电力无线通信

为保障首都供电的高可靠性，探索“可观、可测、可调、可控”的新型电力业务是国网北京电力发展的主要任务之一，在具体建设过程中面临三方面问题：一是原有光纤为主的电力通信网络部署灵活性较差、与新技术融合性不足，难以完全满足业务需求；二是传统电力无线通信专网覆盖不足，面向新型业务需要实现有效、低成本的补充覆盖方案；三是新型电力业务移动性和安全性要求较高，如无人机、机器人等巡检业务。为解决上述问题，国网北京电力将5G虚拟专网与电力通信专网融合，构建新型电力通信网，形成天空地一体化的5G电力业务融合应用解决方案，支撑新型电力系统业务发展。

电力关乎国计民生，电力设备广域泛在的特点使得无线通信技术成为承载电力数据传输的最佳选择，而基于230Hz频段深度定制研发的无线专网通信网络在传输可靠性和网络安全性方面均优于无线公网。 电力无线通信传统使用频段是230MHz频段，此频段可使用的无线频率点呈窄带离散分布，频谱利用率低，无法满足智能电网新型业务的传输需求，亟待技术创新。本项目攻克技术壁垒，聚合使用离散的窄带频率资源并优化信令，在该频段创新研制具有5G“低功耗、广覆盖、海量连接”技术特点的电力无线专网，大幅提升了频率资源利用率，解决了电力业务需求。 目前己在浙江嘉兴建成的国内规模最大的无线专网，同时推广到山东、重庆等16个省市，覆盖面积达3379平方公里，在玉门、长庆等油田也得到应用；近3年项目产生的直接经济效益63185.99万元，产生间接经济效益30231万元，提升智能电网工作效率、提升电网安全，社会效益显著。

在新型电力系统与“数字电网”建设中，电力通信技术是支撑配网调控与分布式电源海量接入，满足全景感知、泛在连接、算网融合的关键基础技术，而电力无线通信则是支撑这些特性功能实现的重要手段，其技术制式多种多样，技术发展灵活快速，业务场景应用广泛。本报告，首先介绍了新型电力系统对电力无线通信技术的需求，然后对电力无线通信的典型技术及其应用进行了介绍，最后对电力无线通信技术的发展进行了前瞻。

无线公网通信技术已广泛应用于电网计量自动化、配电自动化、表单信息化等生产经营业务中，现阶段广州供电局共有公网无线通信计量自动化终端约18万台、公网无线通信配电自动化终端约2.6万台。目前广州局各类型业务的公网无线通信接入主要采用支持移动、电信、联通三家运营商的2G/3G/4G网络的公网通信模块，分嵌入式与外置式两种形态，均为单SIM卡模块，同一模块只能接入一家电信运营商的网络。 随着电力业务的发展，在配电和用电领域对通信系统的要求越来越高。就目前的运营商网络建设情况而言，同一区域各家运营商的信号覆盖情况不一，运营商的网络负荷能力不一，而现有电力无线通信模块，通常只能选择一家运营商的网络，不具备多卡功能，该家运营商通信网络改造升级会影响通信模块的正常通信，从而影响了电力业务的通信可靠性。另一方面，电信运营商的网络其主要目标是整体吞吐效率，并没有针对电力业务进行专门优化配置，从而导致某些情况下单家运营商网络的可靠性保障不高。 另外，近年来电网业务对通信系统的可靠性、实时性、安全性、可管可控等要求日益提升，与运营商的语音、视频等互联网业务有较大的区别。因此，近年国内电网公司在构建自身通信能力时，充分考虑其自身的业务要求，开展了电力无线专网的建设。目前广州供电局已建成包括29个基站，接入1800 台各类无线专网终端，包括230MHz无线专网与1800MHz无线专网两种技术体制的南网最大规模无线专网。在部分通信可靠性要求较高的应用场合如配电自动化三遥控制类业务等，为进--'步提升无线专网通信可靠性，还需要利用运营商的网络进行有效的补充。 综上所述，现有的各类传统电力无线通信模块只支持单卡、单网通信，1 个模块只能接入一家运营商网络或者仅支持一种频段无线专网，无线网络的调整或故障，会导致通信中断，严重影响运行可靠性。

建设电力无线专网是构建泛在电力物联网的重要支撑。从电力业务通信需求出发，研究电力无线专网组网方式。阐述了电力无线专网总体架构、网元布置、安全防护、深度覆盖方案，为电力无线通信网络建设提供指导。