摘要：随着我国经济的快速发展和科技水平的不断提高，目前，智能电网的发展，已形成以骨干光纤为主体，多种接入技术共同发展的趋势，无线通信由于其部署便利性、安全性和灵活性，已成为智能电网发展的最佳接入方式。针对国内电力无线专网发展具有频谱特殊、业务多样等特点，本文提出了面向国内电力无线专网的230MHz+1.8GHz的解决方案。
关键词：电力通信；无线通信专网；具体应用
引言
在当前的电力系统中，电力通信专网中最常用的就是光纤组网，而当出现自然灾害时，光纤容易遭受破坏，从而导致光缆不能够正常的运行，可能会造成大面积的光缆中断的情况，一旦发生这种情况，需要较长的时间进行修复，这会导致电力通信在一段时间内中断，严重威胁电网的运行安全，在这样的情况下，需要考虑到应急情况下电力系统的应急通信。无线通信技术的发展为解决这一问题提供了必要的手段，通过应用无线通信技术能够弥补光纤通信的不足，在紧急情况下提供应急通信，从而更好地保障电网的安全运行，基于此本文对无线通信技术在电力通信专网中的应用进行了研究。
1无线专网通信技术的特点
1.1电力无线通信专网频谱资源
230MHz电力无线专网是由国家无线电管理委员会批准的运行在230M频段范围的十个单工频点和十五对双工频点构建的电力负荷控制专用数据通信资源。分配给电力230M40个离散25kHz专用频点，是具有无线电管委会统一规划并受到保护的专用频段。工信部无[2015]65号文件指出为适应1.8GHz频段本地无线接入技术的发展，满足交通（城市轨道交通等）、电力、石油等行业专用通信网和公众通信网的应用需求，分配1785~1805MHz频段可用于申请建设电力无线专网，具体频率指配和无线电台站管理工作，由各省、自治区、直辖市无线电管理机构负责。
1.2无线通信技术的优势
相对于有线通信，无线通信的传输方式有很多优势：
1.2.1高容量、低时延：智能电网终端数量大，需要系统实时调度支持的终端数量多，无线通信毫秒级低时延、高容量带宽，充分保障电力业务的实时双通信，可持续开发新的电力带宽业务。
1.2.2广覆盖、低损耗：市区覆盖半径为2~3km，郊区及农村覆盖半径为15km，终端续航能力强。
1.2.3高安全：双向鉴权，UTRAN加密、信令完整性保护等技术保障通信网络安全可靠，采取措施确保不同安全等级的业务之间相互隔离，使信息安全得到有效保障。
1.2.4动态分配带宽：上下行时隙灵活配置，适应电力业务特点，可根据业务的不同优先级来进行带宽分配，保证高优先级业务等级。
1.2.5易建设易维护：无需光缆敷设，后续扩容时直接加装CPE和更新数据即可。
2电力通信专网中无线通信技术的应用范围
2.1应急通信
自然灾害可能会破坏电力通信系统，进而影响到电力系统运行的稳定性，而由于无线通信技术具有抗灾能力强、能够快速部署的特点，因此可以将其作为应急通信手段来应用。当光缆出现故障并且难以排除时，就可以通过无线通信网络来进行应急通信，从而保证电力系统的稳定运行。
2.2远距离通信接入和延伸
在电力系统中，存在部分供电所距离主变电站较远的情况，如果采用敷设光缆的情况来进行通信，要耗费大量的人力、物力，造价非常昂贵，而采用无线通信网络技术来进行网络覆盖可以有效解决这一问题，不仅能够实现变电站与供电所之间的可靠、稳定统一的通信，同时还不需要敷设光纤所投入的大量费用。
2.3用户抄表
通过应用无线通信技术，能够建立起电力无线通信系统，利用这一系统能够实现用户用电量的实施监控，并且实现用户用电的精确控制。
2.4配网自动化
当前我国电力系统的配电自动化建设还不完善，通过应用无线通信技术，能够实现节点的快速覆盖，这样可以推动配电自动化建设的快速推进，为用户提供更加多样化的服务，同时降低线缆方面的资金投入，对于促进我国电力系统的发展具有重要意义。
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2.5临时通信
随着我国电力系统的快速发展，很多新的变电站正在不断建设，但是受到多方面因素的影响，在变电站建设过程中电力通信网络建设的进度受到阻碍，而变电站投产的前提是电力通信网络必须开通，为了解决这一问题，可以应用无线通信技术，在光缆线路建设完成之前进行通信方案的组织，在变电站建设过程中提供通信服务。
2.6小范围内的无线网络覆盖
利用无线通信技术能够实现小范围内的无线网络覆盖，满足网络需求，如变电站、电厂等区域，可以通过无线通信网络来代替传统的综合布线，这样不仅方便便捷，而且可以降低所需费用。
3电力无线通信专网在智能电网中的应用
3.1智能电网业务的通信需求
3.1.1变电站内信息的上传和智能控制
变电站内视频、站内电缆在线监测，实物ID系统信息的上传，照明、空调、门禁、围栏防盗报警智能控制、故障判断和远程控制。
3.1.2配电自动化
配电自动化通过对配电开关、环网柜的自动化监控，实现配电网络重构，提高配电网的可靠性，其是智能配电网的主要业务之一。
3.1.3负荷监控和管理
通过对专变用户用电情况进行监控，实现有序用电管理及用电信息采集的功能。
3.1.4用电信息采集
通过对公变、低压工商户、低压居民用电信息的采集，实现线损考核、预付费业务管理。
3.1.5应急通信、视频监控、集群调度、移动办公
通过宽带移动通信网络，实现应急抢修、检修的可视化监控，结合GPS技术，实现移动资产的定位管理。
3.2电力无线通信专网的特点
3.2.1优点230MHz：电力专用频点，无需申请，带宽和时延等指标满足电力基本应用要求，230MHz频段具有天然覆盖远的优势，能够大大降低组网成本，对于广覆盖低成本系统，低频段是宝贵的频率资源。
3.2.2缺点：目前没有标准体系，产业链单一，可用频谱资源先天不足，网络容量不足，不能支持电力多业务。
3.2.3优点：1.8GHz系统的优点主要有：
已具备完善的商用产业链布局，发展快速，大容量、低时延、高并发、上下行时隙比配置灵活，支持电力视频监控、集抄、配网等多种业务，维护方便，建设周期短，节约时间。
3.2.4缺点：需要单独申请频点。
3.3电力无线通信专网的组网方式
根据230MHz和1.8GHz无线网络的特点，结合智能电网业务的需求，本文提出了国内230MHz+1.8GHz的电力无线专网组网方案，将1.8GHz无线网络只布放在变电站内部，避免了频点申请，利用1.8GHz高带宽传输变电站内的视频、实物ID和智能控制等宽带业务，将230MHz的基站布放在配网，传输配网自动化、用电信息采集、充电站（桩）等数据采集类业务，也可利用LTE230MHz载波聚合技术传输配网部分配网视频等宽带业务。
4结束语
综上所述，电力无线通信专网系统的搭建，能够实现网络的全覆盖，可以在复杂的环境下，发挥其良好的优势，满足智能电网发展各种业务需求，是电力系统通信的重要补充部分。采用无线专网，充分利用大数据技术，将推动电网创新发展，提供更加快捷优质的供电服务。
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论文作者:牛飞鹏
论文发表刊物:《电力设备》2018年第34期
论文发表时间:2019/5/20
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