必须加大10倍。在接收端增加了窄带滤波器、相关码检测（PN码），就大大提高了抗干扰能力和保密性等。(www.xing528.com)

扩频通信系统要完成扩频工作，都要进行三次调制和相应的解调：第一次调制为信息调制（将被传送信息调制成数字信号）；第二次调制为扩频调制（由扩频码发生器产生的扩频码序列去调制数字信号以展定信号频谱）；第三次调制为射频调制，射频调制后的信号通过天线发射出去。与一般通信系统相比，扩频通信就是多了扩频调制系统部分。

从1995年起，在部分农村电网采用了扩频通信设备作为电力自动化系统的通信通道，几年来的运行实践证明，扩频通信从技术上完全能够满足要求，还可以数字通信与通话复用，并且运行可靠，价格合理，维护检修工作量极小。

长距离的通信能体现出扩频技术的诸多优点，但对位于高楼林立之中的城市配电网，由于柱上开关及配电网变压器的位置很难确定最好的通信环境，其放射信号的接收会受到波传输的影响（绕射功能差），往往是应用效果不佳。

3.微波通信

微波是指频率在300～3000GHz韵电磁波，微波通信是采用1000MHz以上的频率，外加特有的设备构成的通信方式，同光波一样，微波通信是直线传播的，因而也称视距通信。微波通信在电力系统中发挥着重要的作用，对于调度自动化和变电站综合自动化数据的传输有重要意义。微波通信具有传输距离长（标准站距为50km）、容量大、稳定性能好、配置灵活等优点，尤其是一点多址的小微波（TDMA）产生后，使微波通信的灵活性更加增强了。但由于微波传播受气候、地理环境等的影响比较大，对配电自动化系统而言，由于传输速率要求不高，再加上要增加一套微波通信系统，使其造价提高，更重要的是要向无线电管理委员会申请频率，因而在本系统没有微波通信的前提下，一般不予考虑。

4.调幅广播

调幅广播是对信号进行相位调制后以幅度调制的形式调制到载波上，通过发射系统发射出去，是一种单向的通信方式。用于配电自动化的调幅广播采用不干扰现有无线调幅广播电台的频率范围工作，一般应用于对大量的用户进行负荷控制，与高频通信相比，调幅广播的波长更长，因而传输的距离较长，且不受视距和障碍物的影响，一般没有多路径效应。调幅广播适用于地形复杂区域的配电自动化系统的需要。

5.卫星通信

卫星通信是通过同步轨道上的卫星完成的。卫星有信号转发器，用来接收上联信号并以不同的频率转发出去。由于卫星有很高的高度，它能提供广阔的、均匀的信号覆盖。为了通过卫星进行通信，需租用或拥有卫星的信号转发器并有必要的上联与下联设备。上下联通常是使用微波频率。我国的云南和贵州的一些电力单位已经成功地在SCADA系统中使用卫星通信，卫星通信在配电自动化中的使用也正在被考虑之中。