配電自動化系統無線專網建設方案研究

國網四川省電力公司眉山供電公司 朱 敏 吳 紅 張 慶 李建兵 朱禮鵬

配電自動化系統無線專網建設方案研究

國網四川省電力公司眉山供電公司 朱 敏 吳 紅 張 慶 李建兵 朱禮鵬

根據智能電網建設的核心任務和六大目標需要建設覆蓋廣闊接入靈活的終端接入網，僅僅依靠光纖接入網絡已經難以滿足不同地區、不同業務的通信需求，很多不易敷設光纜的地區和特殊的移動業務，光纖接入網絡從建設成本和維護成本上來考慮不可行。而無線通信網絡更適合分布較為分散的電力終端，尤其是滿足移動業務終端的通信需求。因此本文介紹了基于1．8G LTE無線電力專網建設方案的研究，從技術、政策不同角度探索無線專網建設可行性；搭建配電自動化系統無線專網建設架構，并詳細描述架構組成及各功能設備。

配電自動化；無線；專網；方案

1.配電自動化通信系統發展現狀

我國自20世紀90年代初開始配電自動化工作，1998 年國家城網改造計劃與當時國家電力公司的創一流活動，極大地推動了我國配電自動化應用工作。到 2003 年底，我國有 100 多個地級城市建起了配電自動化系統。近年來，隨著我國社會經濟的發展，客戶對供電可靠性要求的提高，配電自動化又引起了人們的重視，而智能電網的提出，更是極大地助推了配電自動化的發展。總結我國前段時間的配電自動化工作，總體來說應用水平還比較低，沒有發揮出應有的作用。線路自動化覆蓋面有限，形不成規模效益；“自動化孤島”現象嚴重，應用功能有限。究其原因，一方面是一些地區配電網網架結構、一次裝備以及基礎管理工作薄弱，還不具備應用配電自動化的條件，出現所謂的“超前建設”現；有些系統的功能結構規劃不合理、設備質量不過關；我國城市建設與配電網擴容任務繁重，配電設備異動率高、數據錄入與更新工作量大，也是一個因素。

伴隨著在配電自動化系統在我國的不斷推廣應用，配電網通信技術應用方面，也已取得較為顯著的成就。目前，具有自愈能力的光纖通信技術已經成功地應用于輸電網和配電網自動化系統中，不僅能夠滿足配電數據傳輸和實時控制的有效性和可靠性要求，而且成為骨干層通信網絡的首選通信方式。基于 GPRS/3G的無線公網通信作為光纖通信技術的有效補充手段也已經普及，多數應用在配電數據“三遙”站點采用光纖EOPN技術傳輸，“二遙”且沒有光纖經過的站點采用公網無線傳輸，光纖專網技術雖然提供的通信實時性、安全性和傳輸帶寬滿足終端通信接入網的所有業務，但從成本、建設周期、維護成本等方面都存在大量問題，尤其在光纜建設階段，配電自動化業務主要部署在密集的城區，管道光纜敷設困難，往往需要采用排管和頂管的方式，建設投資非常高，整體上考慮經濟性不合規。采集系統中。電纜屏蔽層載波通信技術同時取得了突破，進入實用階段，在一些地區配電自動化系統中獲得成熟應用。

2.無線電力專網應用于配電自動化系統可行性分析

2.1 技術可行性

目前在電力系統配用電接入網中應用的無線專網通信技術主要包括規模日漸擴大的4G寬帶LTE技術和與其競爭的230M無線電臺、Mobitex、Wimax和McWiLL等技術。

1.8 G TD-LTE（Time Division Long Term Evolution,時分長期演進）系統是工作頻率為1785-1805MHz的TD-LTE系統。TD-LTE系統是LTE系統的時分模式。LTE是3GPP制定的下一代無線通信標準，運營商一般將LTE作為第四代移動通信系統4G。中國政府在公網頻率以外劃定1447-1467MHz和1785-1805MHz兩個20MHz頻段用于建立政府和重要行業的TD-LTE專網建設，即1.4G TD-LTE系統和1.8G TD-LTE系統。系統特征指標未：1）宏基站支持在線終端9600個；2）宏基站下行峰值吞吐量300Mbps，上行峰值吞吐量150Mbps；3）終端下行峰值速率100Mbps，上行峰值速率50Mbps；4）天線間耦合干擾小，易于多天線增強傳輸和覆蓋。宏基站城區覆蓋可達10-20平方公里，郊區覆蓋可達70-120平方公里。

230MHz TD-LTE系統是由中國普天公司獨家推出的LTE系統，其針對電力223MHz-235MHz頻段1MHz離散頻點的特點，對LTE協議棧進行了適應性修改和簡化，因此與1.8G TD-LTE系統在終端、測試和系統上都不兼容。由于工作頻帶只有1MHz，230 TD-LTE系統對寬帶業務的支持比較弱。

2.2 政策可行性

目前，國家無線電管理委員會在關于電力負荷監控系統頻率使用的批復中明確指出，230 MHz頻段的40個離散頻點，共電力企業使用作為為遙測、遙控、數據傳輸等業務使用的頻段，信道間隔25kHz，屬于窄帶專用頻段；寬帶專網頻段主要有1.4G和1.8G頻段，具體：工業和信息化部《關于1447-1467兆赫茲（MHz）頻段寬帶數字集群專網系統頻率使用事宜的通知（59號文）》提出1447-1467MHz中20MHz規劃用于政務網、公共安全、應急通信等政府專網，采用TDD方式寬帶數字集群系統；工業和信息化部《關于重新發布1785-1805MHz頻段無線接入系統頻率使用事宜的通知（65號文）》提出1785-1805MHz中20MHz規劃用于交通（城市軌道交通等）、電力、石油等行業與用通信網和公眾通信網。

3.無線專網建設方案

智能電網配電自動化系統TD-LTE無線專網建設組網方案如圖1所示。網絡架構從業務系統主站到用戶終端總體上分為四層，分別是業務層、安全接入層、LTE接入層以及終端層。最上層的業務層設備為業務系統自備。

圖1 智能電網配電自動化系統TD-LTE無線專網建設組網方案

安全接入層設備包括正反向隔離裝置、前置雙向驗證裝置和安全接入裝置。根據業務層設備的位置就近部署。根據國能安全〔2015〕36號文的電力監控系統安全防護方案要求，I、II區業務系統主站采用正反向隔離裝置與無線接入終端進行隔離。III、IV區業務系統采用安全接入平臺接入無線終端。生產業務的終端和管理業務終端采用相同工作頻率。共享基站和天線。

LTE接入層設備包括核心網、核心路由器、LTE回傳光網絡以及基站設備。核心網及核心路由器部署在市公司信通機房，在核心網之后部署核心路由器，對不同的業務VPN進行分離，將不同的業務送往不同的電力無線應用內網安全入口。LTE回傳網絡采用SDH獨立通道實現，以滿足核心網和基站之間的S1接口控制面的時延要求，基站部署在110KV變電站。

終端層為業務系統自備的LTE專網終端，其形態包括LTE專網智能手機、LTE專網平板、LTE專網網卡和LTE專網CPE。CPE是LTE專網轉以太網的接入設備（見圖1）。

4.總結

通信網絡作為配電自動化系統的重要組成部分，上行傳送各配電終端所采集的測量及狀態信息，下行傳遞調控中心向各配電終端或執行結構發送的周期召喚及操作控制命令，無線通信網絡更適合分布較為分散的電力終端，尤其是滿足移動業務終端的通信需求。

[1]徐炳垠．智能配電網與配網自動化[J]．北京:動力與電氣工程師,2009,05:1-10．

圖2 電子書應用程序動畫分解圖

3．2．2 翻頁動畫

翻頁動畫與翻頁聲音一致，都是在翻頁時產生的，為更好的表達紙面的平面表達效果，設計人員可以給用戶設計一種近似于紙張翻動時的動畫效果，讓讀者更沉溺于書籍的閱讀中，翻頁動畫被看成是另一種環境構建方式。

4.結束語

信息技術的蓬勃發展，讓電子書市場也迎來新的高潮，各類閱讀設備的出現，讓iPad變成電子閱讀的新寵，由于iPad具有獨特的優勢，能夠讓電子書應用程序的使用獲得更好的體驗。本文從高保真原型在iPad圖片閱讀生的應用為入手點，細致的介紹相關的應用細則，以圖片、動畫聲音為入手點，目的是讓圖片閱讀界面更新穎和符合大眾所趨，滿足讀者閱讀需要。

參考文獻

[1]吳繼貴,葉阿忠．基于跨平臺數字閱讀應用“通用”界面模式設計方法研究[J]．湖南大學,2015(03)．11-12

[2]尹鵬,段佩利,陳才．iPad游戲類應用程序界面要素及交互行為研究[J]．江南大學,2016(05)．13-14