配电自动化系统无线专网建设方案研究

国网四川省电力公司眉山供电公司 朱 敏 吴 红 张 庆 李建兵 朱礼鹏

配电自动化系统无线专网建设方案研究

国网四川省电力公司眉山供电公司 朱 敏 吴 红 张 庆 李建兵 朱礼鹏

根据智能电网建设的核心任务和六大目标需要建设覆盖广阔接入灵活的终端接入网，仅仅依靠光纤接入网络已经难以满足不同地区、不同业务的通信需求，很多不易敷设光缆的地区和特殊的移动业务，光纤接入网络从建设成本和维护成本上来考虑不可行。而无线通信网络更适合分布较为分散的电力终端，尤其是满足移动业务终端的通信需求。因此本文介绍了基于1．8G LTE无线电力专网建设方案的研究，从技术、政策不同角度探索无线专网建设可行性；搭建配电自动化系统无线专网建设架构，并详细描述架构组成及各功能设备。

配电自动化；无线；专网；方案

1.配电自动化通信系统发展现状

我国自20世纪90年代初开始配电自动化工作，1998 年国家城网改造计划与当时国家电力公司的创一流活动，极大地推动了我国配电自动化应用工作。到 2003 年底，我国有 100 多个地级城市建起了配电自动化系统。近年来，随着我国社会经济的发展，客户对供电可靠性要求的提高，配电自动化又引起了人们的重视，而智能电网的提出，更是极大地助推了配电自动化的发展。总结我国前段时间的配电自动化工作，总体来说应用水平还比较低，没有发挥出应有的作用。线路自动化覆盖面有限，形不成规模效益；“自动化孤岛”现象严重，应用功能有限。究其原因，一方面是一些地区配电网网架结构、一次装备以及基础管理工作薄弱，还不具备应用配电自动化的条件，出现所谓的“超前建设”现；有些系统的功能结构规划不合理、设备质量不过关；我国城市建设与配电网扩容任务繁重，配电设备异动率高、数据录入与更新工作量大，也是一个因素。

伴随着在配电自动化系统在我国的不断推广应用，配电网通信技术应用方面，也已取得较为显著的成就。目前，具有自愈能力的光纤通信技术已经成功地应用于输电网和配电网自动化系统中，不仅能够满足配电数据传输和实时控制的有效性和可靠性要求，而且成为骨干层通信网络的首选通信方式。基于 GPRS/3G的无线公网通信作为光纤通信技术的有效补充手段也已经普及，多数应用在配电数据“三遥”站点采用光纤EOPN技术传输，“二遥”且没有光纤经过的站点采用公网无线传输，光纤专网技术虽然提供的通信实时性、安全性和传输带宽满足终端通信接入网的所有业务，但从成本、建设周期、维护成本等方面都存在大量问题，尤其在光缆建设阶段，配电自动化业务主要部署在密集的城区，管道光缆敷设困难，往往需要采用排管和顶管的方式，建设投资非常高，整体上考虑经济性不合规。采集系统中。电缆屏蔽层载波通信技术同时取得了突破，进入实用阶段，在一些地区配电自动化系统中获得成熟应用。

2.无线电力专网应用于配电自动化系统可行性分析

2.1 技术可行性

目前在电力系统配用电接入网中应用的无线专网通信技术主要包括规模日渐扩大的4G宽带LTE技术和与其竞争的230M无线电台、Mobitex、Wimax和McWiLL等技术。

1.8 G TD-LTE（Time Division Long Term Evolution,时分长期演进）系统是工作频率为1785-1805MHz的TD-LTE系统。TD-LTE系统是LTE系统的时分模式。LTE是3GPP制定的下一代无线通信标准，运营商一般将LTE作为第四代移动通信系统4G。中国政府在公网频率以外划定1447-1467MHz和1785-1805MHz两个20MHz频段用于建立政府和重要行业的TD-LTE专网建设，即1.4G TD-LTE系统和1.8G TD-LTE系统。系统特征指标未：1）宏基站支持在线终端9600个；2）宏基站下行峰值吞吐量300Mbps，上行峰值吞吐量150Mbps；3）终端下行峰值速率100Mbps，上行峰值速率50Mbps；4）天线间耦合干扰小，易于多天线增强传输和覆盖。宏基站城区覆盖可达10-20平方公里，郊区覆盖可达70-120平方公里。

230MHz TD-LTE系统是由中国普天公司独家推出的LTE系统，其针对电力223MHz-235MHz频段1MHz离散频点的特点，对LTE协议栈进行了适应性修改和简化，因此与1.8G TD-LTE系统在终端、测试和系统上都不兼容。由于工作频带只有1MHz，230 TD-LTE系统对宽带业务的支持比较弱。

2.2 政策可行性

目前，国家无线电管理委员会在关于电力负荷监控系统频率使用的批复中明确指出，230 MHz频段的40个离散频点，共电力企业使用作为为遥测、遥控、数据传输等业务使用的频段，信道间隔25kHz，属于窄带专用频段；宽带专网频段主要有1.4G和1.8G频段，具体：工业和信息化部《关于1447-1467兆赫兹（MHz）频段宽带数字集群专网系统频率使用事宜的通知（59号文）》提出1447-1467MHz中20MHz规划用于政务网、公共安全、应急通信等政府专网，采用TDD方式宽带数字集群系统；工业和信息化部《关于重新发布1785-1805MHz频段无线接入系统频率使用事宜的通知（65号文）》提出1785-1805MHz中20MHz规划用于交通（城市轨道交通等）、电力、石油等行业与用通信网和公众通信网。

3.无线专网建设方案

智能电网配电自动化系统TD-LTE无线专网建设组网方案如图1所示。网络架构从业务系统主站到用户终端总体上分为四层，分别是业务层、安全接入层、LTE接入层以及终端层。最上层的业务层设备为业务系统自备。

图1 智能电网配电自动化系统TD-LTE无线专网建设组网方案

安全接入层设备包括正反向隔离装置、前置双向验证装置和安全接入装置。根据业务层设备的位置就近部署。根据国能安全〔2015〕36号文的电力监控系统安全防护方案要求，I、II区业务系统主站采用正反向隔离装置与无线接入终端进行隔离。III、IV区业务系统采用安全接入平台接入无线终端。生产业务的终端和管理业务终端采用相同工作频率。共享基站和天线。

LTE接入层设备包括核心网、核心路由器、LTE回传光网络以及基站设备。核心网及核心路由器部署在市公司信通机房，在核心网之后部署核心路由器，对不同的业务VPN进行分离，将不同的业务送往不同的电力无线应用内网安全入口。LTE回传网络采用SDH独立通道实现，以满足核心网和基站之间的S1接口控制面的时延要求，基站部署在110KV变电站。

终端层为业务系统自备的LTE专网终端，其形态包括LTE专网智能手机、LTE专网平板、LTE专网网卡和LTE专网CPE。CPE是LTE专网转以太网的接入设备（见图1）。

4.总结

通信网络作为配电自动化系统的重要组成部分，上行传送各配电终端所采集的测量及状态信息，下行传递调控中心向各配电终端或执行结构发送的周期召唤及操作控制命令，无线通信网络更适合分布较为分散的电力终端，尤其是满足移动业务终端的通信需求。

[1]徐炳垠．智能配电网与配网自动化[J]．北京:动力与电气工程师,2009,05:1-10．

图2 电子书应用程序动画分解图

3．2．2 翻页动画

翻页动画与翻页声音一致，都是在翻页时产生的，为更好的表达纸面的平面表达效果，设计人员可以给用户设计一种近似于纸张翻动时的动画效果，让读者更沉溺于书籍的阅读中，翻页动画被看成是另一种环境构建方式。

4.结束语

信息技术的蓬勃发展，让电子书市场也迎来新的高潮，各类阅读设备的出现，让iPad变成电子阅读的新宠，由于iPad具有独特的优势，能够让电子书应用程序的使用获得更好的体验。本文从高保真原型在iPad图片阅读生的应用为入手点，细致的介绍相关的应用细则，以图片、动画声音为入手点，目的是让图片阅读界面更新颖和符合大众所趋，满足读者阅读需要。

参考文献

[1]吴继贵,叶阿忠．基于跨平台数字阅读应用“通用”界面模式设计方法研究[J]．湖南大学,2015(03)．11-12

[2]尹鹏,段佩利,陈才．iPad游戏类应用程序界面要素及交互行为研究[J]．江南大学,2016(05)．13-14