智能用電交互服務(wù)通信技術(shù)融合研究

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文章摘要：目前，氣候變暖問(wèn)題日益突出，世界能源危機(jī)的形勢(shì)也更加嚴(yán)峻，為了應(yīng)對(duì)這一局面，我國(guó)提出了建設(shè)智能電網(wǎng)的舉措。但是智能電網(wǎng)的建設(shè)必須依靠現(xiàn)代化的通信技術(shù)。為此，本文首先闡述了智能用電交互服務(wù)的主要內(nèi)容，提出了對(duì)通信技術(shù)的基本要求，然后對(duì)融合通信技術(shù)的幾種類型進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：融合通信技術(shù)；智能用電交互服務(wù)；具體應(yīng)用

目前，低碳生活成為當(dāng)前社會(huì)生活的主題，電力作為我國(guó)主要的能源供應(yīng)部門，在其中扮演著非常重要的作用。為了適應(yīng)新的形勢(shì)和挑戰(zhàn)，國(guó)家電網(wǎng)公司提出了堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的戰(zhàn)略發(fā)展目標(biāo)，而智能用電作為堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)與客戶實(shí)時(shí)交互響應(yīng)，增強(qiáng)電網(wǎng)綜合服務(wù)能力，提高用電效率，促進(jìn)節(jié)能減排的重要手段。下面，我們將從如下幾方面對(duì)融合通信技術(shù)在智能用電交互服務(wù)中的應(yīng)用進(jìn)行分析。

1智能用電交互服務(wù)概述

1.1主要內(nèi)容

和傳統(tǒng)用電模式相比，智能用電具有非常顯著的優(yōu)勢(shì)，最大的特點(diǎn)就是，可以促進(jìn)用戶和電網(wǎng)之間的交互相應(yīng)，包括了很多服務(wù)內(nèi)容，例如居民智能用電服務(wù)、智能家居控制、分布式能源接入、家庭安全防護(hù)、水氣表抄收、綜合信息服務(wù)等，還可以承擔(dān)部分三網(wǎng)融合的業(yè)務(wù)。借助電網(wǎng)和用戶之間進(jìn)行實(shí)時(shí)互動(dòng)的主要通道，再利用智能交互終端，用戶就能夠查詢到自己的用電信息，然后根據(jù)國(guó)家的用電價(jià)格政策和電網(wǎng)承受負(fù)荷的實(shí)際情況，對(duì)用電的時(shí)間進(jìn)行靈活調(diào)整，實(shí)現(xiàn)用電的分布式接入，全面提高用戶用電的安全性和經(jīng)濟(jì)性。同時(shí)，在這種交互模式之下，電網(wǎng)也可以查詢到用戶的相關(guān)信息，能夠?qū)Ψ植际诫娫吹慕尤脒M(jìn)行有效的管理。另外，電網(wǎng)還可以通過(guò)調(diào)整家用電器的情況，來(lái)控制電網(wǎng)承受的負(fù)載，為電網(wǎng)的安全運(yùn)行提供保障。

1.2對(duì)通信技術(shù)提出的要求

為了實(shí)現(xiàn)智能用電互動(dòng)服務(wù)的需求，通信網(wǎng)絡(luò)必須達(dá)到一定的要求，確保整個(gè)電力的通信能夠滿足用戶家庭的用電，以及連接家用電器設(shè)備的使用需求，共同組成家庭的局域網(wǎng)。一般情況下，監(jiān)測(cè)、分析并控制家庭用能設(shè)備，抄收三表，進(jìn)行家庭的安全防護(hù)等，不需要太高的通信帶寬，即可滿足上述業(yè)務(wù)的需求，約10KB/s。同時(shí)，在智能交互服務(wù)系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)中，三網(wǎng)融合中的語(yǔ)音電話對(duì)帶寬的要求最低，只需要幾KB即可。其中，IPTV視頻對(duì)帶寬的要求是最高的，至少需要8MB/s。根據(jù)智能用電交互服務(wù)的主要內(nèi)容，以及不同業(yè)務(wù)對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)提出的要求，使融合的通信技術(shù)，例如光纖通信、無(wú)線通信和電力通信等，才是最主要的通信方式。

2融合通信技術(shù)的主要類型

2.1光纖通信技術(shù)

目前，我國(guó)大部分智能用電交互服務(wù)系統(tǒng)中，使用的光纖通信技術(shù)是建立在以太網(wǎng)基礎(chǔ)上的，又叫做EPON，即無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。這種技術(shù)具有諸多優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在如下幾方面：系統(tǒng)的容量比較大，帶寬很高，具有很強(qiáng)的抗干擾能力，可靠性高。如果使用這種通信技術(shù)，不僅可以滿足智用電互動(dòng)業(yè)務(wù)的需求，還能夠?yàn)橹悄芗揖雍拖嚓P(guān)的增值業(yè)務(wù)提供服務(wù)，促進(jìn)三網(wǎng)融合。

2.2無(wú)線通信技術(shù)

近幾年來(lái)，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)以及電子通信技術(shù)的迅速發(fā)展，無(wú)線通信技術(shù)取得了巨大進(jìn)步，應(yīng)用范圍比較廣泛，使用較多的主要有WiFi、RF433和ZigBee等，下面對(duì)這幾種技術(shù)進(jìn)行具體介紹。①WiFi技術(shù)。這是一種短途的無(wú)線傳輸技術(shù)，傳輸?shù)乃俣瓤梢赃_(dá)到54MB/s。如果信號(hào)較弱，或者受到其他因素的干擾，則可以對(duì)帶寬進(jìn)行調(diào)整，在10米左右的范圍內(nèi)，無(wú)線信號(hào)可以迅速接入，而且具有較高的可靠性，能夠自動(dòng)調(diào)整帶寬。雖然這種技術(shù)可以用來(lái)完成家庭控制網(wǎng)關(guān)以及智能交互終端之間的通信，共同構(gòu)成家庭的帶寬局域網(wǎng)，但是該技術(shù)很容易受到墻壁阻隔等因素的干擾。②RF433技術(shù)。這種技術(shù)的工作頻段主要在433MHz，通信的方式比較簡(jiǎn)單，很容易完成通信，而且建設(shè)的成本較低，只需要借助小功率的天線就可以實(shí)現(xiàn)，能夠在各種場(chǎng)合進(jìn)行短距離的無(wú)線通信，經(jīng)常用于氣表和水表等的抄收。③ZigBee技術(shù)。這種技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)是消耗的功率比較低，在數(shù)據(jù)的傳輸過(guò)程中，具有較高的安全性和可靠性，網(wǎng)絡(luò)的容量比較大，建設(shè)的成本也較高，特別適合用于控制空調(diào)系統(tǒng)的溫度、自動(dòng)窗簾、自動(dòng)照明、煙霧探測(cè)器、煤氣計(jì)量、遠(yuǎn)程家用電器等，主要的作用就是在內(nèi)部下達(dá)控制命令。

2.3電力線通信技術(shù)

這種技術(shù)相對(duì)比較成熟，接入方式比較簡(jiǎn)單，主要的通信介質(zhì)就是目前已有的電力線。電力線通信技術(shù)具有很好的抗干擾能力，而且能夠安全的傳輸數(shù)據(jù)，可靠性較高，可以完全滿足家庭局域網(wǎng)的組網(wǎng)、通信和控制的要求，主要包括電力寬帶和窄帶技術(shù)。①電力寬帶通信技術(shù)。這種技術(shù)集合了OFDM自適應(yīng)載波調(diào)制、可編程頻譜等技術(shù)和RS編碼等內(nèi)容，所以能夠快速適應(yīng)低壓的電力線信道要求，為通信的可靠性提供了保障。同時(shí)，在該技術(shù)中，信道訪問(wèn)機(jī)制及通信協(xié)議設(shè)計(jì)上考慮了自動(dòng)中繼路由及網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)功能，使得通信中不存在盲區(qū)。②電力窄帶通信技術(shù)。這種技術(shù)的通信頻率在1MB/s以下，主要采用普通的調(diào)頻或調(diào)相技術(shù)進(jìn)行調(diào)制解調(diào)。如果在電力線窄帶通信中引入OFDM多載波技術(shù)具有顯著作用，不僅能夠增強(qiáng)通信的抗干擾能力，還可以有效地提高網(wǎng)絡(luò)傳輸速率和穩(wěn)定性，在理論上，速度可以達(dá)到的100KB/s，適合用于智能家電用電信息!運(yùn)行狀態(tài)的采集以及控制命令的傳輸。也可以應(yīng)用在配電臺(tái)區(qū)范圍內(nèi)，作為AMR信道使用。

3結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本文首先對(duì)智能用電交互服務(wù)的主要內(nèi)容以及不同業(yè)務(wù)對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)提出的要求進(jìn)行了簡(jiǎn)單闡述，然后圍繞光纖通信技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)以及電力線通信技術(shù)等三個(gè)方面，對(duì)其中的幾種常用的融合通信技術(shù)進(jìn)行了說(shuō)明和具體介紹，為廣大同行提供了有益借鑒。當(dāng)然，本文沒(méi)有在實(shí)際施工中對(duì)該技術(shù)進(jìn)行闡述，希望能夠在后續(xù)的研究中繼續(xù)深入。

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作者：肖亨 單位：湖北工程學(xué)院