电力无线专网关键技术研究论文_林洋,张翠萍

电力无线专网关键技术研究论文_林洋,张翠萍

北京中电飞华通信股份有限公司 北京 100010

【摘要】伴随着电力通信的通信终端规模不断扩大,现有的电力终端通信目前存在一些问题,针对现状,国家电网有限公司目前已经自主的建立了LTE无线终端连接入网,对于业务需求的探测进行了分析,介绍了无线网络技术体制和具体的技术原则,对于目前存在的问题提出了有关提议。

【关键词】电力通信;无线专网;LTE技术

1电网建设现状

伴随着各种创新性的服务型产业诞生,各种智能服务例如智能用电服务,电动汽车充电换电服务以及分布式电源接入等等建立在智能电网的基础上的新型服务都得到了广泛开展,新型应用的广泛开展,需要辅佐以灵活的通信接入网服务平台,为了满足各类服务业的设备即用电的需求,根据现状,目前需要建立的用电站点保守估计在百万级别的数量,这样才可以基本满足各类新型服务业的用电需求。

2业务服务及需求

2.1配电自动化

配电自动化采取LTE的无线专网承载自动化业务,根据国家相关的安全防护要求,通过配电自动化主站侧安全接入区接入业务主站。

配电行业的自动化,设置安全的接入区以及相关的无线专网采集交换机,并且与配电的终端作出相应的路由策略。

配电终端,与无线专网终端相互连接,IP地址按照业务部门提供的IP地址进行策划。

安全防护,根据国家发展规定要求配电自动化系统通过公共网络接入内网需要额外增加安全接入的区域。无线专网接入的方式可以通过公共无线网络的接入方式连接,主站新增安全接入区,终端则需要配备安全芯片,芯片与安全接入网络之间需要双向认证,并且加密运输以保证更好的安全性。

3无线专网技术建设方案

3.1网络建构

网络建构一般而言包括业务的接入层以及通信终端层,无线接入层,骨干传输层等。

业务接入层一般指的是广泛应用于电力管理与控制的终端设备,其中主要包括采用集中器、DTU、TTU、FTU等。通信终端设备是指无线通信网的终端设备,根据业务需求的不同可以具体区分为窄带终端与宽带终端。无线接入网包含无线基站以及核心网的无线通信设备。骨干传输网指的是电力骨干传输设备,以光纤通信网络为主,安全防护层根据安全防护体系的要求构建安全边界。业务平台层包含各类的电力业务主站系统,不同的主站分区之间依据安全防护的要求进行双向隔离。

3.2技术原则

电力无线网络技术体质拥有较强的可延续性和扩展性,可以根据需要选择不同的无线通信技术,其中LTE技术是应当优先考虑的。

在工程设计中可以依照覆盖的要求,具体结合基站与终端之间的位置,高度,类型以及网络性能的需求选择和设计基站,之后进行业务评估流程。

电力通信网络专网主要的作用是满足各个区域的配电自动化以及其他类型的智能服务的用电需求,随着社会越来越趋于自动化和智能化,未来的用电需求会伴随着智能服务项目的增多和人们对于智能服务需求的增大而不断增加,现有的智能服务业务就包括电能质量检测以及开闭所环境监测,移动化作业,仓库储存管理等项目。

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基站的选择有营业厅,供电所以及变电站等电力场所,以便最大程度的利用现有的机房,杆塔等各类基础设施。基站杆塔可以依据站址的位置,天线的高度,类型等进而选择采用独立杆塔还是利用现有的建筑物设施抱杆,增高架等。

无线通信网络终端一般分布在室内环境,地下室等环境,可以采取增加基站或者是光纤射频拉远,无线中继转发等方式实现深度覆盖。

电力无线通信专网的系统管理应当具体包括系统管理,配置管理以及故障分析,性能管理,能耗控制等方面,通过可以接通的接口接入终端通信之后再接入网管理系统。

4对于更好的进行电力无线专网的建议

230MHz频率段作为建立广域覆盖无线专网的优势频段,在普通的县城范围内的应用需求正在不断增加,其中国网以及省市公司的需求占据了相当大的比例,各种应用需求例如精准的负荷控制,输电线路的危险路点实时监控,巡航无人机的巡线,仓库储存以及快递物流的自动化,智能化,各种基础设施的远程监控等,都是在230MHz频段范围之内。因此获得该频段的授权是具备非常重要的意义的。另外建议采取半固定式的无线频点分配方式,这样就可以切实的保证不同类型的业务接入需求。针对不同类型的业务对于安全等级的不同要求,可以具体划分为固定频率池对不同电力业务的空间隔离,同等类型的业务服务终端可以在同一个频率池之内分享共同的工作频点。而对安全性要求较高的,比较重要的高可靠控制类业务分配电力可以采用专用的固定频点。社会化的服务类型如果想要达到提高利用率可以采取通过频率感知共享技术与其他行业共享频率资源的方式来实现。这样对于现有资源的利用率也会高,资源的整合度也更好。

配备电通信运维费标准,同时明确出资渠道,因为配电的业务服务点很多,主业方面的通信运营维护人手不足,因此,为了补足短缺的人手,一部分业务就需要过渡到外维企业来承担现场的运营维护工作,但是目前在对电力无线专网方面的收费标准尚未统一,对于运营维护的工作量测算标准也并没有统一的标准,再加上通信专项运维费用的出资渠道也尚不明朗,因此目前的建议是首先明确运维费用以及明确出资渠道。

扩大业务的应用种类,对于目前的业务需求进一步挖掘,深化精准负控,配电自动化三摇等也无需求,进一步深化电力无线专网的技术路线,既要不断降低成本,也要满足最基本的安全可靠性能要求,持续的提升频谱使用的频率。

建立科学的电力无线通信信息化系统,监视资源管理器,网络监视系统,运维系统等各个子系统之间的数据交换。通过信息化系统的建设为无线通信专网的安全性上带来更佳的保障,在信息化的系统平台上对无线通信网络的运行情况实现实时监控,及时发现问题。

5小结

无线通信专网目前的发展已经展现出了趋向自动化,信息化,宽带化的趋势,这种趋势客观上推动了移动通信网络的进一步变革与发展,各类新技术的不断研发与应用都与这种趋势紧密相关,尤其是在目前网络广泛为普及,移动设备不断增加的情况下,自动化的服务类型已经变为可能,无线网络技术也逐渐渗入到了电力企业的发展中,而电力无线通信技术作为保障电力通信的长远、稳步发展的关键环节对于电力无线专网未来的发展起到了极其关键的影响。所以我们需要在目前的基础上加速推动电力无线通信专属网络的建设步伐,通过这样的方式促进无线通信网络技术的广泛应用。

【参考文献】

[1] 曹津平,刘建明,李祥珍等.面向智能配用电网络的电力无线专网技术方案[J].电力系统自动化,2013

[2] 孟洛明,孙康,韦磊等.一种面向电力无线专网的虚拟资源优化分配机制[J].电子与信息学报,2017,

[3] 姚继明,张浩,何浩等.基于公共频段资源的电力无线专网关键技术研究[J].湘潭大学自然科学学报,2016,

论文作者:林洋,张翠萍

论文发表刊物:《中国电业》2019年第07期

论文发表时间:2019/7/31

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