电力无线宽带通信新技术的研究与实践应用

国家电网和南方电网公司近年来开展了大量有关智能配电通信网和智能用电通信网的研究与实践应用工作，以推进配用电通信网络的发展，特别是对电力无线宽带通信新技术的研究与实践应用。

电力无线专网对涉及的通信业务及通信系统提出如下要求：

可靠性要求

电力所采集数据和管理对象所处环境复杂（如需求侧配网自动化所涉及区域是分布区域广的配电线路、一次设备和配电终端），运行温度因素、电磁干扰因素、外力破坏因素多存在，因此要求通信系统必须能够满足业务数据的通信可靠性，外界干扰产生的数据包平均丢失率应控制在低水平。

安全性要求

电力通信系统要求能够保证数据在通信网路中传输的安全性，应该能够抵抗恶意攻击导致的数据包丢失，保证电力需求侧通信数据的正常传输顺利进行；比如保证采集数据不被恶意篡改以致影响电力系统经济效益，保证控制数据不被篡改以致影响电力系统运行安全等。

及时性要求

电力中既包括实时业务，也包括非实时业务，但即使是非实时业务，也有时间上的要求，即通信的及时性要求；比如自动抄表和台区变压器数据采集等领域，通信数据需要在特定的时间内到达。

因此，所构建的无线通信网络应具备专网专用的能力，可规模组网，全网采用统一技术制式，同时可保证业务高安全性及高精确控制性，解决输电、配电、用电等多个环节的“最后一公里”接入的需求和通信需要。电力无线专网解决方案应运而生。

应用于配电自动化

配网是电力系统中直面客户的最后一个环节，在配电网中实现自动化是提高供电可靠性，确保供电质量，提升优质服务的重要手段，也是智能电网建设的重要环节。考虑到当前在各地电网的配网自动化系统中，众多的配变、用户变、箱变、开闭所、配电变压器、柱上开关等电气设备地域分布广、种类多、运行状态复杂、自然条件恶劣，对大量的RTU、FTU、DTU、TTU等终端计量点进行覆盖的通信接入手段严重不足，建议采用TD-LTE无线宽带网络接入这些设备，提高配电自动化能力。

RTU、FTU、DTU、TTU等终端计量点可以通过RS232/RS485/FE等连接到CPE设备上，通过TD-LTE网络进行数据承载，完成和配电自动化系统子站的通信。

应用于计量自动化

电力的计量自动化系统对各变电站、电厂、公变、专变及低压用户计量点电量实现自动采集，减少了人工抄表的时间误差，并且极大的提高了抄表效率，变电站、电厂实现15分钟数据读取，主网可实时观测到各变电站，各条线路的数据，配合调度系统，实时监测主网络运行的安全，有力保障了区域安全供电。对于专变用户及配网也可实现实时监测各瞬时量数据，能够及时准确地监测网络运行，对于低压用户，除实现了日冻结电量抄读，还可实现对重点用户的小时电量读取，有力的远程监测用户用电情况。

用户电表一般通过低压载波方式将用户用电信息等传递到集中器，通过在集中器内置TD-LTE无线模块或外置CPE的方式就可以实现用户用电信息和电网营销系统的互联互通。

应用于无线视频监控

在2G/3G时代，由于带宽的受限，无线业务主要基于图片等上传、分享，但在有线网络应用中，视频的分享、实时观看已经是热门的业务应用。在电力通信网络中，很多关键设备或者容易被盗取的设备，通常都由于有线覆盖不到、带宽受限等原因，没有实现“遥视”功能。 而TD-LTE技术具备高带宽、低延时的优势，将成为视频类业务最好的承载方案。

通过在配变电重要设备、输电线路和容易被盗取的设备等放置视频摄像头、通过TD-LTE方式就可以实现实时无线监控。

应用于日常巡检通信和应急通信指挥

电力在日常巡检或应急抢修管理中，无线专网可以把现场人员或车辆的位置的定位信息反馈到调度系统，还可以通过轨迹播放捕捉到现场人员的移动路径，为后台统一调度指挥、工作管理提供有力支撑。

在发生自然灾害、处置突发事件或保障重大活动时，可保证现场的语音、视频、数据的接入能力，提供事故现场的多业务接入平台和现场指挥系统。

实现语音、视频、数据等多业务接入应急后台指挥中心，使抢修现场情况及时反馈指挥后台，实现抢修各方资源得以及时协调，实现指挥中心的远程协调。

与其他通信系统的组合应用和针对电力行业的定制方案

针对电力的终端广分布和业务多类型的特征，中兴高达尝试了将宽带LTE1.8Ghz和窄带LoRa470/230Mhz融合通信的解决方案，通过LoRa将多点、碎片数据（如抄表、告警指示器等）进行回传，通过LTE将单点、大数据量、超低时延的数据（如集群、摄像头、配电自动化终端）进行回传，高效利用网络资源。

此时LoRa的基站作为LTE网络下的终端进行接续通信，使管理层次更加清晰。