一種智能電網(wǎng)系統(tǒng)的高可靠性數(shù)據(jù)處理及相互通訊方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于智能電網(wǎng)通信W及數(shù)據(jù)處理技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種智能電網(wǎng)系統(tǒng)的 高可靠性數(shù)據(jù)處理及相互通訊方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 智能電網(wǎng)指的是供電網(wǎng)的智能化，其最終目的是實現(xiàn)電網(wǎng)的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高 效、環(huán)境友好和使用安全的目標(biāo)。運個目標(biāo)的實現(xiàn)，除了需要各種先進(jìn)的遙測、遙感技術(shù)和 控制技術(shù)，整個系統(tǒng)需要建立在集成的雙向可靠的、獨立于公網(wǎng)的通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上。
[0003] 目前，實現(xiàn)智能電網(wǎng)的數(shù)字通信要求，主要從兩方面入手，一種是從零開始建立與 公網(wǎng)隔離的電力通信專網(wǎng)，一種是W現(xiàn)有的某種成熟的通信技術(shù)為過渡的通信方法。從最 完美的結(jié)果看，從無到有建立永久性完善的電力通信專網(wǎng)，W從光纖技術(shù)著手為技術(shù)性的 最佳選擇。但從成本說，困難很大，短期內(nèi)難W實現(xiàn)，所W-般將其視為長遠(yuǎn)規(guī)劃和目標(biāo)。而 各國一般都W現(xiàn)有技術(shù)著手，建立過渡性的電力通信專網(wǎng)。例如，美國的智能電網(wǎng)，W獨立 的固定無線通信技術(shù)為主體。
[0004] 我國的智能電網(wǎng)技術(shù)起步稍遲于工業(yè)先進(jìn)國家。運對建立電力通信專網(wǎng)造成一定 困難。為了盡早實現(xiàn)智能電網(wǎng)，需要采用現(xiàn)有通信技術(shù)，建立獨立于公網(wǎng)的電力通信專網(wǎng)。 模仿西方W固定無線通信網(wǎng)為智能電網(wǎng)通信服務(wù)，從技術(shù)角度說沒有問題，但一個很大的 困難是，由政府資源法規(guī)給各工業(yè)和民用領(lǐng)域分配的無線頻率資源，沒有?？趽芙o智能電 網(wǎng)應(yīng)用的部分。改變國家資源法規(guī)的規(guī)定是很難的。 陽〇化]中國的無線資源法規(guī)雖然不能撥給智能電網(wǎng)數(shù)字通信W?？诘念l段，但是有個被 稱為"433MHz"的頻段是可W隨意使用的。所謂433MHz，在所有國家都是個可W被所有應(yīng)用 自由使用的頻段。433是個泛指的頻率資源范圍，是位于433MHz附近的一定寬度的頻段， 可供任何應(yīng)用無需申報自由使用。在中國，運個頻段具體是指470~510MHz頻段。一個 典型的示例產(chǎn)品如A7139射頻收發(fā)忍片，被設(shè)計在運個頻段中某個中屯、頻率占用帶寬為 250KHZ。運樣一類產(chǎn)品的通信能力最大只能達(dá)到0.5Mbps。如果考慮應(yīng)對復(fù)雜物理信道環(huán) 境采用的編碼、壓縮技術(shù)，隨著通信距離的加大，在100~200米通信距離上，數(shù)字帶寬只能 在50肺PS左右。無法作為智能電網(wǎng)數(shù)字通信的主體產(chǎn)品。所W，過渡性的智能電網(wǎng)通信網(wǎng) 絡(luò)，需要另外尋求著眼點。
[0006] 低壓電力載波技術(shù)（PLC)是上世紀(jì)80年代初因超大規(guī)模集成電路技術(shù)起飛而掀 起的數(shù)字通信技術(shù)革命W來，一個新近發(fā)展起來并受到各種應(yīng)用領(lǐng)域注目的技術(shù)。它有幾 個特點可W便捷地建立和人類各種工業(yè)及社會活動相吻合的通信網(wǎng)絡(luò)。即PLC技術(shù)構(gòu)成 的通信網(wǎng)絡(luò)，其物理信道是民用電力網(wǎng)，而在今天的社會中，民用電力網(wǎng)可W說是無所不在 的。因此，用PLC構(gòu)成的數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)，在建立物理信道上的成本幾乎可W不計。運樣，PLC 通信技術(shù)首先在兩個應(yīng)用領(lǐng)域得到發(fā)展：室內(nèi)寬帶數(shù)字通信和智能電網(wǎng)通信專網(wǎng)。
[0007] 由于上述智能電網(wǎng)發(fā)展的歷史原因，PLC用于電力通信專網(wǎng)受到國內(nèi)電力工業(yè)的 廣泛重視。而PLC用于室內(nèi)（特別是居家生活方面的種種應(yīng)用）寬帶數(shù)字應(yīng)用，現(xiàn)在已經(jīng)相 當(dāng)成熟。從運方面看，似乎可將成熟的PLC室內(nèi)數(shù)字寬帶技術(shù)，很便捷地移植到智能電網(wǎng)通 信應(yīng)用上。但是，PLC的運兩種應(yīng)用，因為其各自特點，在若干關(guān)鍵的地方有一定差別。
[0008] 在PLC的居家室內(nèi)應(yīng)用中，通信距離局限于家庭建筑的距離范圍，一般在S十米 之內(nèi)。調(diào)制于電力線上的數(shù)字載波信號所占用的頻段，因為種種實際原因，需要在2MHzW 上。隨著頻率的增加，沿電力導(dǎo)線傳輸?shù)男盘?，W越來越高的效率發(fā)射到四周空間，運對信 息的傳輸明顯是個不利的特性。因為信號能量W無線電磁波形式的損失的特點，不僅頻率 越高的信號分量損失越大，而且傳輸距離越遠(yuǎn)信號損失也越大。智能電網(wǎng)的數(shù)字通信距離， 比居家室內(nèi)的寬帶數(shù)字通信距離遠(yuǎn)，通常達(dá)到上百米甚至更遠(yuǎn)。運對PLC技術(shù)為智能電網(wǎng) 通信服務(wù)又是一個不利因素。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 發(fā)明目的：本發(fā)明針對不足，提出一種智能電網(wǎng)系統(tǒng)的高可靠性數(shù)據(jù)處理及相互 通訊方法。
[0010] 技術(shù)方案：本發(fā)明所述的一種智能電網(wǎng)系統(tǒng)的相互通訊方法，包括如下步驟： (1) 對PLC信道和433頻段的無線信道進(jìn)行信道估計，根據(jù)初始時刻兩個信道數(shù)字 通信帶寬的測量數(shù)據(jù)確定電網(wǎng)通信站點的初始化通信機(jī)制：433頻段無線通信或PLC載 波通信，其中確定電網(wǎng)通信站點初始化通信機(jī)制的具體標(biāo)準(zhǔn)如下： 若AO>M2,則令電網(wǎng)通信站點初始執(zhí)行PLC載波通信； 若AO<M1，則令電網(wǎng)通信站點初始執(zhí)行433頻段無線通信； 若AO>Ml且BO>M1，則令電網(wǎng)通信站點初始執(zhí)行433頻段無線通信； 若AO>Ml且BO《M1，則令電網(wǎng)通信站點初始執(zhí)行PLC載波通信； 其中：AO和BO分別為初始時刻PLC信道和433頻段無線信道的數(shù)字通信帶寬，Ml為智能電網(wǎng)關(guān)于自動化及管理應(yīng)用的通信帶寬設(shè)定口限，M2為智能電網(wǎng)關(guān)于自動抄表及高 級計量應(yīng)用的通信帶寬設(shè)定口限； (2) 根據(jù)PLC信道數(shù)字通信帶寬的測量數(shù)據(jù)，確定上一周期PLC信道的時變程度：平 穩(wěn)或劇烈，其中確定上一周期化C信道時變程度的量測過程如下： 首先，根據(jù)W下公式計算上一周期PLC信道的平均數(shù)字通信帶寬：
其中：Ai為上一周期內(nèi)第i個測量時刻PLC信道的數(shù)字通信帶寬，N為每個周期的測量 次數(shù)且測量間隔為T，i為自然數(shù)且1《i《N; 然后，根據(jù)W下公式計算上一周期內(nèi)關(guān)于PLC信道數(shù)字通信帶寬的近似標(biāo)準(zhǔn)差曰：
最后，判斷近似標(biāo)準(zhǔn)差O是否小于標(biāo)準(zhǔn)差闊值：若是，則判定上一周期PLC信道時變平 穩(wěn)；若否，則判定上一周期PLC信道時變劇烈； (3) 根據(jù)上一周期PLC信道的時變程度、電網(wǎng)通信站點的通信形式W及兩個信道數(shù)字 通信帶寬的測量數(shù)據(jù)，確定當(dāng)前周期電網(wǎng)通信站點的通信機(jī)制并執(zhí)行切換，其中確定當(dāng)前 周期電網(wǎng)通信站點的通信機(jī)制并執(zhí)行切換的具體標(biāo)準(zhǔn)如下： 首先，計算出上一周期PLC信道的平均數(shù)字通信帶寬和433頻段無線信道的平均數(shù) 字通信帶寬； 若上一周期電網(wǎng)通信站點執(zhí)行PLC載波通信且PLC信道時變平穩(wěn)，同時《12且>11 或者<Ml且《11，則使當(dāng)前周期電網(wǎng)通信站點的通信機(jī)制切換為433頻段無線通信； 若上一周期電網(wǎng)通信站點執(zhí)行433頻段無線通信且PLC信道時變平穩(wěn)，同時>M3或 者《M3且<11，則使當(dāng)前周期電網(wǎng)通信站點的通信機(jī)制切換為PLC載波通信； 若上一周期電網(wǎng)通信站點執(zhí)行PLC載波通信且化C信道時變劇烈，同時《M2,則使當(dāng)前 周期電網(wǎng)通信站點的通信機(jī)制切換為433頻段無線通信； 若上一周期電網(wǎng)通信站點執(zhí)行433頻段無線通信且PLC信道時變劇烈，同時>M2或 者《M2且小于Ml，則使當(dāng)前周期電網(wǎng)通信站點的通信機(jī)制切換為PLC載波通信； 其中：Ml為智能電網(wǎng)關(guān)于自動化及管理應(yīng)用的通信帶寬設(shè)定口限，M2為智能電網(wǎng)關(guān) 于自動抄表及高級計量應(yīng)用的通信帶寬設(shè)定口限，M3為智能電網(wǎng)關(guān)于視頻監(jiān)控應(yīng)用的通信 帶寬設(shè)定口限。
[0011] 進(jìn)一步的，根據(jù)W