國家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)公司近年來開展了大量有關(guān)智能配電通信網(wǎng)和智能用電通信網(wǎng)的研究與實(shí)踐應(yīng)用工作,以推進(jìn)配用電通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,特別是對電力無線寬帶通信新技術(shù)的研究與實(shí)踐應(yīng)用。
電力無線專網(wǎng)對涉及的通信業(yè)務(wù)及通信系統(tǒng)提出如下要求:
可靠性要求
電力所采集數(shù)據(jù)和管理對象所處環(huán)境復(fù)雜(如需求側(cè)配網(wǎng)自動化所涉及區(qū)域是分布區(qū)域廣的配電線路、一次設(shè)備和配電終端),運(yùn)行溫度因素、電磁干擾因素、外力破壞因素多存在,因此要求通信系統(tǒng)必須能夠滿足業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的通信可靠性,外界干擾產(chǎn)生的數(shù)據(jù)包平均丟失率應(yīng)控制在低水平。
安全性要求
電力通信系統(tǒng)要求能夠保證數(shù)據(jù)在通信網(wǎng)路中傳輸?shù)陌踩裕瑧?yīng)該能夠抵抗惡意攻擊導(dǎo)致的數(shù)據(jù)包丟失,保證電力需求側(cè)通信數(shù)據(jù)的正常傳輸順利進(jìn)行;比如保證采集數(shù)據(jù)不被惡意篡改以致影響電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益,保證控制數(shù)據(jù)不被篡改以致影響電力系統(tǒng)運(yùn)行安全等。
及時性要求
電力中既包括實(shí)時業(yè)務(wù),也包括非實(shí)時業(yè)務(wù),但即使是非實(shí)時業(yè)務(wù),也有時間上的要求,即通信的及時性要求;比如自動抄表和臺區(qū)變壓器數(shù)據(jù)采集等領(lǐng)域,通信數(shù)據(jù)需要在特定的時間內(nèi)到達(dá)。
因此,所構(gòu)建的無線通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具備專網(wǎng)專用的能力,可規(guī)模組網(wǎng),全網(wǎng)采用統(tǒng)一技術(shù)制式,同時可保證業(yè)務(wù)高安全性及高精確控制性,解決輸電、配電、用電等多個環(huán)節(jié)的“最后一公里”接入的需求和通信需要。電力無線專網(wǎng)解決方案應(yīng)運(yùn)而生。
應(yīng)用于配電自動化
配網(wǎng)是電力系統(tǒng)中直面客戶的最后一個環(huán)節(jié),在配電網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)自動化是提高供電可靠性,確保供電質(zhì)量,提升優(yōu)質(zhì)服務(wù)的重要手段,也是智能電網(wǎng)建設(shè)的重要環(huán)節(jié)。考慮到當(dāng)前在各地電網(wǎng)的配網(wǎng)自動化系統(tǒng)中,眾多的配變、用戶變、箱變、開閉所、配電變壓器、柱上開關(guān)等電氣設(shè)備地域分布廣、種類多、運(yùn)行狀態(tài)復(fù)雜、自然條件惡劣,對大量的RTU、FTU、DTU、TTU等終端計(jì)量點(diǎn)進(jìn)行覆蓋的通信接入手段嚴(yán)重不足,建議采用TD-LTE無線寬帶網(wǎng)絡(luò)接入這些設(shè)備,提高配電自動化能力。
RTU、FTU、DTU、TTU等終端計(jì)量點(diǎn)可以通過RS232/RS485/FE等連接到CPE設(shè)備上,通過TD-LTE網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)承載,完成和配電自動化系統(tǒng)子站的通信。
應(yīng)用于計(jì)量自動化
電力的計(jì)量自動化系統(tǒng)對各變電站、電廠、公變、專變及低壓用戶計(jì)量點(diǎn)電量實(shí)現(xiàn)自動采集,減少了人工抄表的時間誤差,并且極大的提高了抄表效率,變電站、電廠實(shí)現(xiàn)15分鐘數(shù)據(jù)讀取,主網(wǎng)可實(shí)時觀測到各變電站,各條線路的數(shù)據(jù),配合調(diào)度系統(tǒng),實(shí)時監(jiān)測主網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的安全,有力保障了區(qū)域安全供電。對于專變用戶及配網(wǎng)也可實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)測各瞬時量數(shù)據(jù),能夠及時準(zhǔn)確地監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行,對于低壓用戶,除實(shí)現(xiàn)了日凍結(jié)電量抄讀,還可實(shí)現(xiàn)對重點(diǎn)用戶的小時電量讀取,有力的遠(yuǎn)程監(jiān)測用戶用電情況。
用戶電表一般通過低壓載波方式將用戶用電信息等傳遞到集中器,通過在集中器內(nèi)置TD-LTE無線模塊或外置CPE的方式就可以實(shí)現(xiàn)用戶用電信息和電網(wǎng)營銷系統(tǒng)的互聯(lián)互通。
應(yīng)用于無線視頻監(jiān)控
在2G/3G時代,由于帶寬的受限,無線業(yè)務(wù)主要基于圖片等上傳、分享,但在有線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中,視頻的分享、實(shí)時觀看已經(jīng)是熱門的業(yè)務(wù)應(yīng)用。在電力通信網(wǎng)絡(luò)中,很多關(guān)鍵設(shè)備或者容易被盜取的設(shè)備,通常都由于有線覆蓋不到、帶寬受限等原因,沒有實(shí)現(xiàn)“遙視”功能。 而TD-LTE技術(shù)具備高帶寬、低延時的優(yōu)勢,將成為視頻類業(yè)務(wù)最好的承載方案。
通過在配變電重要設(shè)備、輸電線路和容易被盜取的設(shè)備等放置視頻攝像頭、通過TD-LTE方式就可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時無線監(jiān)控。
應(yīng)用于日常巡檢通信和應(yīng)急通信指揮
電力在日常巡檢或應(yīng)急搶修管理中,無線專網(wǎng)可以把現(xiàn)場人員或車輛的位置的定位信息反饋到調(diào)度系統(tǒng),還可以通過軌跡播放捕捉到現(xiàn)場人員的移動路徑,為后臺統(tǒng)一調(diào)度指揮、工作管理提供有力支撐。
在發(fā)生自然災(zāi)害、處置突發(fā)事件或保障重大活動時,可保證現(xiàn)場的語音、視頻、數(shù)據(jù)的接入能力,提供事故現(xiàn)場的多業(yè)務(wù)接入平臺和現(xiàn)場指揮系統(tǒng)。
實(shí)現(xiàn)語音、視頻、數(shù)據(jù)等多業(yè)務(wù)接入應(yīng)急后臺指揮中心,使搶修現(xiàn)場情況及時反饋指揮后臺,實(shí)現(xiàn)搶修各方資源得以及時協(xié)調(diào),實(shí)現(xiàn)指揮中心的遠(yuǎn)程協(xié)調(diào)。
與其他通信系統(tǒng)的組合應(yīng)用和針對電力行業(yè)的定制方案
針對電力的終端廣分布和業(yè)務(wù)多類型的特征,中興高達(dá)嘗試了將寬帶LTE1.8Ghz和窄帶LoRa470/230Mhz融合通信的解決方案,通過LoRa將多點(diǎn)、碎片數(shù)據(jù)(如抄表、告警指示器等)進(jìn)行回傳,通過LTE將單點(diǎn)、大數(shù)據(jù)量、超低時延的數(shù)據(jù)(如集群、攝像頭、配電自動化終端)進(jìn)行回傳,高效利用網(wǎng)絡(luò)資源。
此時LoRa的基站作為LTE網(wǎng)絡(luò)下的終端進(jìn)行接續(xù)通信,使管理層次更加清晰。
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原文標(biāo)題:專網(wǎng)通信那些事兒 | 電力解決方案
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