电力无线专网

一、电力无线专网相关政策及试点情况 二、电力无线专网技术研究情况 三、电力无线专网解决方案及典型案例

随着电力无线专网试点工作逐步推进，部分技术问题也随着工程建设不断产生。由于各厂商人为设置的技术壁垒，不同厂商间的4G专网难以互联互通。 以冀北地区为例，承德、唐山于2015年起分别建设丁各自4G无线专网，承德地区设备厂家为大唐电信，而唐山地区的设备制造商为中兴，由于不同厂商设备间分别存在各自私有协议，致使不同厂商间的设备不能做到相互通信，厂商也由此实现技术垄断，使得建设单位在之后的投资中被迫扩容，从而形成卖方市场，抬高设备价格，增加建设成本。 同时，电力无线专网向基于4GLTE的宽带集群演进是大势所趋。目前的电力无线专网尚不能有效的将语音、视频业务于电力原有业务有效整合互通。同时，随着党的十九大召开、张家口冬奥会日益临近，重、特大电力保障任务不断增加，我们迫切的需要建设一张能够实时进行视频语音传输、集群指挥的升级通信网络。 本成果通过对《4GLTE设备多厂家融合互通平台》的建设，可将不同厂商间的设备融合在一起，实现平台内各厂商的无线专网互联互通，从而打破厂商间技术壁垒与垄断，降低建设成本；同时，我们通过该平台实现各地市和省公司间的实时语音、视频通话，一对多集群语音，从而实现在指挥中心中“现场可见，指挥可达”。

新形势下配电网正逐步由单纯接受、分配电能给用户的电力网络转变为源网荷储融合互动、与上级电网灵活耦合的电力网络，配电网二次系统随之向调度控制精准化、业务交叉协同化、信息支撑透明化方向发展，亟需打造一张可靠性高、安全性强、接入性好的坚强配电通信网。本报告首先介绍了配网通信技术的现状与业务需求，在此基础上，介绍了新一代配电通信技术，主要聚焦于推进配网光纤网络建设，创新无线公网“多网合一”技术和运营模式，构建以宽带载波、电力无线专网、WAPI通信为核心要素的范在物联通信网，最后对配网通信网络的发展前景进行了展望。

电力关乎国计民生，电力设备广域泛在的特点使得无线通信技术成为承载电力数据传输的最佳选择，而基于230Hz频段深度定制研发的无线专网通信网络在传输可靠性和网络安全性方面均优于无线公网。 电力无线通信传统使用频段是230MHz频段，此频段可使用的无线频率点呈窄带离散分布，频谱利用率低，无法满足智能电网新型业务的传输需求，亟待技术创新。本项目攻克技术壁垒，聚合使用离散的窄带频率资源并优化信令，在该频段创新研制具有5G“低功耗、广覆盖、海量连接”技术特点的电力无线专网，大幅提升了频率资源利用率，解决了电力业务需求。 目前己在浙江嘉兴建成的国内规模最大的无线专网，同时推广到山东、重庆等16个省市，覆盖面积达3379平方公里，在玉门、长庆等油田也得到应用；近3年项目产生的直接经济效益63185.99万元，产生间接经济效益30231万元，提升智能电网工作效率、提升电网安全，社会效益显著。

随着电力无线专网试点工作逐步推进，部分技术问题也随着工程建设不断产生。由于各厂商人为设置的技术壁垒，不同厂商间的4G专网难以互联互通。以冀北地区为例，承德、唐山于2015年起分别建设丁各自4G无线专网，承德地区设备厂家为大唐电信，而唐山地区的设备制造商为中兴，由于不同厂商设备间分别存在各自私有协议，致使不同厂商间的设备不能做到相互通信，厂商也由此实现技术垄断，使得建设单位在之后的投资中被迫扩容，从而形成卖方市场，抬高设备价格，增加建设成本。 同时，电力无线专网向基于4GLTE的宽带集群演进是大势所趋。目前的电力无线专网尚不能有效的将语音、视频业务于电力原有业务有效整合互通。同时，随着党的十九大召开、张家口冬奥会日益临近，重、特大电力保障任务不断增加，我们迫切的需要建设一张能够实时进行视频语音传输、集群指挥的升级通信网络。 本成果通过对《4GLTE设备多厂家融合互通平台》的建设，可将不同厂商间的设备融合在一起，实现平台内各厂商的无线专网互联互通，从而打破厂商间技术壁垒与垄断，降低建设成本；同时，我们通过该平台实现各地市和省公司间的实时语音、视频通话，一对多集群语音，从而实现在指挥中心中“现场可见，指挥可达”。

无线公网通信技术已广泛应用于电网计量自动化、配电自动化、表单信息化等生产经营业务中，现阶段广州供电局共有公网无线通信计量自动化终端约18万台、公网无线通信配电自动化终端约2.6万台。目前广州局各类型业务的公网无线通信接入主要采用支持移动、电信、联通三家运营商的2G/3G/4G网络的公网通信模块，分嵌入式与外置式两种形态，均为单SIM卡模块，同一模块只能接入一家电信运营商的网络。 随着电力业务的发展，在配电和用电领域对通信系统的要求越来越高。就目前的运营商网络建设情况而言，同一区域各家运营商的信号覆盖情况不一，运营商的网络负荷能力不一，而现有电力无线通信模块，通常只能选择一家运营商的网络，不具备多卡功能，该家运营商通信网络改造升级会影响通信模块的正常通信，从而影响了电力业务的通信可靠性。另一方面，电信运营商的网络其主要目标是整体吞吐效率，并没有针对电力业务进行专门优化配置，从而导致某些情况下单家运营商网络的可靠性保障不高。 另外，近年来电网业务对通信系统的可靠性、实时性、安全性、可管可控等要求日益提升，与运营商的语音、视频等互联网业务有较大的区别。因此，近年国内电网公司在构建自身通信能力时，充分考虑其自身的业务要求，开展了电力无线专网的建设。目前广州供电局已建成包括29个基站，接入1800 台各类无线专网终端，包括230MHz无线专网与1800MHz无线专网两种技术体制的南网最大规模无线专网。在部分通信可靠性要求较高的应用场合如配电自动化三遥控制类业务等，为进--'步提升无线专网通信可靠性，还需要利用运营商的网络进行有效的补充。 综上所述，现有的各类传统电力无线通信模块只支持单卡、单网通信，1 个模块只能接入一家运营商网络或者仅支持一种频段无线专网，无线网络的调整或故障，会导致通信中断，严重影响运行可靠性。

为解决230 MHz电力无线专网信号受建筑物墙体遮挡影响信号覆盖，导致信号弱或存在覆盖盲区，文章针对223～235 MHz电力授权无线频段，研究并设计了基于本地通信无线自组网230 MHz电力无线专网的补强方案，解决230 MHz电力无线专网信号弱或存在覆盖盲区，有效提高230 MHz电力无线专网信号覆盖强度。通过无线自组网技术，使230 MHz电力无线专网能够满足配电自动化、用电信息采集等多种电力业务接入的要求。

本项目开展了现代城市高可靠性供电网规划与建设若干关键技术研究，从电力流、信息流、业务流三方面，提高横琴新区电力网架供电可靠性，加速电力信息交互流通，提升用电服务水平，打造电力先进技术示范区，保障电网的最优运行，提供优质可靠的电能。项目从输电、变电、配电、调度四大领域，以配电为重点，开展了高可靠性配电网架规划建设、配电网保护运行控制及自愈技术、智能调度平台关键技术、智能变电站全站数据协同、集成及应用技术、输变电设备状态检测与诊断技术多方面的研究。项目以横琴白贸区为依托，完成了一系列示范工程建设，建成与横琴新区发展规划相匹配、各级电网协调发展的安全、可靠、绿色、高效的现代城市供电网。其中，2010～2014年，完成智能变电站数据采集、协同、集成与应用关键技术的研究，完成输变电设备状态检测与诊断关键技术研究，建成2座3C绿色数字化变电站，建成较为完善的变电设备状态监测系统，以及广东电网内首套电缆局部放电在线实时监测系统。2013～2016年，开展高可靠性配电网网架的规划及建设工作，全面完成了横琴自贸区全区域10KV至20kv配电网的升压改造工作，成为国内首个全区采用20千伏公用线路供电的地区。目前，横琴自贸区所采用自主研发的主干层一次干层-负荷层三层架构的配网专利网架，以及“双链环”结构网格化运行的配电主干层，较好应对了自贸区建设阶段中负荷接入点及接入容量随机性较大等复杂情况，为自贸区基础建设提供能源保障。2014～2016年，完成一体化多层次配网保护及自意控制技术研究及工程应用，自主研发高集成一体化配网智能终端，该终端在横琴配电网的应用，充分发挥了横琴新区专利配电网结构的优势，实现主、配、荷网架的协同，以及配电网一、二次关键技术的有机融合，为用户提供高可靠优质电力，有力支撑了全区域99.999%高可靠性目标。2010～2016年，开展智能电网智能调度平台技术研究，完成以光纤为主，1.8G主频和230M主频TD-LTE电力无线专网为辅的多样互补智能电网通信平台，在横琴区域实现电力通信全覆盖。

本项目属于电力通信领域。 建设世界一流能源互联网企业，需要全业务泛在电力物联网支撑，面对电力业务高效泛在承载、安全可靠接入、主动智能运维管控等挑战，原有业务系统独立建设接入通信，技术体制单一，难以兼顾经济、安全和泛在接入等因素。因此，项目基于无线LTE技术，突破电力业务末端接入网络规划、无线多业务安全隔离、端到端主动运维等关键技术，打造以电力无线专网为基础的电力物联网泛在接入方式，提升电网末端感知能力、支撑构建以智能配电网和客户为中心的能源服务体系。基于项目成果研发的电力无线专网系列设备实现了产业化应用，在江苏建设了国网系统内规模最大、覆盖业务最全的电力无线终端接入网络。 项目自主研发基于SM2算法的配电终端、工业级无线终端等核心设备及规划优化系统和智能运维平台，健全产业链。所研发通信终端、微基站等形成数条生产线，终端设备年产能可达50万台。基站和核心网根据管理接口要求进行定制化采购，使用电力授权频率且进行安全强化，定制化厂商生产线年度产能可达2万台。项目共授权中国发明专利17件、实用新型8件、软著8项；发表论文37篇，其中15篇SCI，22篇EI。

230MHz电力无线专网的干扰种类主要有宽带全频干扰、窄带同频干扰和窄带邻频干扰三种。其中，宽带全频干扰主要是由各种LED电子屏、电子广告牌、电子铭牌以及射灯或照明灯引起；窄带同频干扰主要来自230MHz频段内的非法电台和大功率雷达；窄带邻频干扰主要来自于其他使用230MHz电力无线专网相邻频点的窄带通信系统。本文针对以上三种干扰类型，结合现网实际对230MHz电力无线专网提出了相应的规避干扰解决思路，并就你具体措施方法进行了详细介绍，以图230MHz电力无线专网在实际应用中取得更高效能。