无线信号

电力工作场景下具有以下众多的安全隐患，需要管控人员实时监测作业人员的“位置”和“安全”实况，利用无线信号可帮助实现这一目标，本次报告聚焦其中的两个主要技术：5G定位和WiFi感知。5G定位利用了基站和终端之间直射径和反射径提供的信息，相对于其他定位方式的独特优势加之可与北斗融合定位的特点，便可估计出物体的精确位置。WiFi感知技术通过分析接收信号的扰动变化特征，便可感知信号在传播过程中所遇到的人体的状态，可实现人体姿态成像、移动轨迹追踪和呼吸状态监测三个成熟的应用。

随着新型电力系统的不断发展，设备在开放环境中存在被假冒攻击的可能。常见的应对方式是基于无线信号指纹的识别技术，在物理层面保证设备的安全性。然而，由于无线信号的不稳定性，导致对终端设备的识别准确率较低。针对上述问题，文章提出了一种基于多模态特征的新型电力系统终端无线指纹提取与识别方法。通过融合无线信号的时域特征和频域特征构建动态指纹数据库，形成一种基于多模态特征的新型电力系统无线终端设备识别认证的方法，实现了稳定的无线终端指纹提取，可以有效在无线设备接入时和无线设备持续通信期间对无线设备进行识别认证，保证无线设备的安全可靠运行。通过不同场景下的实验结果表明，使用帧响应时间间隔作为时域特征和信道状态信息作为频域特征的多域融合方法进行无线设备识别，可以显著提高计算的准确性和稳定性，识别率达到95%以上。

随着新型电力系统的不断发展，设备在开放环境中存在被假冒攻击的可能。常见的应对方式是基于无线信号指纹的识别技术，在物理层面保证设备的安全性。然而，由于无线信号的不稳定性，导致对终端设备的识别准确率较低。针对上述问题，文章提出了一种基于多模态特征的新型电力系统终端无线指纹提取与识别方法。通过融合无线信号的时域特征和频域特征构建动态指纹数据库，形成一种基于多模态特征的新型电力系统无线终端设备识别认证的方法，实现了稳定的无线终端指纹提取，可以有效在无线设备接入时和无线设备持续通信期间对无线设备进行识别认证，保证无线设备的安全可靠运行。通过不同场景下的实验结果表明，使用帧响应时间间隔作为时域特征和信道状态信息作为频域特征的多域融合方法进行无线设备识别，可以显著提高计算的准确性和稳定性，识别率达到95%以上。

1998年以后，全国范围内建设了一大批配电自动化终端，以广州供电局为例，经过多年的努力，目前已建设DTU已逾1万台，采用无线方式的DTU接近90%。本项目致力于解决“如何测量配网自动化系统感受无线信号”与“如何有效提升”的两个问题。本项目研发出一套配电自动化感受信号强度测量装置。只有真正测量配电自动化感受的无线信号强度，才能有的放失，有针对性地提高配电自动化的在线率水平。在此基础上，通过对主流的6种信号优化方案进行比较分析，提出一套多情景的信号优化方案。采用485方案，将无线通信模块放置于信号覆盖较好的地点，可以很好地解决自动化信号强度弱的问题，经济可靠，原理简单，且适用于主流的终端，适合“全面推广”。

本项目属电气设备检测领域。针对传统的断路器机械特性测试仪、现有双端机械特性测试仪存在的不足 包括：作业过程存在安全风险、配套附件工具在某些工作环境下不适用等问题，开发多功能机械特性测试仪、新型测试工具及配套附件。 项目研发的新型多功能机械特性测试仪，基于无线信号传输技术的分合闸时间测试工具、专用电流钳安装绝缘杆，实现测试仪器、作业人员与测试设备的安全隔离，确保人身设备安全。 研制通用型新型角速度转直线速度测试工具、新型二次端子试验线快速连接夹具极大提高了仪器的适用性、易用性、安全性，解决了设备现场测试的实际问题。

本成果研发的多模便携式智能电力无线信号采集终端填补了国内电力无线信号测试领域没有专用工器具的技术空自，已申请了发明专利1项、实用新型专利1项、软件著作权1项，发表了E索引与中文核心期刊各1篇，论文已获2016年南方电网技术论坛优秀论文奖。目前广州供电局共有无线通信计量自动化终端10万台、公网通信配电自动化DTU终端1万台，全局每年在配电自动化、计量自动化采用无线通信接入时的勘察设计、运维排障等工作需测试约5000个电房的无线信号。根据在广州供电局实际应用测试结果，采用本低携智能信号采集设备可将原来3名现场测试人员才能完成的工作量减少到由1人完成。广州供电局12个应用单位按照一个单位配备10台计算共需120台。按照此应用规模，采用本便携智能信号采集设备可累计减少240名现场人员的工作量。此外，传统的专业通信测试仪表价格通常在10万元级别，而本便携智能信号采集设备造价不超过万元，大幅降低了配置成本，在各供电局通信、配电、营销专业建设维护基层班组有着广阔的应用前景。

　　外施信号型故障指示器，运行在分支及主干线的A、B、C三相上构成一个监测点，采集单元主要由CT取电模组、后备电源及其管理模块、检测触发电路及运算处理模块组成。当线路上发生短路或接地故障时，指示器结合设定的判别依据，综合判断出故障信息，并通过短距离无线信号发送给汇集单元，汇集单元将接收到的故障信息转发给后台主站系统进行综合判断和定位。线路正常运行时，指示器监测线路负荷，通过汇集单元将相关的线路状态信息转发到后台，实现对线路状态的监测。接地检测的特征信号，可根据现场实际灵活设置。 　　

项目的总体建设目标是将场站建设成为层次化可扩展的网络结构，并且完善网络的结构安全性等需求，完成整个网络的集成。项目整体构建分为构建RRPP环（链）网和部署FtAP两个大的实施步骤。 RRPP环（链）网节点通过光纤串起来，形成“手拉手”的结构。特点是通过单模光纤可以实现远距离传输，两个试点场站选购的接入交换机均支持RRPP协议，完成基础网络构建。RRPP环网通过光纤采用“手拉手”的方式实现连接，相当于每个节点都是光信号的重新生成和发送，一般可以实现50KM内的节点组网。（我们这两个场站每台风机下都具有四芯光纤供通信使用，每风机部署一台环网接入交换机。）

本案例关键技术是利用载波通信加无线公网技术，解决三个问题： 1.利用载波通信加无线公网信号传输无信号区域安装的智能设备数据； 2.实现载波通信主机一机带多台从设备（三遥开关）上线的方案； 3.实现在载波通信主机一机带多台从设备（三遥开关）上线的情形下，满足目前最新的三遥开关硬加密通信机制防护要求。 创新点是本方案为省内首个利用中压载波通信技术实现一机带多台位于无信号区智能终端设备集联上线方案。填补电力智能设备布点必须依赖运营商的基站无线公网信号的缺陷，在最小成本下实现智能设备上线运行。在一机带多台安装在无信号区域的硬加密三遥开关上线的应用中，每台均具备目前三遥开关最高防护要求的硬加密下的所有功能。发挥了国网公司具有最广阔的电力输电线路的优势，是现阶段成本最小的摆脱运营商基站无线信号制约的成功方案，具体普遍适用性。即便在今后有更高级别智能终端设备应用于配电线路上，本方案都能提供不受基站信号掣肘的上线措施，实现“电力线能到之地，即有网络”，适用于全国电网供电企业。

WELYTS—120型三相不平衡自动调节装置由1台主机和若干台分机组成，分机数量根据配变容量的大小而定，一般安装6-15台分机。系统通过无线信号进行数据通信，主机不断检测负荷的大小变化，并计算三相负荷的不平衡度。当不平衡度超过设定值时，立即命令分机自动进行负荷切换，通过专用的大功率转换开关进行快速换相（换相时间≦10ms），使不平衡度保持在设定范围内。