移动通信技术在电力现场管理的创新应用

◎ 国家电网湖南电力公司湘潭电业局信息中心 赖又新

智能电网是当今世界电力系统发展变革的最新动向，是新形势下电网企业有效应对各种挑战的必然选择。将移动通信技术与智能电网技术相结合，建立统一通讯模式，可应用于多种产业模式，并将带动其发展。

随着近年来突发事件的增多，全社会对应急响应速度提出了更高的要求，应急响应部门在处理突发事件上的多体系协同调度的需求也与日俱增，通信在应急响应中也愈加重要，只有多种通信方式的取长补短才能更好地保证应急响应过程中信息的有效传递。

移动通讯站（DDT）系统系列移动多媒体传输设备采用了多项第三代（3G）和超三代（B3G）移动通信和移动通信系统的技术，包括单载波频域均衡技术（SC-FDE）和TPC编译码技术以及多种空间分集和时间分集技术。移动通讯站系统与内部网络进行连接，建立一个信息、通讯一体化的网络平台，解决无信息内网及电话的场所运用办公业务系统等困难，并方便、快速地建立工作地点与信息内网之间的信息交换和电话通讯体系。

整个系统具有机动灵活、快速反应的特点，真正实现了移动中数据、语音的实时、同步通信传输，可担负各个变电站远程现场施工场地监控、移动收费及应急抢险救灾等远程现场信息实时、动态的收集处理传递的重要任务，是无线通信技术、计算机网络技术和微电子技术等技术的有机结合。

1 系统简介

1.1 系统功能

整个系统包括现场数据采集及处理部分、便携PC、IP话机、语音网关及相应的辅助配件等，每套系统能提供1路网络数据链路，1路IP电话，实现现场作业人员与中心实时的数据调度，IP电话实现任意的拨打，最终实现移动办公。

1.2 系统原理

移动通讯站（DDT）系统系列移动多媒体传输设备采用了多项第三代（3G）和超三代（B3G）移动通信和移动通信系统的技术，包括单载波频域均衡技术（SC-FDE）和TPC编译码技术以及多种空间分集和时间分集技术，与内部网络进行连接，建立一个信息网络、通讯一体化平台，解决无信息内网及电话的场所临时运用OA、业务系统等困难，方便、快速地解决工作地点与信息内网的信息交换和电话通讯。湘潭电业局移动通讯站（DDT）系统网络拓扑图如图1所示。

图1 湘潭电业局移动通讯站（DDT）系统网络拓扑图

2 系统应用

2.1 系统组成

整个系统由1台移动通讯站（DDT）系统移动接收基站设备，1台移动通讯站（DDT）系统便携移动台设备组成。将要建设1个固定中心站，一个便携式可移动外围站，其中包括数据、话音处理部分及其它辅助设备等。

(1) 固定中心站和便携移动台采用频点F0（F0=340MHz）进行通信。实现现场语音及数据的传输。

(2) 固定中心站和便携移动台分别通过RJ45接口链接语音网关及模拟电话，实现无线远程话音业务。

通过网络交换机、网络服务器等设备来实现中心站和移动外围站的数据互传。

2.2 系统技术框图

系统分为发射支路和接收支路两部分组成：

(1) 发射支路中的基带处理功能将视频、语音和数据信号进行复接，合成一路信号后进行纠错编码，形成发基带信号；而发射功能则是将发基带信号进行调制，经功率放大器和T/R开关，通过天线发射。

(2) 接收支路中的基带处理功能将基带信号进行均衡处理、纠错译码等操作，最后分离出语音、数据信号；而接收功能则是将收到的信号进行滤波、放大和解调，恢复成基带信号。

图2 系统技术框图

图3 系统硬件实物图

2.3 系统难点与创新点

2.3.1 系统难点

(3) 传输能力强：在典型的城市环境下单个中心站的覆盖范围可达到20-30km；

(4) 绕射能力强：采用300MHz～400MHz频段，具有更强的绕射能力；

(5) 抗衰落能力强：RAKE接收技术，具有更强的多径分集作用；

(6) 接收能力强：接收电平－100dBm时仍能保证误码率＜10E-5，误帧率＜1%；

(7) 抗干扰能力强：载噪比低于0dB时仍然可以正常工作；

(8) 优异的移动性能：实际测试速度＞500km/h，特别适应在机载、车载、舰载等高速移动环境下的工作要求。

2.3.2 系统创新点

在本系统中采用了双向高速数据传输模式，即使用TDD双工模式，双向峰值传输带宽为2Mbps，上下行传输带宽则可用户设置。

系统硬件实物图如图3所示。

3 系统实现

3.1 系统规格

(1) 在电业局指挥中心建立1个移动通讯站（DDT）系统固定中心站，完成对指定区域的覆盖要求；

(2) 配备1个移动通讯站（DDT）系统便携移动台，可随时安置在各个事件现场；完成现场语音、数据信号到电业局指挥中心的传输；

(3) 移动通讯站（DDT）系统便携移动台自身可集成PC及相应的操作系统，电话网络通信；

(4) 电业局中心通过移动通讯站（DDT）系统固定中心站设备和模拟电话路由器的链接，实现中心站和事件现场的通话业务，从而做到对各个事件现场地区的实时监控；

(5) 电业局指挥中心通过移动通讯站（DDT）系统固定中心站设备和网络路由的链接，实现中心站和事件现场的IP数据互传；

(6) 整个传输系统实现语音、数据实时同步传输，频率资源的有效利用、合理分配。

3.2 系统功能测试

系统功能测试表如表1所示。

3.3 系统推广使用

本系统已在岳阳、株洲、邵阳、湘潭电业局进行了推广使用，运行情况良好，传输速度达到2Mbps，传输直线距离达10-15公里，具有高集成、安全可靠、体积小携带方便、操作简单等特点。

系统使用场景图如图4所示。

3.4 系统实施效益

3.4.1 安全效益：

(1) 通过无线专用通道通讯方式，与内部网络进行连接，建立一个信息网络、通讯一体化平台，解决无信息内网及电话的场所临时运用OA、业务系统、移动收费等困难，方便、快速地解决工作地点与信息内网的信息交换和电话通讯。

图4 系统使用场景图

(2) 采用无线专用通道通讯方式，无需通过互联网，采用多种加密手段和硬件握手策越，确保接入内网设备可靠准确，保障了信息内网安全。

3.4.2 经济效益：

(7) 可以实现移动收费、办理业务等功能，极大拓宽收费方式和渠道；按照每天收电费1.5万元×22天×12月=396万元；预付费售电收入8000元×22天×12月=211万元，设备使用5年×(396+211)万=3035万元，效益显著；

(8) 极大提高服务质量、服务方式，可以提供上门优质服务，改变服务形象，缩短报装时间，按减少2天工作时间计算，多送2天×5000度电/次×50次/年×0.588元/度=30万元×5年=150万；

(9) 可以作为无信息内网变电站接入信息内网使用，运行PMS、OA等业务系统，提高效率，缩短检修工作时间，按多送10000度电/次×30次/年×0.588元/度=17.6万元×5年=88万；

(10) 用于应急、抢修、大型活动使用，按每次应急减少费用及材料2万×10次/年=20万，设备使用5年×20万=100万；

(11) 作为农村供电所在农村赶集场所移动收费，接入信息内网使用，按3000元次×20场次=6万，设备使用5年×6万=30万；

(12) 减少通道租用费用开支1200元月×12月=1.4万元，减少电话费100元×12月=0.12万元，5年×（1.4+0.12）=7.6万；

(13) 合计：3035+150+88+100+30+7.6=3410.6万元

3.4.3 社会效益：

(1) 方便、快速地解决收费难等问题。

(2) 极大提高服务质量、服务方式，可以提供上门优质服务，改变服务形象及服务质量。

4 结论

本系统由自主研制，具有国内首创的先进技术水平。系统采用无线通讯方式，通过加密传输，具有传输数据和语音功能，安全接入信息内网，实现移动办公，并与行政电话实现无缝连接，为日常工作以及应急响应业务提供了极大便利。

本系统现已通过验收，并进入国家电网湖南省公司业务化应用，产生了较好的社会效益和经济效益。

表1 功能测试情况表