电力通信网中无线专网技术应用

电力通信网中无线专网技术应用

高祖慧

国网山西省电力公司大同供电公司，山西大同037000

摘要：随着智能电网系统在我国的普及，人们越来越重视电力系统的安全性和稳定性，因此也越来越重视电力通信网的建设。传统的电力通信网采用有线专网技术，即主要是采用光纤作为电力通信网信息传递的载体，来进行电力系统的数据采集和处理，但光纤架设的高额成本和易受自然灾害影响的特点注定其会被时代所淘汰，而无线专网技术则正好能消除有线光纤通信技术的这些缺点，加速电力通信网的建设，为我国智能电网的普及保驾护航。

关键词：电力通信网；无线专网技术；应用

1市场需求逐步驱动专网通信技术和标准发展

本文所讨论的“专用移动无线电网络（以下简称为专网）”仅指有关部门和单位为了提供日常调度指挥通信和应急通信等服务的无线电通信网络。使用部门选择专网是因为公用移动网不能满足其指挥调度通信要求，或者公用网提供服务的地点、容量、时限等方面不能适应某些部门的需要。从1920到1950年代，移动通信主要使用对象是船舶、车辆、飞机等，使用频段主要是短波波段，设备为电子管的。从1950到1960年代，主要使用150MHz频段，后期发展到400MHz频段，由于晶体管的出现，移动台向小型化得到了巨大的发展。1970年代，由于集成电路技术的应用，电台的体积、重量和耗电都有明显改进，这一时期人们开始研究800MHz频段的电波传播特性和进行设备的研制，同一时期，国际移动通信开始制定专网通信标准。时至今日，专网通信已经发展成为由常规专用对讲机、数字集群、无中心对讲机、宽带集群多层次的技术体制，以满足不同用户群的需求。

2无线专网技术

无线专网技术的别称是全球微波互联接入技术。就目前而言，电力通信网络的数据采集点呈现出种类复杂、数量较多的主要特征，而且数据采集点中的数据传输效率不高，有一些数据采集点的采集在地下管沟中进行。电力通信网中，为了使其提供高效的组网形式、传输稳定有序、接入条件便携等服务，相关工作人员需要对电力通信网络内部进行相应的整改。无线专网的网络配置方式比较高效便捷，而且进行组网操作时也比较灵活。除此之外，无线专网的安全性也有足够的保障，该项技术支持物理隔离外网及其相关内网，从综合方面分析，无线专网能够达到电力通信领域中的所有需求。由于无线网的运用，解决了很多实际问题，光纤线路铺设成本高昂，GPRS在线率低，以及信号覆盖面比较狭隘等问题。在不久的未来，无线专网将会运用在更多的领域，不管是移动办公还是门禁监控，无线专网都能起到一定的积极作用，大大地改善人们的生活。

3电力通信网中无线专网技术应用

3.1配电自动化系统

配电自动化系统是实现对配电网的运行监测和控制的自动化系统，其通信网由配电通信主站、配电通信子站、配电通信终端和通信通道构成。在配电自动化系统中，配电通信主站是系统的通信中枢，是整个系统的核心部分。配电通信主站接收配电通信子站汇聚传输的信息，并进行分析处理，使运维人员能够迅速直观地掌握电网运行状况。当前，企业内部的通信业务各自建设通信网络，而建设多张网络投资成本高、建网效率低，导致后期操作维护耗费大量资金和时间投入，且难以互联互通。同时，不同的网络在扩建时非常困难，已成为新业务拓展的重大障碍。根据配电网络的发展需求，设计了一种基于LTE-G230配电网无线解决方案，系统组网如图1所示：

核心网作为配电网系统的核心部分，需要根据城市建设规模、可靠性需求、业务需求预测、配电网目标网架、容灾要求等情况综合考虑，并保留一定裕度。在核心网设计中，根据配电网安全性和可靠性出发，核心网节点应进行冗余配置。网络规模较大时，应考虑本地或异地容灾。

3.2智能化电网

智能化电网主要指的是电力通信网络中各项电力信息的自动化采集，例如很多电力企业在电力通信网络的建设中都对通信方式进行更新换代，并且对II型的集中器进行升级和优化，从而实现电力信息的高效传输。在电力通信专网中，电力企业供电、售电，用户购电、用电等信息都能够直观反映，从而使电力抄表的质量得到提升，以此避免偷电漏电的现象发生。例如电力通信专网对用户用电过程的监测，能够对用户电力设备用电信息进行分析，从而维护电力稳定，及时发现异常用电现象，并针对电力故障采取及时有效的维修措施。

3.3远距离通信

我国地理环境复杂，部分地区由于供电所与变电站的距离较远，如果采用传统的光纤通信，需要架设大量的光纤，不仅建设难度大且成本高昂，同时通信质量难以保证，如果采用无线专网技术，只需在特定的节点设置信号采集装置，就可完成指定地区的信号全覆盖，实现电力通信网的实时信息数据采集和监控工作。同时避免了远距离光缆跨越河流、山脉时施工难度大的问题和山区动物破坏光缆引起的电力故障的发生，解决了光缆线路的三跨问题和网络后期维护量大的问题。此外，在老城区等线路复杂且接入点多的地区采用无线专网技术，也可避免在后期运维过程中，城市建设期间对地下光缆的外破等问题的发生。

3.4智能化家居

在信息技术飞速发展的时代背景下，智能交互已经成为社会用电发展的必然趋势，而无线专网技术能够有效实现这一功能。如在现实生活中，人们的各项家居电器可以此采用智能化管理系统进行统一管理。电力通信专网通过接入系统对用户家居设备进行监测，并对各项应用信息进行采集和整理，分析不同用户的用电特点，根据需求的不同制定个性化的供电服务方式，并且智能化定位存在故障的设备，保障用户的用电安全，提升用户的用电质量。

4实力应用分析

现有10kV通信接入网政策主要是满足配电自动化功能要求，在智能配用电网全业务需求方面支撑能力不足，通信网接入的业务类型、节点数量距“全覆盖、全采集”的需求有较大差距。针对上述存在的问题，根据国家电网公司相关要求，A省南部电网规划建设“安全可靠、一网多能、优质高效”的电力无线专网，提升公司“最后一公里”业务接入能力，因地制宜采用光纤、无线专网、载波和无线公网等多种通信接入模式，全面满足多种业务接入需求，促进公司综合能源服务水平的提升，有效支撑电网智能化升级和公司精益化管理。无线专网技术建设方案分析：网络架构包括业务接入层，通信终端层、无线接入层、骨干传输层、安全防护层及业务平台层。业务接入层包括广泛应用于电力管理与控制的终端设备，主要有为用采集中器、DTU、TTU、FTU等。通信终端层是无线通信网的终端设备，根据业务通信需求可以采用窄带终端和宽带终端，一般内嵌于电力终端设备使用。无线接入网包含无线基站及核心网的无线通信系统，通过230MHz工作频段支持各类通信终端的远程接入。骨干传输层为电力骨干传输网络，以光线通信网络为主。安全防护层根据发改委及能源局的安全防护体系要求构建安全边界，包括管理信息大区的安全接入平台和生产控制大区的安全接入区。业务平台层包含各类电力业务主站系统，不同业务主站分区间按照安全防护要求进行双向隔离。

5结束语

综上所述，本文主要分析无线专网技术的特点，然后阐述其在电力通信网中的具体应用。研究可得，无线专网技术能够在电力通信网的建设中能够实现配电自动化、智能化电网和智能化家居等，从而为用户提供个性化的电力服务。希望本文可以为研究无线专网技术在电力通信网中应用的相关人员提供参考。

参考文献

[1]沈扬,程伦,冯世英,等.复杂电磁环境下电力无线专网技术研究[J].电子技术应用.2015(z1):156-158,162.

[2]毛永泉,周子冠,宋彦斌,等.基于LTE-230MHz无线专网的用电信息采集技术研究[J].供用电,2015.32(12):1-7.

[3]曹津平,刘建明,李祥珍.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.2013.37(11):76-80+133.