（山东电力工程咨询院有限公司 山东济南 250013）
摘要：近年来，TD-LTE在电力系统中得到了广泛应用和关注，研究其相关课题有着重要意义。本文首先首先对相关内容做了概述，分析了TD-LTE的网络结构。在探讨TD-LTE技术在电力系统通信应用方案的基础上，结合相关实践经验，就TD-LTE在电力系统中的应用前景展开了研究，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。
关键词：TD-LTE；电力系统；应用；研究
一、前言
作为能够有效提升电力系统整体效果的途径之一，TD-LTE的应用至关重要。研究TD-LTE在电力系统中的应用，能够更好地提升对TD-LTE的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与方法，进一步提升电力系统的稳定性与安全性。
二、概述
LTE(Long Term Evolution)常常被称为3.9G，作为大多数运营商和设备制造商的选择，LTE是从移动通信从3G向4G演进的主流技术。
目前，我国的电力系统建设长期存在“重发、轻供”的局面，导致配网发展薄弱，缺少有效的技术手段对电网信息进行实时的监测。随着智能电网的不断发展，迫切需要一个满足智能化要求的接入层通信平台。TD-LTE可以很好满足电力系统对这方面的需求，能够在非视距的条件下为电力用户提供多场景下的高带宽无线数据接入服务，以及VOIP、视频监控等多种增值业务，改善电网的整体工作性能和工作效率，并具备大容量、高带宽，低时延，多级QoS保障等显著优点。
三、TD-LTE的网络结构
3GPP的4G移动通信项目包括：LTE和SAE，其中，LTE是研究通用移动通信系统的无线接入网络的长期演进和SAE是研究核心网络的长期演进。这个全新的4G无线接入系统被称为E-UTRAN，它的核心网被称为演进的分组核心网EPC。与3G传统的移动通信系统相比，LTE/SAE的E-UTRAN，即接入网系统，极大地减少了接入网系统中的节点数，在整个接入网只部署了有一个eNB，并且该eNB被部署于位于一个不完全可靠的区域。区域之间的eNB是通过X2接口进行相互通信。eNB和MME/S-GW（核心网设备）通过S1接口进行相互通信，并采用一个eNB同时与多个MME相连的方式，可以有效地提高了业务可扩展性和可靠性。eNB和UE（用户设备）之间是通过Uu接口相互通信。此外，为了达到了降低复杂度、降低网络延时和降低设备成本的要求，E-UTRAN还去除了RNC（无线网络控制器），简化了网络结构，并减小了传输延时。E-UTRAN中，eNB设备的功能还包括了对无线频谱资源的控制和管理、IP报文的压缩、关键数据的加密、UE接入时的对不同MME的判断和选择、消息的调度和路由、测量终端的移动性和呼叫调度功能等。
核心网的控制面设备只有MME，该设备的主要功能包括接入管理、会话控制、移动性分析等。S-GW也是LTE网络中的重要设备。它位于用户平面，是面向接入网侧的网关。对每个进入到接入网的用户设备，每次只能有启动一个S-GW为其服务。它的主要功能包括QoS管理、会话控制、转发与路由等。
与3G网络相比，SAE的网络结构变较大，MME取代了传统的GPRS服务节点完成信息加密、用户认证等安全功能。
四、TD-LTE技术在电力系统通信应用方案
1.配电自动化TD-LTE解决方案
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。配网自动化的各类采集单元采集数据在光纤通信难以覆盖的区域可以通过连接到一终端设备上，通过TD-LTE无线专网进行数据承载，完成和配电自动化系统的互联互通。采用一技术可以解决配电网采集站点多，光缆无法敷设等问题。能够有效满足智能配、用电业务实时大规模数据采集、传输以及安全可靠通信等方面的需求。
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2.计量自动化TD-LTE解决方案
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，并且提高了抄表效率。变电站、电厂实现按分钟数据读取，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。
3.应急通信TD-LTE解决方案
近年来，我国地质灾害频发，地震中容易使电力通信电路出现了大面积瘫痪，同时多次发生的大范围洪涝、雨雪冰冻等天气，也导致部分输电线路出现倒塔、断线等灾害，电网安全运行与电力供应受到了严重的威胁。在抗击灾害、保障电网安全面前，电力通信支撑能力再次经受着严峻的考验。面对突如其来的自然灾害和出现的各种问题，目前电力通信应急体系已经完成。当发生紧急情况时，可采用车载或单兵一终端迅速在现场建立起应急无线通信，目前采用的无线应急通信方式为利用运营商3G网络和无线集群技术，其传输速率较低不满足高清视频回传的要求，画面清晰度差。而应用TD-LTE网络，车 / 船 载 移 动 终 端 ：专 用 摄 像 头 +DVR+ 大型 CPE（含备份），传输图像质量可以达到 D1 格式704×576p 的分辨率以及上行峰值速率 2Mbit/s，根据 TD-LTE 网络现场的实测结果，网络甚至可以支持高清视频，即 1280×720p 的分辨率以及上行峰值速率4Mbit/s，能够及时并清晰地将现场信息传回指挥中心，保证指挥中心对现场的调度指挥。
五、TD-LTE在电力系统中的应用前景
电力通信网络承载着调度通信、自动化及信息等电力系统必备的业务，必须运用可靠高速的网络技术，构建信息通道。TD-LTE无线网络可以广泛应用于电力系统的多个方面，如下所示。
1.高速移动OA系统
目前，OA已成为各地供电公司办公不可缺少的重要组成部分。但是，目前OA系统的传输通道仅仅局限于光缆通信以及低速的2G、3G移动网络，这已远不能达到电网公司对办公自动化的需求。随着TD-LTE网络覆盖地域的逐步扩大和技术逐步发展和完善，外出办公人员可以实现随时随地进行实时办公及处理业务，并高速访问公司的相关数据库，有效地提高办公效率。
2.应急指挥系统
在复杂大电网环境下不可避免的会发生一些突发性故障，利用TD-LTE网络的高带宽与广覆盖的特性，在电力应急抢修车中使用TD-LTE终端设备，可以将事故现场的数据信息、视频和音频及时通过高速的TD-LTE网络传输回应急指挥中心，使指挥员和领导及时了解现场情况，并做出正确的判断和决策，提高工作效率和远程指挥调度的能力，缩短抢修时间。
3.电力调度与作业现场管理系统
通过TD-LTE无线移动终端，现场操作人员可以方便地与后台指挥人员进行双向高清音视频交互。头盔式摄像头可以将现场高清图像及声音信息实时地传送回后台管理中心，并实现与后台指挥人员双向交流通话。相关管理人员和公司领导无需要到达现场即可对现场的实际情况进行全面的监控，有了直观的了解和判断，及时发现可能出现的异常情况，采取有效措施避免事故发生，从而达到安全生产的预防为主。
4.远程抄表系统
与传统的2G、3G网络相比，TD-LTE网络的基站的分布更加分散。并且随着低成本和低功率的小型无线基站在LTE网络中大量部署，使得TD-LTE网络的覆盖面更广。因此，利用TD-LTE网络的广域覆盖特点，可以提高了用电信息采集的准确性和及时性。
六、结束语
综上所述，加强对TD-LTE在电力系统中应用的研究分析，对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的电力系统中，应该加强对TD-LTE关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体应用实施策略的科学性。
参考文献
[1]何红，雷许斌.新型光纤分布系统解决方案[J].移动通信.2015（10）：41-45.
[2]何劲财.基于LTE数字多模光纤分布系统的技术研究及系统应用[J].电子世界.2014（13）：107-108.
论文作者:李哲
论文发表刊物:《电力设备》2016年第5期
论文发表时间:2016/6/15
标签：网络论文; 电力系统论文; 通信论文; 电网论文; 电力论文; 现场论文; 设备论文; 《电力设备》2016年第5期论文;