智能配电网无线通信业务调度研究

摘要

随着智能电网技术的发展，配电网环节的智能化已进入深化应用阶段，与用户互动的广度和深度不断拓展，同时也对电力通信网下一步发展提出了更高的要求。目前，电力通信网骨干网络已较为完善，亟需研究并建设与用户直接互通的配电网终端通信接入网。无线通信具有部署迅速、覆盖面广、经济性优等特点，可满足未来智能电网的发展需求。本文结合电力无线通信频谱政策、数传电台和无线专网应用及其组网方式，对智能配电网的业务调度展开研究。
　　首先，对智能配电网业务及与其相适应的通信技术展开分析。结合配电自动化、用电信息采集等业务需求，以及配电网环境，对现有各类通信技术的适用性展开比较分析，表明新一代无线通信技术在配电网通信中具有优势。
　　其次，在电力授权频段引入认知无线电系统，研究新型电力无线专网作为从用户的数据传输问题。通过改变从用户一个工作周期内的感知与传输时间，影响频谱感知的准确性，并通过重传保证业务的高可靠性，使得总体系统的高可靠性业务数据吞吐量得以最大化。
　　然后，针对电力授权频谱带宽窄、难以全面覆盖电力通信业务的问题，分析了配电自动化的业务需求，提出在1.8GHz频段采用LTE技术建设电力无线专网的组网方案，并设计准静态资源调配方案，保证了专网用户的通信质量与公平接入。
　　最后，就电力通信业务流量上行重下行轻与频率资源间的矛盾，提出一种底衬式频谱接入方案。该方案允许上行用户在不干扰下行用户的前提下复用下行频率资源，最大化上行用户的总体吞吐量，解决了终端密集区域上行业务的传输问题。

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本论文专用术语的注释表

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外研究现状

1．3 选题目的及意义

1．4 论文内容安排

第二章 智能配电网通信环境与技术

2．2 智能电网基础通信结构

2．3 配电通信主要业务及需求

2．3．1 配电自动化

2．3．2 用电信息采集

2．3．3 分布式能源

2．3．4 电动汽车充电站

2．4 智能配电网通信的主要技术手段

2．4．1 光纤通信

2．4．2 电力线载波通信

2．4．3 无线通信

2．5 无线专网通信

2．5．1 230MHz电力频段特点及现状

2．5．2 1．8GHz电力频段特点及现状

2．5．3 LTE技术在行业领域应用现状

2．5．4 电力无线专网通信系统

2．5．5 认知无线电技术原理

2．6 本章小结

第三章 基于认知无线电的无线专网数据传输研究

3．1 引言

3．2 认知无线电系统模型建立

3．3 理论分析

3．4 数据仿真结果分析

3．5 本章小结

第四章 面向配电自动化的电力无线专网组网技术研究

4．1 引言

4．2 LTE技术及其传输资源结构

4．2．1 LTE技术简介

4．2．2 LTE传输资源结构

4．3 配电自动化业务中LTE技术的应用

4．3．1 面向配电自动化业务的无线专网承载能力分析

4．3．2 LTE物理资源与配电自动化通信需求的适配性分析

4．4 电力无线专网组网模式

4．5 系统模型

4．6 最优解特性分析

4．7 兼顾公平性的准静态资源调配算法

4．8 数据仿真结果分析

4．9 本章小结

第五章 电力无线专网中基于流量的底衬式频谱接入

5．1 引言

5．2 电力通信流量模式

5．3 系统模型与问题建模

5．4 问题求解与底衬式频谱接入方案

5．5 数据仿真结果分析

5．6 本章小结

第六章 全文总结与展望

6．1 全文总结

6．2 下一步工作展望

参考文献

作者攻读硕士期间的研究成果

致谢