(国网宜兴市供电公司 214200)
摘要：随着电网的不断发展，对电力通信的需求越来越高，尤其是4G无线通信技术。本文深入的研究了如何在电力系统中提高通信技术的应用，并结合了4G通信技术的高速率、灵活性强、兼容性好、无缝连接等特点，为电网智能化创建一个更加灵活、可靠、优质的通信支撑。
关键词：4G电力无线专网；电力系统；应用
一、引言
目前将发展到第四代的移动通信技术叫做4G通信，利用4G通信技术组建的电网专用的网络称为4G电力无线专网。4G通信的数据率和频谱利用率都比3G通信要高的多，4G通信的下行峰值的网络速率和3G通信相比质量要好很多。当前4G通信技术在电网中的运用还处于初期阶段，需要我们广大电力通信人不断的探索。
二、4G通信技术的特点
4G通信技术的核心特点是具备开放式高速移动传输，在很多领域中都发挥着重要的作用，尤其是图片和视频的传输，4G通信技术可以保证视频以及图片在传输的过程中不失真，快速地处理音频信息；4G通信技术在传送信息的过程中可以实现定位查找的功能，可以提供优良的网络条件进行实地监测和远程监控。无缝互联也是4G通信技术的一个基本特征，以IP为基础，通过4G通信技术服务的供段和到端的IP的所有过程，4G通信技术具有开放的通信架构，可以在智能电网中打造即插即用的优质环境，可以实现不同元件之间的通信；除此之外，通信标准具有统一性，在电网的系统和设备之间可以实现无缝通信，将信息进行快速地分离，这样可以同时进行业务处理、传输过程、控制管理等，提高了工作效率。
三、4G通信技术在电网中的意义
当前，国际上有很多的国家都在打造具有本国特色的智能电网，我国也在积极的制定相应的规划方案。4G电力无线专网可以解决光纤专网通信成本过高；公网不可靠等问题。可广泛应用于从发电、输电、配电到用电、调度、信息化等整个智能电网业务环节中。另外在新变电站建设时，4G电力无线专网可作为现场建设调度指挥系统并为自动化等设备调试提供临时通信通道。使用4G通信技术之后，传统电网的接入方式也会更加的简单、方便。
四、4G 通信技术在智能电网中的应用
4.1 4G通信技术在配网自动化领域中的应用
目前，在配电网自动化通信系统中，在A、B类有“三遥”通信业务的区域，采用光纤通信方式；在C、D类“两遥”通信业务区域，采用租用电信运营商的无线公网方式。第一中方式，使用光纤通信，包含OPPC光缆和ADSS光缆，虽然它的传输质量很好，但是在建设和维护方面比较困难，尤其是它的运行会受到配电网频繁调整的影响。第二种方式，租用无线公网，受制于电信运行商，可靠性、安全性没有保障。4G电力无线专网可以避开上面所提到的所以缺点，网络调整不受影响，容易安装和维护，成本低，同时其具备高质量、高速的优点，在配网自动化领域中潜在需求很大。
4.2 4G通信技术在移动作业领域中的应用
移动作业业务，主要为手持终端通信需求。在业务预约阶段，服务大厅工作人员通过扫描二维码完成相关工单的查询和打印。在设备出入库阶段，工作人员通过手持终端与ERP系统和仓库管理系统进行通信，在手持终端接收、发送货物出入库需求，并通过可视化界面选取货物装卸库位，在室内仓库、室外堆场等工作现场完成货物出入库流程。另外，管理人员通过手持终端对仓库货物的二维码或电力墨水物料卡进行扫描，与ERP系统进行信息交互，实现仓库货物的自动盘点和检核。
4.3 4G通信技术在智能电表中的应用
当前，国内智能电表的通信方式为GPRS无线通信、电力线载波（PLC）通信、红外通信及RS-485通信等，其中，对于红外通信、RS485通信而言，其实为一种本地通信，而针对GPRS无线通信、电力线载波通信来讲，其以远程通信运用较多。伴随智能电网建设的不断发展，其对智能电表的通信性能提出了更高、更加严格的要求，智能电表的通信，需具备更加高效的实时性，需更高的通信速率，只有这样才能承载更大的数据，而要想达此目标，将4G通信技术应用于智能电表中，便是当前此领域发展的重点内容，通过相关参数配置，智能电表工作在两种模式下，即STA、AP，能够较好的满足各种需求。在4G电力无线专网覆盖的情况下，通过设置智能电表的工作方式，使之维持在AP模式，此时的智能电表便能自己创建4G网络，实现与移动互联网设备的通信。
五、4G电力无线专网在宜兴电网中的应用
为响应上级公司进一步深化无线专网试点建设、探索新业务需求的号召，国网宜兴市供电公司计划于2018年在紫砂小镇宜兴市丁蜀镇建设TD-LTE 1.8G电力无线专网，现已完成项目立项及可研评审工作。
5.1设计原则
严格遵守国家和国网公司的相关标准和规范，使用成熟的技术进行设计和定制，确保系统的先进性、可靠性、实用性、安全性、可扩展性、易用性、可管理性，集成性，遵循以下原则：
（1）统一规划分步实施原则；（2）安全可靠、经济高效原则；（3）充分利用现有资源原则；（4）标准开放、扩展灵活原则；（5）适度超前原则。
5.2建设规模
本工程覆盖B类区域总面积约40平方公里，主要覆盖宜兴市丁蜀镇，覆盖总平均半径达到1.3km；新建基站4座，站址为川陶变、丁山变、青龙变、蜀山变。
5.3覆盖方案
通过仿真，采用45米高天线，在丁蜀镇部署4座基站，可以覆盖100%的区域，使终端可达128Kbps。
表5.3.1无线专网仿真结果统计表
覆盖仿真图如下：
图5.3.1无锡宜兴丁蜀镇无线专网覆盖仿真图（RSRP）
图5.3.2无锡宜兴丁蜀镇无线专网覆盖仿真图（SINR）
最后核心网采用接入地市公司LTE核心网方式，回传网利用宜兴公司现有SDH光传输网，在现有SDH传输网设备开设专用通道。
5.4安全防护方案
本工程安全接入设备设置在地市供电公司，包括正反向隔离装置，前置双向验证装置和安全接入装置。I、II区生产业务系统主站采用正反向隔离装置与无线专网进行隔离。III、IV区管理业务系统采用安全接入平台与无线专网连接。
终端设备应采用认证加密机制、访问控制措施，建立加密传输通道进行信息采集，保证业务数据的保密性和完整性。
结语
综上所述，4G通信技术是电网走向智能化的新途径，4G网络技术可以在电网的很多领域应用；因此要加强对4G通信技术在电网中的应用研究与探索，促进电网的智能化水平，提高电网的可靠性。
参考文献:
[1]肖磻飞.智能配电网4G无线通信技术方案设计[J].通讯世界,2017
[2]王富良.电力通信技术在电网智能化中的作用探究[J].数字通信世界,2015
[3]李佳航，李梓闻，张若阳．智能电网通信技术的探究[J]．电子制作,2013
论文作者:刁先平
论文发表刊物:《电力设备》2017年第33期
论文发表时间:2018/4/18
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